公路隧道地質(zhì)災(zāi)害精選(九篇)

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第1篇：公路隧道地質(zhì)災(zāi)害范文

【關(guān)鍵詞】 巖爆；公路隧道施工；不良地質(zhì)災(zāi)害；對(duì)策

公路隧道施工地質(zhì)條件較為復(fù)雜，這嚴(yán)重影響了隧道設(shè)計(jì)與施工的科學(xué)性和安全性，而多發(fā)的公路隧道施工問題，如遭遇涌水、涌泥、巖爆、瓦斯突出等，也再次證明公路隧道施工的嚴(yán)峻性，因此，必須全面分析隧道發(fā)生災(zāi)害的原因，并進(jìn)行客觀性以及主觀性措施改進(jìn)。下面就巖爆現(xiàn)象進(jìn)行分析。

一、巖爆災(zāi)害形成原因

在巖性、地應(yīng)力、巖體結(jié)構(gòu)以及施工等因素的作用下，往往引發(fā)巖爆災(zāi)害。其一，巖性。完整、堅(jiān)硬的巖體具有較高的彈性模量，能夠?qū)⒋罅康膹椥宰冃文芫奂?，一旦開挖，彈性變形能就會(huì)突然釋放，進(jìn)而形成巖爆。其二，地應(yīng)力。一般來(lái)說(shuō)，地應(yīng)力越高的巖石具有的彈性模量就越高，其彈性應(yīng)變力就越大，所以，在開挖擾動(dòng)下，極易形成巖爆；開挖后，具有較高地應(yīng)力的巖石周圍，會(huì)產(chǎn)生切向應(yīng)力和徑向應(yīng)力，在兩者作用下，也會(huì)產(chǎn)生巖爆。其三，巖體結(jié)構(gòu)。巖爆發(fā)生往往由巖體完整度決定，在完整巖體中，巖塊破裂由內(nèi)部裂紋擴(kuò)展造成，其能量釋放較為徹底，而在高能量的作用下，必定會(huì)產(chǎn)生巖爆。其四，施工因素。應(yīng)力集中不僅與原始應(yīng)力有關(guān)，而且受隧道形狀以及施工方式的影響，如開挖方法不當(dāng)，造成隧道斷面不規(guī)則，進(jìn)而加劇圍巖局部應(yīng)力集中程度，而產(chǎn)生巖爆；采用不正規(guī)的爆破方式，使得巖體外載荷差異性增加，這就促使彈性波傳播擴(kuò)展，對(duì)鄰近巖體區(qū)造成巖爆威脅。其四，地下水對(duì)巖爆的影響。干燥的巖體往往容易引發(fā)巖爆，而較為濕潤(rùn)的巖體則很難引發(fā)巖爆，這在于地下水對(duì)巖石的作用力。一方面，地下水能夠軟化巖石，這就降低了巖石強(qiáng)度，同時(shí)將彈性變形能儲(chǔ)存在巖石體內(nèi)；另一方面，在地下水侵入下，巖石體內(nèi)所存儲(chǔ)的彈性變形能得以耗散，且?guī)r石內(nèi)部的節(jié)理縫隙所產(chǎn)生的抗剪強(qiáng)度受到一定抑制，因此，可以降低巖石爆破度。

二、加強(qiáng)預(yù)測(cè)，防患于未然

不良地質(zhì)主要由于地質(zhì)作用和人類活動(dòng)引起，其中不良地質(zhì)主要包括巖溶、瓦斯、巖爆、斷層、滑坡、斷層等，其與地質(zhì)災(zāi)害不同，地質(zhì)災(zāi)害是指在地質(zhì)應(yīng)力的作用下，而產(chǎn)生的塌方、突泥、涌水等現(xiàn)象或是過(guò)程，從以往公路隧道工程事故來(lái)看，不良地質(zhì)是引起地質(zhì)災(zāi)害的主要原因，因此，要減少工程事故，必須加強(qiáng)對(duì)不良地質(zhì)災(zāi)害的防御，就巖爆災(zāi)害來(lái)看，其預(yù)防方式主要有：

超前預(yù)報(bào)法。在巖石結(jié)構(gòu)、巖性、地應(yīng)力、地下水等因素的作用下，產(chǎn)生巖爆現(xiàn)象，因此在施工前，要預(yù)報(bào)多重巖爆誘發(fā)因素。采用紅外線、地質(zhì)雷達(dá)、超前鉆孔等技術(shù)超前檢測(cè)施工前方的地質(zhì)條件，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，對(duì)圍巖的完整度、強(qiáng)度、地下水存在情況、巖性等進(jìn)行判斷，從而根據(jù)地質(zhì)現(xiàn)象分析，判斷巖爆發(fā)生的可能性，以提升施工安全性。

聲發(fā)射檢測(cè)法。該方法依據(jù)巖石變形或是破壞而產(chǎn)生的聲現(xiàn)象進(jìn)行應(yīng)力區(qū)定位，在定位過(guò)程中，往往利用拾音器收集人耳無(wú)法聽到的聲波，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，在利用地音檢測(cè)器檢驗(yàn)破裂程度，在應(yīng)力區(qū)定位后，比較所收集到的信號(hào)時(shí)間，從而確定應(yīng)力向何方傳播，當(dāng)?shù)匾糇x數(shù)增加速度加劇時(shí)，如果其數(shù)據(jù)大于預(yù)定目標(biāo)，則預(yù)示會(huì)產(chǎn)生巖爆現(xiàn)象。

地震學(xué)預(yù)測(cè)法。地震學(xué)預(yù)測(cè)利用內(nèi)用力和應(yīng)變力之間的比例關(guān)系，確定巖爆發(fā)生前巖石內(nèi)部的應(yīng)力，其預(yù)測(cè)分為兩步，首先確定地震多發(fā)地帶巖爆現(xiàn)象發(fā)生的地點(diǎn)、時(shí)間，再者確定爆發(fā)的次數(shù)以及單次巖爆規(guī)模。

微重力法。該方法是利用力學(xué)參數(shù)來(lái)測(cè)驗(yàn)應(yīng)變力的一種方式，當(dāng)巖石應(yīng)力超出臨界線時(shí)，產(chǎn)生巖石擴(kuò)容現(xiàn)象，即為巖石體積驟然增大，在其情況下，巖石變形，產(chǎn)生微重力變化，微重力值出現(xiàn)異常極值，則根據(jù)其極值，判定巖爆現(xiàn)象的發(fā)生。

三、施工防治措施

巖爆發(fā)生的原因主要在于圍巖應(yīng)力以及巖性，在其防治中，要采取人為手段，以減緩或是阻止巖爆發(fā)生。

1、認(rèn)真勘探，科學(xué)設(shè)計(jì)

在勘探過(guò)程中，要對(duì)隧道所處的地質(zhì)情況、外在環(huán)境等進(jìn)行全面性勘察，尤其是應(yīng)變場(chǎng)、應(yīng)力、巖體等，保證施工環(huán)境的安全性以及地質(zhì)穩(wěn)定性。加強(qiáng)隧道設(shè)計(jì)，包括選址、施工方案、爆破技術(shù)等內(nèi)容；在位置選擇中，避開應(yīng)力集中地區(qū)，若不得不經(jīng)過(guò)此地區(qū)，則要對(duì)隧道軸線與應(yīng)力方向進(jìn)行全面設(shè)計(jì)，保證兩者處于平行位置，以便于減少隧道周邊圍巖之間的切向應(yīng)力；在隧道斷面設(shè)計(jì)過(guò)程中，要加強(qiáng)斷面形狀選擇，盡量形成平穩(wěn)應(yīng)力狀態(tài)，以降低巖爆烈度。

2、落實(shí)施工，強(qiáng)化防治

隧道施工工程量較大，難度較高，在施工過(guò)程中，要把握住每個(gè)施工點(diǎn)，并加強(qiáng)巖性和應(yīng)力控制，以保證安全施工，提升隧道施工質(zhì)量。其一，采用混凝土噴射技術(shù)、系統(tǒng)錨桿加固技術(shù)等加固圍巖，其主要針對(duì)周邊加固和超前加固，在加固作用下，可以促使圍巖應(yīng)力狀態(tài)由平面狀態(tài)轉(zhuǎn)移到三位狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)巖爆控制。其二，通過(guò)巖石表面噴水、深層高壓注水等方式改變巖石的物理形式，以有效降低巖石的干燥度；利用鉆孔法、應(yīng)理解除法等改變巖石的應(yīng)力條件，進(jìn)而降低巖爆發(fā)生率。

3、規(guī)范人員操作

由于隧道施工環(huán)境的惡劣性，以及人員操作不規(guī)范，造成隧道施工安全事故的發(fā)生，因此，在施工過(guò)程中，要規(guī)范作業(yè)人員行為，要求穿防砸背心，設(shè)置保護(hù)鉆孔、安裝放電設(shè)備、采用標(biāo)準(zhǔn)爆破技術(shù)等，并通過(guò)專業(yè)性培訓(xùn)，促使工作人員全面了解巖性、應(yīng)力、巖爆特征、誘發(fā)因素以及防治方法等，以保證安全施工。

結(jié)語(yǔ)

在地質(zhì)應(yīng)力以及地質(zhì)災(zāi)害作用下，公路隧道施工難度提升，要實(shí)現(xiàn)安全施工，提升隧道施工質(zhì)量，必須分析誘發(fā)不良地質(zhì)災(zāi)害的原因，并以各種預(yù)測(cè)方法，對(duì)巖性、應(yīng)力、巖石結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以防患于未然，必須強(qiáng)化施工環(huán)節(jié)，落實(shí)安全施工，以最終實(shí)現(xiàn)公路隧道建設(shè)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳滿路，廖椿庭. 大茅隧道地應(yīng)力測(cè)量及圍巖體穩(wěn)定性研究[J]. 地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào)，2012（01）.

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[3] 徐林生，李永林，程崇國(guó). 公路隧道圍巖變形破裂類型與等級(jí)的判定[J]. 重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（02）.

第2篇：公路隧道地質(zhì)災(zāi)害范文

【關(guān)鍵詞】隧道;信息化;施工;地質(zhì)災(zāi)害;預(yù)警技術(shù);研究

1 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)西部雖然存在著地質(zhì)背景復(fù)雜的特點(diǎn)，但是我國(guó)將在西部地區(qū)的鐵路、跨流域調(diào)水、公路等領(lǐng)域修建隧道工程，隧道工程越長(zhǎng)與修建面積越寬在技術(shù)上困難越多，并且存在著涌水涌泥地質(zhì)災(zāi)害，甚至?xí)l(fā)生塌方的災(zāi)害，這給施工人員人身安全帶來(lái)重大災(zāi)難，因此，為了確保隧道施工安全減少災(zāi)害的發(fā)生，施工中超前預(yù)報(bào)和監(jiān)控測(cè)量工作必須做好，并要求工作人員對(duì)隧道信息化施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)深入研究，促進(jìn)施工人員施工中的人身安全保障。

2 隧道信息化施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)分析

2.1 綜合超前預(yù)報(bào)方法

在隧道信息化施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)中，目前我國(guó)已經(jīng)有很多方法對(duì)隧道開挖之前的地質(zhì)進(jìn)行探測(cè)，一般使用綜合超前預(yù)報(bào)地質(zhì)分析方法與地球物理方法，而綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法主要對(duì)地質(zhì)進(jìn)行考察分析地質(zhì)中包含的風(fēng)險(xiǎn)，隧道不同地段需要結(jié)合隧道地質(zhì)實(shí)際情況運(yùn)用綜合超前預(yù)報(bào)分析方法采用不同物探的手段對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行預(yù)報(bào)，同時(shí)，由于預(yù)報(bào)方法不同的特點(diǎn)，在高風(fēng)險(xiǎn)隧道地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)中都會(huì)使用綜合超前預(yù)報(bào)。地球物理方法主要使用隧道地震探測(cè)方法、瞬間電瓷方法、地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)方法與紅外線探測(cè)方法等，每一種探測(cè)方法都有其優(yōu)勢(shì)與不足之處，因此，想要提高預(yù)警預(yù)報(bào)具備良好的準(zhǔn)確性，對(duì)于隧道信息化綜合超前預(yù)報(bào)技術(shù)必須深入研究[1]。

2.2 變形監(jiān)控測(cè)量技術(shù)

在隧道信息化施工質(zhì)量災(zāi)害預(yù)警技術(shù)中，變形監(jiān)控測(cè)量技術(shù)是不可或缺的，主要作用是決定隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)需要的承載、變形、時(shí)間，做好隧道變形監(jiān)控測(cè)量技術(shù)不僅可以對(duì)隧道施工進(jìn)行有效指導(dǎo)，還能測(cè)量到圍巖的動(dòng)態(tài)變化，為圍巖襯砌與支護(hù)提供了大量信息，并未隧道工程設(shè)計(jì)和施工積累到一定的技術(shù)性資料，隧道施工中會(huì)使用到一些精密的儀器，對(duì)圍巖支護(hù)與襯砌所進(jìn)行的力學(xué)行為關(guān)系進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量后對(duì)其穩(wěn)定性給予評(píng)估，并對(duì)圍巖與襯砌的穩(wěn)定性進(jìn)行判斷，只有這樣才能保證施工人員在施工中人身安全，另外，隧道變形監(jiān)控測(cè)量技術(shù)主要包括應(yīng)力應(yīng)變檢測(cè)與位移監(jiān)測(cè)，近年來(lái)，位移測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步非常大，正在往全面自動(dòng)化的方向發(fā)展，目前大量應(yīng)用在隧道施工中，位移測(cè)量主要包括兩個(gè)方面，一方面是水平收斂，一方面是拱頂下沉，研究人員經(jīng)過(guò)不斷努力又發(fā)明了光纖位移傳感器技術(shù)，這種技術(shù)的靈敏度非常高，但是，也存在一定問題，光纖位移傳感器技術(shù)在制造技術(shù)上難度非常大，并且結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，在隧道施工中目前沒有普遍對(duì)光纖位移傳感器進(jìn)行應(yīng)用。

3 施工地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)警

3.1 地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)

在隧道信息化施工質(zhì)量災(zāi)害預(yù)警技術(shù)中，隧道地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)具有非常高的靈敏度，靈敏度可以將地震波成功接受，并轉(zhuǎn)換成信號(hào)進(jìn)行加大處理，當(dāng)電腦接受到預(yù)報(bào)系統(tǒng)傳達(dá)的信號(hào)時(shí)，會(huì)做一定的信號(hào)處理，進(jìn)而形成對(duì)相關(guān)界面做出反應(yīng)，其主要反映出隧道的平面與影響點(diǎn)圖[2]。另外，一部分信號(hào)會(huì)被接收器所接受，接收器會(huì)把接受的信號(hào)用來(lái)計(jì)算波速，這是地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)報(bào)的方法，可以有效對(duì)隧道地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警，防止施工人員在施工過(guò)程中受到地質(zhì)災(zāi)害的威脅，為施工人員的安全提供一層有效保障，促使隧道建設(shè)的成功與高質(zhì)量施工。

3.2 紅外線地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)

紅外線探測(cè)儀在隧道地質(zhì)災(zāi)害中起到預(yù)測(cè)作用，主要是由掌子面向隧道洞口的墻部與拱部按順序進(jìn)行測(cè)量，每隔固定的距離就要測(cè)取一組數(shù)據(jù)，一共需要測(cè)取到十組的數(shù)據(jù)，當(dāng)工作人員測(cè)取到數(shù)據(jù)后，由相關(guān)專業(yè)人員根據(jù)測(cè)取的數(shù)據(jù)繪制紅外線輻射曲線圖，根據(jù)曲線圖可以分析出隧道前方有無(wú)水，同時(shí)，紅外線場(chǎng)強(qiáng)值和距離掌子面的距離關(guān)系圖，可以有利于工作人員了解到隧道內(nèi)溫度變化與隧道內(nèi)含水情況，這對(duì)隧道施工而言非常有利，有利于工作人員了解隧道內(nèi)的相關(guān)情況，在施工中根據(jù)隧道不同情況采用不同施工方法，即有利于隧道施工的順利性也有利于施工人員的人生安全，因此，在隧道施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)中使用紅外線測(cè)探儀具有良好的測(cè)量效果，起到預(yù)警預(yù)報(bào)的測(cè)量作用[3]。

4 隧道地質(zhì)災(zāi)害原因分析

在隧道地質(zhì)災(zāi)害中，一般包括隧道塌方與涌水涌泥地質(zhì)災(zāi)害，隧道塌方事故主要是由于地質(zhì)情況復(fù)雜，包括洞穴內(nèi)存在破碎灰?guī)r、存在顆粒狀碳質(zhì)頁(yè)巖、存在黃土夾碎碎灰?guī)r，這些都會(huì)引起隧道塌方事故，而涌水涌泥地質(zhì)災(zāi)害主要是由于地下水水位過(guò)高，高于隧道底板一定距離，產(chǎn)生的水壓非常大，涌水的來(lái)源是巖溶裂隙水與斷層裂隙水，所涌出來(lái)的水也會(huì)導(dǎo)隧道坍塌，因此，必須避免這兩個(gè)種事故的發(fā)生，需要技術(shù)人員使用隧道地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)對(duì)隧道進(jìn)行勘察，及時(shí)了解隧道內(nèi)的具體情況，避免在施工中發(fā)生隧道塌方與涌水涌泥事故，保證施工人員的人身安全。

5 總結(jié)

通過(guò)以上對(duì)隧道信息化施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)的分析與研究，可以看出，在隧道施工中想要避免發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，必須使用預(yù)警技術(shù)，對(duì)洞穴中的情況進(jìn)行全面了解，在此過(guò)程中，必須使用專用的技術(shù)人員與具有一定工作經(jīng)驗(yàn)的人員，在勘察地質(zhì)情況時(shí)才能保證勘察出的數(shù)據(jù)具備專業(yè)性與科學(xué)性，并保證數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確性，為施工人員提供洞穴內(nèi)的具體情況，施工人員在施工中才能根據(jù)不同情況進(jìn)行不同施工方法，進(jìn)而保證施工的安全性與有效性，促進(jìn)我國(guó)隧道建設(shè)的順利與施工高質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 余修武，余員琴，江珊. 基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的滑坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[J]. 南華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2014（01）

第3篇：公路隧道地質(zhì)災(zāi)害范文

關(guān)鍵詞：TDP206 地質(zhì)雷達(dá) 超前預(yù)報(bào)

1.概述

我國(guó)的隧道隧道隨著交通建設(shè)的高速發(fā)展而不斷增加，它以自身具有縮短里程和行車時(shí)間，改善線性，提高運(yùn)營(yíng)效益等方面的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為公路，鐵路等大型項(xiàng)目中的重要工程。隧道超前預(yù)報(bào)的主要目的：⑴進(jìn)一步查清隧道開挖工作面前方的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，指導(dǎo)工程施工的順利進(jìn)行（2）對(duì)斷層破碎帶、軟弱帶、圍巖的賦水情況、巖溶的發(fā)育情況等不良地質(zhì)條件進(jìn)行探測(cè)，降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的幾率和危害程度[1][2]。

2.TGP206和SIR-3000地質(zhì)雷達(dá)的探測(cè)原理[3]

TGP206隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的預(yù)報(bào)原理是采用高頻地震反射波法，即以線陣激發(fā)的彈性波，在遇到巖體彈性波阻抗界面，反射波通過(guò)預(yù)先埋置在隧道圍巖中的檢波器接收。通過(guò)處理軟件系統(tǒng)，對(duì)反射波到達(dá)時(shí)間，傳播過(guò)程的衰減，相位以及波形的變化等進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)掌子面的前方巖體地質(zhì)條件作出判斷和預(yù)報(bào)。

SIR-3000地質(zhì)雷達(dá)的探測(cè)原理是根據(jù)土質(zhì)，巖層及其他物質(zhì)電導(dǎo)率（電導(dǎo)率的倒數(shù)）及介電常數(shù)的不同，以及相鄰的兩種物質(zhì)的電性，物性差異作為測(cè)試條件，形成反射界面而探測(cè)地下的目的體。

3.TGP206和SIR-3000地質(zhì)雷達(dá)在烏鞘嶺隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[4]-[6]

3.1烏鞘嶺群高嶺隧道概況

烏鞘嶺隧道位于祁連山高寒亞干旱區(qū)，連年干旱風(fēng)沙多，冰凍期為11月至次年3月。烏鞘嶺隧道僅在隧道進(jìn)出段處有松散的巖土，剩余全段基本處于基巖中。該隧道穿越兩大區(qū)域性斷層，破碎帶較寬，經(jīng)分析該兩大斷層破碎帶寬度分別為300m與238米，均為逆斷層，且與隧道軸線近乎直交，斷層傾向與隧道前進(jìn)方向基本一致。且隧道所處區(qū)域地下水分布復(fù)雜，地下水類型為第四系松散孔隙水或基巖裂隙水，其中中等富水區(qū)約占隧道全長(zhǎng)的70%左右，對(duì)隧道圍巖穩(wěn)定性影響較大。

3.2.測(cè)試結(jié)果分析

首先采用TGP206預(yù)報(bào)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，通過(guò)TGPW N軟件進(jìn)行處理，獲得P波，SH波，SV波的時(shí)間刨面等成果。以烏鞘嶺隧道右線進(jìn)口YK2387+092～YK2387+242段進(jìn)行了長(zhǎng)距離地質(zhì)超前預(yù)測(cè)工作，為了確保安全采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)一步的探測(cè)，以提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。如圖1

圖1

從預(yù)報(bào)成果可以看出YK2387+092～YK2387+111，YK2387+145～YK2387+210，YK2387+220～YK2387+242波反射強(qiáng)度一般，無(wú)異常反射特征，推斷上述里程段圍巖特征與目前掌子面基本相似。而YK2387+111～YK2387+145，負(fù)反射比較明顯，反射振幅大，結(jié)合掌子面的地址情況，推測(cè)上述里程段節(jié)理、裂隙發(fā)育，塊碎～碎裂狀結(jié)構(gòu)，潮濕，整體穩(wěn)定性較差。

地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)結(jié)果，隧道施工到Y(jié)K2387+108里程時(shí)， 進(jìn)一步探測(cè)，進(jìn)過(guò)雷達(dá)軟件處理.如圖2.

圖2 YK2387+108～YK2387+140

從雷達(dá)剖面圖可以看出YK2387+108～YK2387+140，電磁波反射較強(qiáng)，說(shuō)明該段圍巖特征發(fā)生變化，有裂隙發(fā)育巖體破碎反射的特征，與TDP206探測(cè)結(jié)果基本吻合，故確定為斷層破碎帶。后經(jīng)開挖驗(yàn)證此段里程巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，塊碎～碎裂狀結(jié)構(gòu)，潮濕，整體穩(wěn)定性較差。

4.結(jié)語(yǔ)：

1）TDP206隧道預(yù)報(bào)系統(tǒng)有探測(cè)深度長(zhǎng)和廣度大等優(yōu)點(diǎn)，地質(zhì)雷達(dá)具有分辨率高，便于攜帶，預(yù)報(bào)可靠度較高，兩者相結(jié)合的綜合應(yīng)用，能夠準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)隧道掌子面前方的地質(zhì)情況，降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的幾率和危害程度.

2）隧道超前預(yù)報(bào)進(jìn)一步查清隧道開挖工作面前方的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，對(duì)掌子面前方圍巖的完整性進(jìn)行探測(cè)，對(duì)斷層破碎帶、軟弱帶、圍巖的賦水情況、巖溶的發(fā)育情況等不良地質(zhì)條件進(jìn)行探測(cè)為工程施工的順利進(jìn)行提供了有力的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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第4篇：公路隧道地質(zhì)災(zāi)害范文

以前工程界一直認(rèn)為隧道及地下結(jié)構(gòu)是抗震性能比較優(yōu)越的工程建筑。然而近幾十年隧道及地下結(jié)構(gòu)的地震災(zāi)害實(shí)例不斷增多。尤其西部山嶺隧道洞口段因其地質(zhì)條件差、覆蓋層薄以及存在邊坡滑坡、崩塌和泥石流等邊坡地質(zhì)災(zāi)害而更加容易受損，是隧道抗震的薄弱環(huán)節(jié)。如在“5·12汶川大地震”中，隧道的震害現(xiàn)象尤為明顯。寶成線、廣岳線等鐵路隧道及都汶公路、劍閣至青川公路的龍溪隧道、龍洞子隧道、酒家埡隧道等大量公路隧道由于處于高烈度地震區(qū)（烈度約Ⅶ-Ⅺ度），都遭受了嚴(yán)重?fù)p壞。

1 隧道震害原因分析

“5·12汶川大地震”中，隧道洞口區(qū)域震害主要為：洞口邊仰坡垮塌、掩埋洞口；邊仰坡防護(hù)、截排水溝開裂變形；洞口落石、局部邊仰坡地面開裂變形；洞門墻及洞口附近襯砌開裂等，見圖1和圖2。

對(duì)“5.12汶川地震”影響范圍內(nèi)的大量鐵路、公路隧道震害進(jìn)行收集并歸類分析，認(rèn)為其震害原因如下：（1）隧道洞口及洞口段是隧道工程的薄弱部位，由于地質(zhì)條件差，在邊仰坡開挖高陡或懸崖峭壁下的洞口，在隧道洞口工程處理范圍外的巖石經(jīng)長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕后，在地震過(guò)程中極易形成坍塌、落石等次生災(zāi)害，造成洞口堵塞，洞門結(jié)構(gòu)開裂、錯(cuò)臺(tái)甚至損毀。（2）修建年代早、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（建筑材料、襯砌結(jié)構(gòu)形狀等）低，抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)低、部分隧道施工質(zhì)量差以及隧道本身存在病害或質(zhì)量缺陷等是造成“5.12汶川地震”后，襯砌出現(xiàn)病害或病害加劇的重要原因。（3）隧道震害的產(chǎn)生與隧道附近的地質(zhì)構(gòu)造、地形條件密切相關(guān)。（4）“5.12汶川地震”震級(jí)高，震中附近地震烈度遠(yuǎn)高于隧道結(jié)構(gòu)的設(shè)防烈度，是造成震中附近隧道產(chǎn)生嚴(yán)重震害的主要原因。

2 抗減震工程措施研究

以某單線鐵路隧道工程為例，設(shè)計(jì)時(shí)速為140km/h，開挖跨度B=6.4m，隧道洞口段上方的覆蓋土層厚度約為1B（6.4m）。襯砌厚度0.4m，襯砌密度為25kN/m3，彈性模量為32.25e9N/m2；圍巖彈性模量150e6N/m2，密度19kN/m3，內(nèi)摩擦角45°。計(jì)算地震烈度分別為Ⅵ度（地震力水平作用系數(shù)為0.1g）、Ⅶ度（地震力水平作用系數(shù)為0.2g）、Ⅷ度（地震力水平作用系數(shù)為0.3g）和Ⅸ度（地震力水平作用系數(shù)為0.4g）。根據(jù)地震系數(shù)法的基本原理，建立荷載—結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，得到在不同地震烈度條件下的襯砌結(jié)構(gòu)彎矩內(nèi)力，見圖3至圖6。

從圖3至圖6中可知：隧道襯砌結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下，襯砌在共軛45°方向上彎矩內(nèi)力值較大，而拱頂和仰拱中心卻相對(duì)小的多，即內(nèi)力最大值多發(fā)生在邊墻與仰拱銜接處，隧道斷面面積發(fā)生突變時(shí)的拱腰也是較大內(nèi)力值位置。這兩個(gè)部位是隧道結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以加強(qiáng)。

隧道抗減震主要工程措施如表1所示。

3 結(jié)語(yǔ)

在對(duì) “5.12汶川地震”影響范圍內(nèi)的大量鐵路、公路隧道震害收集、調(diào)研的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了歸類分析，得到以下經(jīng)驗(yàn)：（1）隧道埋深較淺的洞口段是隧道地震破壞的主要部位，隧道洞口段邊仰坡的垮塌、坍滑、危巖落石是對(duì)運(yùn)營(yíng)安全影響最大的震害，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)隧道洞門、洞口段結(jié)構(gòu)，不應(yīng)采用端墻式洞門。邊、仰坡的防危巖落石設(shè)計(jì)也應(yīng)納入抗震設(shè)計(jì)范圍。（2）隧道區(qū)域?qū)嶋H地震烈度與設(shè)防地震烈度相適應(yīng)時(shí)，隧道洞口段襯砌結(jié)構(gòu)基本不產(chǎn)生震害，建議對(duì)高地震烈度區(qū)隧道進(jìn)行抗震能力驗(yàn)算。（3）“5.12汶川地震”等地震顯示了，隧道洞口坡面以外地震過(guò)程產(chǎn)生大量的次生災(zāi)害，如：山體崩塌、危巖落石、流坍、滑坡復(fù)活等，建議增加對(duì)洞口不良地質(zhì)，如：滑坡、巖堆、順層，以及洞口其它在地震過(guò)程可能產(chǎn)生次生災(zāi)害的地質(zhì)條件進(jìn)行地震安全評(píng)價(jià)，并采取相應(yīng)的抗震措施。（4）洞口軟硬圍巖接觸帶、松散堆積體地段應(yīng)重點(diǎn)設(shè)防，必要時(shí)應(yīng)擴(kuò)大襯砌斷面，以便發(fā)生震害后可以及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，避免大拆大改。（5）隧道襯砌應(yīng)采用曲墻帶仰拱的襯砌形式，震區(qū)隧道應(yīng)設(shè)置變形縫，變形縫間距根據(jù)圍巖狀況調(diào)整，同時(shí)在隧道洞口段采用鋼筋混凝土等延性結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)

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[4] 宋勝武.汶川大地震工程震害調(diào)查分析與研究[M].北京:科學(xué)出版社,2009.

第5篇：公路隧道地質(zhì)災(zāi)害范文

關(guān)鍵詞：圍巖地質(zhì)；施工；隧道地質(zhì)；超前預(yù)報(bào)

Abstract: in the construction period of a tunnel, using various techniques, means and methods of tunnel face front geological condition ( situation ) timely and accurate prediction, so that the tunnel construction can take preventive measures in advance, avoiding the occurrence of disasters or to a certain extent, reduce the losses caused by disasters, but also satisfy the environmental and ecological protection safety requirement. This article first elaborated the tunnel geological advance forecast the main content and the method, secondly, analyzes the geological prediction of tunnel form and the geological conditions of surrounding rock and construction of the relationship, which has a certain reference value.

Key words: construction; surrounding rock; tunnel geological advance forecast;

中圖分類號(hào)：U459文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）

前言

近些年，隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，隧道工程已經(jīng)成為鐵路、公路和水利水電、礦山等大型項(xiàng)目中的重要工程。在這種形勢(shì)下，隧道工程的重要性越來(lái)越顯著，隧道工程的數(shù)量大幅度增加，隧道工程的長(zhǎng)度明顯增加，規(guī)模不斷擴(kuò)大。因此隧道工程的順利安全施工和貫通，是不可回避的重要任務(wù)和技術(shù)難題。由于隧道工程屬于隱蔽工程，其埋深大、穿越地質(zhì)單元多，遇到的工程地質(zhì)問題較其他工程多，因此隧道的施工進(jìn)度常成為控制整個(gè)工程進(jìn)展。大量的隧道工程建設(shè)實(shí)踐表明，由于地質(zhì)勘察精度、經(jīng)費(fèi)等條件的限制，根據(jù)地質(zhì)勘察資料作出的設(shè)計(jì)與實(shí)際不相符的情況常有發(fā)生，因此隧道施工洞內(nèi)塌方、突水、突泥、瓦斯爆炸、巖爆等地質(zhì)災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，給隧道施工造成了相當(dāng)大的危害。因此在隧道施工期中，采用各種技術(shù)、手段和方法對(duì)隧道掌子面前方地質(zhì)條件（情況）進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，從而使隧道施工可以提前采取預(yù)防措施、避免災(zāi)害的發(fā)生或者在一定的程度上減少災(zāi)害造成的損失，同時(shí)也滿足環(huán)境生態(tài)保護(hù)和安全生產(chǎn)的要求。

2. 隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的主要內(nèi)容和方法

2.1隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的主要內(nèi)容

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)依據(jù)預(yù)報(bào)距離可分為長(zhǎng)期(長(zhǎng)距離)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和短期(短距離)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)兩類長(zhǎng)期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)可以探明工作面前方250 m~300 m范圍內(nèi)規(guī)模較大,嚴(yán)重影響施工的不良地質(zhì)體的性質(zhì)、位置、規(guī)模及含水性。

短期超前地質(zhì)預(yù)報(bào),預(yù)報(bào)距離一般在15 m~30 m左右,依據(jù)工作面的特征,通過(guò)觀測(cè)、鑒別和分析,結(jié)合長(zhǎng)期預(yù)報(bào)成果,推斷前方可能出現(xiàn)的地層巖性情況以及掌子面不良地質(zhì)體的延伸情況,并提出適當(dāng)?shù)氖┕し椒?、超前支護(hù)和施工支護(hù)建議。

2.2超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的工作方法

2.2.1長(zhǎng)期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作方法

（1）前兆定量預(yù)測(cè)法。根據(jù)斷層形成的力學(xué)機(jī)制和地應(yīng)力能量釋放形成的基本理論可以推知:斷層破碎帶的厚度(寬度)與斷層影響帶內(nèi)的兩個(gè)異常帶的厚度之間有必然的聯(lián)系。這種聯(lián)系可以用數(shù)學(xué)公式表達(dá)出來(lái),這樣就可以應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)公式超前預(yù)報(bào)隧道工作面前方隱伏斷層的位置和破碎帶厚度(寬度),并且通過(guò)斷層產(chǎn)狀與隧道走向和隧道斷面的高度和寬度資料,預(yù)測(cè)影響隧道的長(zhǎng)度。該方法的關(guān)鍵在于斷層影響帶內(nèi)強(qiáng)度降低帶的辨認(rèn)和始見點(diǎn)的位置確定,這要通過(guò)掌子面上大量的地質(zhì)編錄工作來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（2）儀器探測(cè)法。儀器探測(cè)法主要有地質(zhì)雷達(dá)法、淺層地震反射法和TSP-202系統(tǒng)探測(cè)法。地質(zhì)雷達(dá)法是屬于電磁波勘探的一種物探方法,雷達(dá)波的發(fā)射是通過(guò)一領(lǐng)結(jié)狀面天線向地下輻射,此種方法在石灰?guī)r中應(yīng)用最合適,探距可達(dá)30 m。淺層地震反射法原理與TSP-202系統(tǒng)大致相同,探測(cè)距離可達(dá)100 m。TSP-202超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)是由瑞士來(lái)卡公司生產(chǎn),探測(cè)距離為250 m~300 m,最高分辨率為1 m,探測(cè)空間為掌子面的前上方。TSP-202系統(tǒng)的解釋主要是將探測(cè)后形成的圖像結(jié)合地質(zhì)實(shí)踐、地質(zhì)調(diào)查,確定不良地質(zhì)體的位置、性質(zhì)及大小等相關(guān)地質(zhì)特征。

2.2.2短期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

短期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是在地面地質(zhì)調(diào)查和長(zhǎng)期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上,結(jié)合它們的成果進(jìn)行的一種更加準(zhǔn)確的預(yù)報(bào),預(yù)報(bào)范圍一般在掌子面前方15 m~20 m,主要的技術(shù)手段有臨近前兆預(yù)測(cè)法和掌子面編錄推斷法。

2.2.3 中距離預(yù)報(bào)

中距離預(yù)報(bào)距離為6~30 m,探測(cè)方法以物探和地質(zhì)超前鉆探相結(jié)合。主要目的是探測(cè)掌子面前方30 m范圍內(nèi)的不良地質(zhì)體和含水構(gòu)造的準(zhǔn)確屬性、位置余額空間分布規(guī)模,并對(duì)短距離預(yù)報(bào)的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,提高探測(cè)預(yù)報(bào)精度。

2.2.4有害氣體的預(yù)測(cè)

有些隧道通過(guò)區(qū)的地層為煤系地層,為了使施工順利安全進(jìn)行,采用沼氣-氧氣兩用報(bào)警儀,在隧道進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤量測(cè),采取數(shù)據(jù),進(jìn)行預(yù)報(bào)。根據(jù)數(shù)據(jù)的積累統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)掌子面前方的有害氣體進(jìn)行預(yù)測(cè),為隧道安全施工提供科學(xué)依據(jù)。在坑道開挖時(shí),工作面上瓦斯量超過(guò)1. 0%,就不準(zhǔn)放炮;超過(guò)2. 0%,人員就要全部撤出工作面。一般主風(fēng)流處瓦斯含量不得超過(guò)0. 5%,總回風(fēng)風(fēng)流處不得超過(guò)0. 75%。

3. 隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的形式

3. 1長(zhǎng)期預(yù)報(bào)單

在分析既有的設(shè)計(jì)資料,進(jìn)行詳細(xì)地質(zhì)調(diào)繪核對(duì)補(bǔ)充設(shè)計(jì)資料,綜合分析判釋物探測(cè)試等工作后,通過(guò)綜合分析得出結(jié)論,向施工單位提交掌子面前方50~100 m左右的地質(zhì)、地下水情況及施工措施建議,以書面形式提出長(zhǎng)期預(yù)報(bào)單。

3. 2常規(guī)預(yù)報(bào)單

通過(guò)掌子面地質(zhì)素描、有害氣體的量測(cè)、針對(duì)性地面調(diào)繪等工作,再結(jié)合長(zhǎng)期預(yù)報(bào)單的情況,進(jìn)行地質(zhì)作圖,預(yù)測(cè)掌子面前方15~30 m的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、圍巖類別、有害氣體的情況等,并提出相應(yīng)施工措施建議,以書面形式連續(xù)向施工單位提交預(yù)報(bào)通知單(一式兩份)。

3. 3簡(jiǎn)單說(shuō)明及口頭通知

根據(jù)掌子面的地質(zhì)情況和前方不良地質(zhì)情況及施工單位主管技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)以口頭或作草圖的形式解釋預(yù)報(bào)單的情況,并重點(diǎn)說(shuō)明施工中最應(yīng)注意的問題,作為施工組織安排的參考依據(jù)

4. 圍巖地質(zhì)條件與施工的關(guān)系

4.1圍巖地質(zhì)條件對(duì)開挖方法的影響

隧道的開挖方法是根據(jù)隧道所處的圍巖類別,施工機(jī)械化水平,以及斷面大小等因素綜合確定。施工中開挖面的圍巖穩(wěn)定與否與采用的開挖方法密切相關(guān)。若在開挖之前,能準(zhǔn)確判定圍巖的工程地質(zhì)特征、巖體結(jié)構(gòu)及完整程度、地下水特征等,然后選擇正確的開挖方法,即使遇到的圍巖類別較低,施工也能順利進(jìn)行,不致發(fā)生坍塌。

4.2圍巖地質(zhì)條件對(duì)爆破技術(shù)的影響

目前鉆爆法施工是隧道開挖的主要方法,提高隧道開挖的掘進(jìn)速度,提高爆破質(zhì)量,降低工程成本是目前鉆爆法施工的主要任務(wù)。開挖中是否能取得較好的鉆爆效果與炮眼布置密切相關(guān)。炮眼布置應(yīng)根據(jù)巖石強(qiáng)度和地質(zhì)特征綜合考慮,根據(jù)地質(zhì)狀況,合理進(jìn)行鉆爆設(shè)計(jì),既可提高爆破效果,加快施工進(jìn)度,又可限制爆破對(duì)圍巖的破壞和震動(dòng),從而避免進(jìn)一步松弛巖體的結(jié)構(gòu)而增大圍巖壓力,造成塌方。

4.3圍巖地質(zhì)條件與施工支護(hù)

隧道開挖前,巖體中的初始?jí)毫μ幱谄胶鉅顟B(tài),開挖后,巖體中的應(yīng)力將重新分布,洞室周圍圍巖發(fā)生變形。由于圍巖巖性和巖體結(jié)構(gòu)特征的不同,這個(gè)過(guò)程有快有慢。對(duì)于堅(jiān)硬的巖石,洞室開挖后,圍巖回彈變形快,采用開挖后及時(shí)支護(hù)的方法較為合適。對(duì)于軟弱圍巖來(lái)說(shuō),洞室開挖后圍巖變形往往要經(jīng)過(guò)一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)期,選擇支護(hù)方式時(shí),應(yīng)以柔性支護(hù)為主,既允許圍巖有一定的變形,又要對(duì)其變形加以控制,防止松散和坍塌。

5.結(jié)語(yǔ)

隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作其實(shí)質(zhì)是隧道施工地質(zhì)勘察,與其他工程勘察一樣,應(yīng)以地質(zhì)為基礎(chǔ),以洞內(nèi)洞外的地質(zhì)調(diào)繪編錄、物探、鉆探等多種勘察手段相結(jié)合的勘察方法,綜合分析、預(yù)測(cè)隧道工作面前方可能遇到的不良地質(zhì)體及由此可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害的性質(zhì)、分布位置、規(guī)模,最大程度的查明隧道地質(zhì)信息,為隧道施工開挖提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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第6篇：公路隧道地質(zhì)災(zāi)害范文

關(guān)鍵詞：塌方；超前地質(zhì)預(yù)報(bào)；TSP；工程應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U456文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

我國(guó)西部主要地處丘陵及高山峽谷地段，地質(zhì)條件復(fù)雜，隨著國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大力投入以及西部大開發(fā)的進(jìn)一步實(shí)施，修建高速公路能減少運(yùn)輸時(shí)間，提高區(qū)域經(jīng)濟(jì)運(yùn)作效率，有利于國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體快速發(fā)展。在該地區(qū)修建大量的高速公路，不可避免地將會(huì)遇到長(zhǎng)大、深埋山嶺隧道。由于地質(zhì)情況復(fù)雜性以及難預(yù)測(cè)性，塌方在隧道施工過(guò)程中時(shí)有發(fā)生，易造成施工工期延誤、經(jīng)濟(jì)損失以及生命財(cái)產(chǎn)損失，塌方已然成為隧道施工過(guò)程中一項(xiàng)重大威脅。

由于西部地區(qū)的復(fù)雜多變的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，隧道圍巖和其周圍不良地質(zhì)體（斷層、破碎帶、溶洞、暗河、軟弱地層等）所處狀態(tài)在目前地質(zhì)勘查技術(shù)水平層面上難以在施工前查明。由于前方地質(zhì)情況不明，隧道開挖時(shí)常常伴隨各種險(xiǎn)情，例如塌方、涌水、巖爆、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，這些險(xiǎn)情會(huì)嚴(yán)重影響工程的進(jìn)展，給施工帶來(lái)設(shè)計(jì)變更麻煩和工程造價(jià)提高，有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生重大的事故。因此，采用科學(xué)的、先進(jìn)的隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)隧道開挖工作面前方的地質(zhì)構(gòu)造，準(zhǔn)確查出隧道掘進(jìn)方向的圍巖性狀、結(jié)構(gòu)面發(fā)育情況，特別是溶洞、斷層、破碎帶和含水情況，減少隧道施工的盲目性一直是國(guó)內(nèi)外隧道施工和地質(zhì)工作的重要研究課題。

為使隧道施工順利進(jìn)行，盡可能減少經(jīng)濟(jì)損失，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)成為了現(xiàn)代隧道施工過(guò)程中不可或缺的一部分，近年來(lái)被廣泛用于隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)工作[1~3]。目前常用的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法依據(jù)預(yù)報(bào)的距離可分為長(zhǎng)距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和短距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)兩類。長(zhǎng)距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法主要有TSP 隧道地震波預(yù)報(bào)技術(shù)等，短距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法主要有掌子面地質(zhì)素描、地質(zhì)雷達(dá)等。

本文介紹了TSP隧道地震波預(yù)報(bào)技術(shù)在尚家灣隧道巖體破碎帶預(yù)報(bào)中的應(yīng)用情況，為TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)在公路隧道建設(shè)中的有效應(yīng)用提供一些有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)。

1 隧道地震波預(yù)報(bào)（TSP）工作原理

TSP203plus隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)是目前常用隧道長(zhǎng)距離、高精度的預(yù)報(bào)方法之一，其宏觀的地質(zhì)探測(cè)特點(diǎn)促使隧道施工對(duì)不良地質(zhì)的預(yù)見性處理，特別是突水涌泥、塌方風(fēng)險(xiǎn)中的應(yīng)用[4~6]。該系統(tǒng)通過(guò)在掌子面后方一定距離內(nèi)的鉆孔中以微震爆破來(lái)發(fā)射信號(hào)的，爆破引發(fā)的地震波在巖體中以球面的形式向四周傳播，其中一部分向隧道前方傳播，經(jīng)隧道前方的界面反射回來(lái)，反射信號(hào)經(jīng)接受傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并放大。從起爆到發(fā)射信號(hào)被接收的這段時(shí)間是與反射面的距離成比例的。通過(guò)反射時(shí)間與地震波傳播速度的換算就可以將反射面的位置、與隧道軸線的夾角以及與隧道掘進(jìn)面的距離確定下來(lái)，同時(shí)還可將隧道中存在的巖性變化帶位置方便的探測(cè)出來(lái)。

振動(dòng)波由在特定位置人為制造的小型爆破產(chǎn)生，一般是沿隧道一側(cè)洞壁布置24個(gè)爆破點(diǎn)，爆破點(diǎn)平行于隧道底面呈直線排列，孔距1.5m，孔深1.5 m，炮孔垂直于邊墻向下傾斜10～15度，以利于灌水堵孔。距最后的爆破點(diǎn)15～20m處設(shè)接收器點(diǎn)（在一側(cè)或雙側(cè)），接收器安裝孔的孔深2 m，向上傾斜15度，內(nèi)置接收傳感器。圖1為觀測(cè)系統(tǒng)與隧道關(guān)系平面示意圖。

在測(cè)量過(guò)程中，逐次引爆爆破點(diǎn)的炸藥（約50-150g，根據(jù)圍巖不同適時(shí)調(diào)整），制造出小型地震波，地震波遇到節(jié)理面、地層層面、破碎帶界面和溶洞、暗河等不良地質(zhì)界面時(shí)，將產(chǎn)生反射波，反射波的強(qiáng)度及傳送時(shí)間反映了相關(guān)界面的性質(zhì)、產(chǎn)狀、距離接收點(diǎn)的距離。利用TSPwin軟件對(duì)采集的TSP數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得P波、SH波、SV波的時(shí)間剖面、深度偏移剖面和反射層提取以及巖石物性參數(shù)等一系列成果。在成果解釋中，以P波資料為主對(duì)巖層進(jìn)行劃分，結(jié)合橫波資料對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行解釋。解釋中，遵循以下準(zhǔn)則：① 正反射振幅表明硬巖層，負(fù)反射振幅表明軟巖層；② 若S波反射較P波強(qiáng)，則表明巖層飽含水；③ Vp/Vs增加或δ突然增大，常常由于流體的存在而引起；④ 若Vp下降，則表明裂隙或孔隙度增加。

圖1 觀測(cè)系統(tǒng)與隧道關(guān)系平面示意圖

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 工程概況

尚家灣隧道是在建的湖北省保康至宜昌高速公路襄陽(yáng)段的一座分離式特長(zhǎng)隧道。隧道區(qū)基巖露頭均為沉積巖地層，隧道區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主體構(gòu)造規(guī)模巨大的有通城河斷裂帶。隧道地層為上白堊系羅鏡灘組石灰質(zhì)礫巖，地表巖溶發(fā)育，分布大量的巖溶洼地、落水洞、漏斗，大氣降水直接通過(guò)落水洞，漏斗灌入地下，并通過(guò)地下河排向深切河谷，K65+900兩側(cè)發(fā)育有漏水洞，為典型的強(qiáng)巖溶隧道，施工風(fēng)險(xiǎn)極大。

2.2 TSP203超前預(yù)報(bào)

尚家灣隧道進(jìn)口段右洞掌子面施工至YK64＋890，采用TSP203plus進(jìn)行了超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。此次TSP預(yù)報(bào)共激發(fā)24炮，炮點(diǎn)距1.5 m，接收器置于隧道左邊墻內(nèi)（面向掌子面）接收，傳感器樁號(hào)為YK64＋834。采集參數(shù)為：采樣率62.5μs，記錄長(zhǎng)度7218樣點(diǎn)，X-Y-Z三分量接收。通過(guò)TSPwin軟件對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以得出深度偏移圖及提取的反射面（圖2）以及巖體物性圖（圖3）。

圖2 P波偏移圖提取的反射界面

圖3 2D結(jié)果顯示與巖體物性圖

從巖體物性圖中可以看出YK64+931～YK64+942段巖體的S波波速較前一段圍巖有較大下降，且泊松比上升，而密度下降，反射層提取圖中S波出現(xiàn)較明顯負(fù)反射面，可以推測(cè)該段圍巖強(qiáng)度下降，節(jié)理裂隙較發(fā)育，可能存在軟弱破碎結(jié)構(gòu)體，或賦存少量水，開挖過(guò)程中極有可能發(fā)生圍巖失穩(wěn)掉塊或塌方。

2.3 開挖驗(yàn)證

2013年5月30日，尚家灣隧道右洞YK64+939處加寬帶出現(xiàn)嚴(yán)重塌方，圍巖裂隙發(fā)育，坍塌第一次后，現(xiàn)場(chǎng)踏勘發(fā)現(xiàn)，隧道掌子面頂部圍巖處軟弱夾層(見圖4)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘結(jié)果，經(jīng)專家會(huì)議決定將圍巖級(jí)別由Ⅲ級(jí)變更為Ⅲ級(jí)加強(qiáng)。然而，2013年5月30日下午掌子面立格柵拱架時(shí)，拱架2出現(xiàn)嚴(yán)重塌方，壓壞拱架臺(tái)車。

圖4塌方前隧道掌子面頂部圍巖軟弱夾層

2.4 塌方治理方案與效果

經(jīng)專家會(huì)議商討決定按S5b支護(hù)型式支護(hù)，施作超前小導(dǎo)管，導(dǎo)管長(zhǎng)4 m，搭接長(zhǎng)度1.6 m，間距40 cm，立I18工字鋼，間距60 cm，二村厚度45 cm。

圖5 塌方處理后效果

由于本工程前方探測(cè)段充填型溶洞中充填物豐富，軟弱介質(zhì)中夾雜中大塊“危石”，所測(cè)溶洞出露位置大部分集中在隧道洞身的右側(cè)部位，采用護(hù)墻支頂?shù)姆椒ㄟM(jìn)行加固處理，然后對(duì)開挖后的圍巖及時(shí)施作初期支護(hù)；同時(shí)考慮到噴射混凝土層與層間的黏結(jié)力及充填介質(zhì)與危石之間的黏結(jié)力過(guò)小，因此需變更設(shè)計(jì)施工方案，架設(shè)鋼拱架，對(duì)危石進(jìn)行支撐，以防止其掉落，采用模筑C20混凝土進(jìn)行支護(hù)，2m以外范圍回填片石，完善豎向盲溝、暗溝、預(yù)埋排水管等排水系統(tǒng)，將其與原過(guò)水通道相連或者引入隧道水溝。按照上述方案在尚家灣隧道開挖過(guò)程中及時(shí)對(duì)掌子面采取加固處理措施，取得了較滿意的效果，很好地制止和預(yù)防了施工塌方和碎石掉落的發(fā)生，確保了隧道施工質(zhì)量和安全。塌方處理效果照片如圖5所示。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)對(duì)于隧道施工安全、施工質(zhì)量和進(jìn)度極為重要。受各種條件的限制，不同的隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。在地質(zhì)勘探資料的基礎(chǔ)上采用長(zhǎng)短結(jié)合的綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法可以提高預(yù)報(bào)的精度。

（2）TSP隧道地震波預(yù)報(bào)技術(shù)能為隧道施工過(guò)程中提供掌子面前方地質(zhì)條件的預(yù)測(cè)，其長(zhǎng)距離、高精度的預(yù)報(bào)優(yōu)點(diǎn)讓掌子面前方100 m以上的巖體的宏觀地質(zhì)情況在施工前有全方位的掌握，提前預(yù)知不良地質(zhì)體的賦存情況，使得施工時(shí)更加有針對(duì)性。

（3）TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法操作性較強(qiáng)，易受隧道內(nèi)環(huán)境和炮孔布設(shè)情況的影響，在操作規(guī)范的情況下仍不會(huì)對(duì)不良地質(zhì)有百分之百的預(yù)測(cè)。如何正確識(shí)別探測(cè)過(guò)程中的干擾，對(duì)TSP圖像信息的異常情況做出正確的解釋判斷，還需要積累大量的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

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第7篇：公路隧道地質(zhì)災(zāi)害范文

【關(guān)鍵詞】隧道 施工 病害 思考

一、工程概況

三穗至凱里高速公路屬國(guó)道主干線上海至瑞麗公路在貴州境內(nèi)的一部份，雙向四車道，路基寬度為24.5米，設(shè)計(jì)時(shí)速為80km/h，隧道較多，寨頭隧道為其中的一座，寨頭隧道為聯(lián)拱隧道，單洞限界凈寬：2×3.75m車行道+2×0.5m路緣帶+2×0.25m余寬+0.75m檢修道=9.75m。限界凈高：5.0m。路面橫坡：?jiǎn)蚊鏅M坡3%。設(shè)計(jì)荷載：汽車-超20級(jí)、掛車-120。隧道樁號(hào)為：K74+420~K74+765，隧道長(zhǎng)度為：345米。

寨頭隧道屬三凱高速公路第四合同段，原線路設(shè)計(jì)中里程為K74+510~+760，全長(zhǎng)250m，連拱隧道，在K74+510~+560段，采用暗挖形式通過(guò)高陡自然斜坡，襯砌形式采用II類加強(qiáng)襯砌，K74+560~+600段為明洞。后經(jīng)地質(zhì)勘察證實(shí)，K74+420~+560段為一老滑坡體，K74+420~+510段的滑體已滑走，自然地形較陡，如按設(shè)計(jì)坡率刷方，將出現(xiàn)70~90m的高邊坡，K74+510~+560段的滑體尚未發(fā)生大滑動(dòng)，在地形上形成一山脊。鑒于這種情況，有關(guān)設(shè)計(jì)單位對(duì)此段進(jìn)行了設(shè)計(jì)變更，在確定方案時(shí)主要考慮以下三個(gè)因素：①K74+510~+560段隧道位于老滑坡殘留體上；②出現(xiàn)高邊坡；③線路左側(cè)下部為一小學(xué)，如果進(jìn)行刷方，施工爆破產(chǎn)生的飛石和危石威脅學(xué)生安全，小學(xué)搬遷費(fèi)用大。經(jīng)多方論證，決定將隧道向三穗方向延長(zhǎng)90m，即隧道進(jìn)口的線路里程改為K74+420，延長(zhǎng)隧道形式采用抗偏壓框架和抗偏壓擋墻；另外對(duì)K74+510~+560段的滑體設(shè)置抗滑樁進(jìn)行支擋，具體工程措施如下：（1）K74+420~+560段地表注漿：在該段范圍內(nèi)采用地表注漿進(jìn)行預(yù)加固，沿線路長(zhǎng)140m，垂直線路寬34.3m，加固深度4~10m。（2）K74+485~+520段抗滑樁：在距右線隧道中線右側(cè)10m處設(shè)置一排抗滑樁，共計(jì)8根，樁身截面為2m×3m，樁中至中間距5m，樁長(zhǎng)28~35m，抗滑樁頂采用地梁連接成整體。（3）K74+420~+500段抗偏壓框架：左線采用抗偏壓框架，右線仍采用暗挖隧道?？蛊珘嚎蚣芫唧w設(shè)計(jì)為：①外墻：承載樁為基礎(chǔ)，樁間設(shè)置30cm厚的擋渣板，樁與樁采用地梁連接，地梁上施做外墻，樁間外墻采用拱形連接，外墻頂寬1m，胸坡1：0.3，底寬4.24m，高10.8m，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土；②內(nèi)墻：由1.5m×2.5m的中墻樁與中墻擋板、外加30cm厚的防水墻組成；③頂板：頂板為跨度11.4m、厚1m的鋼筋混凝土板；④底板：底板為跨度11.4m、厚1.2m的鋼筋混凝土板。（4）K74+500~+535段抗偏壓擋墻：K74+500~+535段左幅隧道因地形原因處于偏壓狀態(tài)，所以在隧道外側(cè)設(shè)置抗偏壓擋墻結(jié)構(gòu)?？蛊珘簱鯄Σ捎镁匦纬休d樁作基礎(chǔ)，樁間設(shè)置擋渣板，樁與樁之間采用地梁連接，在地梁上設(shè)置擋墻。隧道采用暗挖法施工。

2003年4月隧道自出口向進(jìn)口方向開始單向掘進(jìn)，至2004年6月，K74+600~+760段隧道貫通，K74+560~+600段的明洞基礎(chǔ)形成，隨即開始K74+510段中導(dǎo)洞的開挖工作，至2004年8月，中導(dǎo)洞開挖了20m。受中導(dǎo)洞開挖和自然降雨的影響，加之K74+485~+520段抗滑樁尚未施工，K74+510~+560段的老滑坡殘留體出現(xiàn)變形跡象，在距線路中線60m的右側(cè)山坡上出現(xiàn)一長(zhǎng)50m、寬3~6cm的貫通裂縫，2004年10月，坡體變形加速，中導(dǎo)洞混凝土開始開裂、掉塊。根據(jù)坡體變形情況，設(shè)計(jì)單位對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行變更，主要內(nèi)容有：①調(diào)整原設(shè)計(jì)變更中抗滑樁，抗滑樁位置向山側(cè)平移5m，范圍調(diào)整為K74+485~+565，抗滑樁數(shù)量調(diào)整為14根，樁截面調(diào)整為2.2m×3.4m，樁長(zhǎng)32~55m；②在K74+535~+560段隧道開挖輪廓線左側(cè)增設(shè)一排抗滑樁，共計(jì)5根，樁身截面為2m×3m，樁中至中間距6m，樁長(zhǎng)30m；③為盡快穩(wěn)定山體和保障抗滑樁的施工安全，在抗滑樁靠山側(cè)的坡面上增設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索框架，共計(jì)24片，96根預(yù)應(yīng)力錨索。至2005年8月，抗滑樁與預(yù)應(yīng)力錨索框架施工完畢， 坡體趨于穩(wěn)定，隧道轉(zhuǎn)入正常開挖。

綜合治理平面圖

二、工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

1.地形、地貌：寨頭隧道位于臺(tái)烈鎮(zhèn)寨頭村北面，地處貴州高原東部苗嶺山區(qū)。隧道進(jìn)、出口高程分別為698、692米，隧道軸線峰頂高程為710~740米。由元古界上板溪群清水江組第三段板巖等變質(zhì)形成的峰叢及溝谷，屬構(gòu)造剝蝕的由淺變質(zhì)巖組成的中低山地貌。隧道軸線由近北東向至南西向沿山體斜坡橫穿山脊，其南東南為斜坡地形，植被發(fā)育。

2.不良地質(zhì)現(xiàn)象：隧道進(jìn)口段位于山體斜坡上，坡度較陡，沖溝中有一較厚堆積體，其成分主要為殘坡積強(qiáng)風(fēng)化板巖碎塊及砂質(zhì)粘土，厚約0~20米。碎石約占55~70%，塊徑為2~10厘米。

3.工程地質(zhì)評(píng)價(jià)：隧道工程區(qū)附近巖土構(gòu)成情況，可分為兩個(gè)區(qū)，即I、II區(qū)。其中I區(qū)主要為沖溝、山脊、斜坡等地段，其上覆蓋層為殘坡積碎石土，厚度為0.50~10.00米，下伏基巖為元古界上板溪群清水江組第三段（Ptbnbq3）灰色、深灰色薄至中層狀板巖及變余砂巖；II區(qū)主要為河谷、河漫灘、山間平地等地段，其上覆地層主要為沖洪積卵石土及耕土等組成，基巖為元古界上板溪群清水江組第三段（Ptbnbq3）灰色、深灰色薄至中層狀板巖。

三、施工中遇見問題治理對(duì)策與工程措施

1.治理對(duì)策與工程措施

寨頭隧道地質(zhì)災(zāi)害治理工程設(shè)計(jì)主要采用了“減、錨、擋、固、疏”等手段，即清方減載與錨固支擋相結(jié)合，輔以灌漿加固和截排地表水、疏排地下水。工程措施主要有：錨索框架(錨墩)、掛網(wǎng)噴錨、抗滑樁（錨索抗滑樁）、樁板墻、灌漿加固、大管棚、超前小導(dǎo)管等，下面就各種工程措施簡(jiǎn)述如下：

（1）清方減載：在條件允許的情況下，清方減載是較為經(jīng)濟(jì)的一種措施。但由于隧道附近邊坡的自然坡度較陡，一般為20~50°，過(guò)度的清方又會(huì)增大邊坡高度，往往會(huì)出現(xiàn)“搬山頭”現(xiàn)象，大大增加坡面防護(hù)的工程量，同時(shí)對(duì)自然植被破壞較大，所以采取這種措施時(shí)，應(yīng)把握好尺度，要進(jìn)行各種方案的比選取。

（2）預(yù)應(yīng)力錨索：巖土錨固是近年來(lái)發(fā)展較快的、成熟的技術(shù)、廣泛應(yīng)用于巖土工程諸多領(lǐng)域，它具有可提供大噸位的主動(dòng)力、工程布置靈活、經(jīng)濟(jì)、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，在三凱高速公路的滑坡治理和高邊坡加固中大量使用，尤其是在滑坡的剪出口較高或有多層滑帶時(shí)，效果較為明顯；在預(yù)應(yīng)力錨索端部一般設(shè)置鋼筋混凝土框架或錨墩作為反力裝置；在治理大型地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，一般與（錨索）抗滑樁組合使用。（3）（錨索）抗滑樁：作為一種大型的支擋工程措施，是治理滑坡的主要手段之一，特別是錨索抗滑樁，其受力合理，截面小，能提供較大的抵抗力。與預(yù)應(yīng)力錨索框架組合使用，在坡腳設(shè)置（錨索）抗滑樁，上部設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索框架，這種組合在工程實(shí)際中十分常見，事實(shí)證明是經(jīng)濟(jì)合理的，例如k74+410---k74+700邊坡病害治理。

（4）灌漿加固：在坡體松散或坡體由坍塌體組成，無(wú)法形成設(shè)計(jì)坡面時(shí)，可采用此方法。邊坡開挖之前，預(yù)先在自然坡面上打孔注水泥漿，對(duì)坡體進(jìn)行加固；但因灌漿效果不易評(píng)價(jià)，應(yīng)用時(shí)一般只作為輔助工程，例如k74+410---k74+700邊坡病害治理。

2.隧道病害分析

（1）隧道進(jìn)、出口病害

隧道進(jìn)、出口發(fā)生的病害較多，隧道開挖仰坡和進(jìn)洞時(shí)產(chǎn)生了大量的變形破壞，如寨頭隧道進(jìn)、出口，病害導(dǎo)致隧道中導(dǎo)洞或初襯產(chǎn)生變形、開裂甚至垮塌的現(xiàn)象。多數(shù)病害的發(fā)生都和坡體自身結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，而與是否采用隧道方式關(guān)系不大，因在隧道進(jìn)、出口段，隧道開挖和路塹邊坡開挖對(duì)坡體穩(wěn)定的影響基本相同。

在隧道進(jìn)、出口地質(zhì)病害中，其危害的表現(xiàn)形式一般是隧道洞身混凝土強(qiáng)度不足以抵擋外力出現(xiàn)變形、開裂現(xiàn)象。產(chǎn)生外力的原因一般有以下三種：①坡體不穩(wěn)定，（工程）滑坡變形產(chǎn)生的推力；②自然地形導(dǎo)致的偏壓力；③圍巖條件差，坡體內(nèi)部自身重力引起的圍壓力。治理此類病害時(shí)，針對(duì)外力產(chǎn)生的三種原因，也可分為三種對(duì)策：①采用預(yù)應(yīng)力錨索、抗滑樁等錨固、支擋措施消除坡體變形對(duì)隧道洞身的影響；②采用抗偏壓隧道結(jié)構(gòu)形式；③調(diào)整隧道支護(hù)參數(shù)，使之與圍巖特性相匹配。常見的工程措施一般有：預(yù)應(yīng)力錨索、抗滑樁、抗偏壓框架（擋墻）、注漿、超前支護(hù)等。

（2）隧道進(jìn)、出口所在坡體為病害體

病害體的類型不一，如寨頭隧道進(jìn)口段為老滑坡體，隧道開挖引起病害體復(fù)活，或產(chǎn)生新的工程滑坡，導(dǎo)致隧道變形開裂，其變形機(jī)制由病害體類型決定。此類病害中，病害體的變形或滑動(dòng)方向與隧道走向之間的關(guān)系是一個(gè)非常重要的因素，寨頭隧道進(jìn)口段滑動(dòng)方向與隧道走向垂直，此時(shí)隧道變形主要表現(xiàn)形式為偏壓，構(gòu)筑物出現(xiàn)水平的、貫通的剪切裂縫和多條環(huán)狀的拉張裂縫，監(jiān)測(cè)資料反映主要為側(cè)向擠壓變形。

（3）隧道進(jìn)、出口位于陡坡地段

三凱高速公路多數(shù)地段地勢(shì)險(xiǎn)峻，橫坡較陡，隧道開挖后，如坡體產(chǎn)生變形，如坡體穩(wěn)定，一般會(huì)出現(xiàn)因地形所引起的偏壓。嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致洞身構(gòu)筑物的變形開裂，主要表現(xiàn)形式為：靠山側(cè)洞身上部出現(xiàn)斜向的剪切裂縫，靠河側(cè)拱腳混凝土出現(xiàn)壓裂跡象，裂縫形狀不一；另外變形的范圍受地形控制。

（4）隧道進(jìn)、出口位于淺埋地段

在“早進(jìn)洞，晚出洞”的設(shè)計(jì)思路指導(dǎo)下，多數(shù)隧道的進(jìn)、出口都或多或少地有一部份屬于淺埋段。在淺埋段，一般地質(zhì)條件較差，易受地表因素影響。此時(shí)隧道施工難度主要表現(xiàn)為成洞困難，常發(fā)生塌方、冒頂事故（如三凱高速公路屯州隧道出現(xiàn)了冒頂事故）。

（5）隧道與病害體的空間關(guān)系控制病害的規(guī)模和性質(zhì)

在線路修建過(guò)程中，不可避免地要對(duì)自然邊坡進(jìn)行改造。在出現(xiàn)地質(zhì)病害中，隧道與病害體的空間關(guān)系控制地質(zhì)病害的性質(zhì)和規(guī)模，如隧道在病害體中、前部通過(guò)，病害性質(zhì)一般為工程滑坡，規(guī)模較大，而且病害體的滑動(dòng)方向與隧道走向之間的關(guān)系決定隧道變形的表現(xiàn)形式；如隧道在病害體后部通過(guò)，病害性質(zhì)則為地形偏壓，規(guī)模小。

3.遇見實(shí)際問題情況及治理措施

寨頭隧道K74+440~+565段山體開裂治理方案（1）出現(xiàn)情況：隧道K74+565~K74+545段正在進(jìn)行中導(dǎo)坑施工，由于本段巖石嚴(yán)重風(fēng)化、破碎，管棚施工時(shí)，鉆孔至20米左右，出現(xiàn)鉆頭無(wú)法拔出，K74+500~K74+550段隧道山體開裂距隧道中線50m，比設(shè)計(jì)高程高57m，裂縫寬5cm，主縫長(zhǎng)50m。根據(jù)施工情況及本段隧道所處的位置、地質(zhì)地貌，本段山體開裂系淺層滑坡，由于山高坡陡，巖體破碎，且處老滑床上緣。2004年7月12日~19日連降大雨，引發(fā)坡頂開裂，即使不施工，裂縫也會(huì)產(chǎn)生，與施工無(wú)聯(lián)系。但是若不對(duì)該滑坡體作合理處理，危害極大，必然對(duì)隧道的穩(wěn)定、施工安全造成嚴(yán)重不利。對(duì)山腳下民房及村民生命安全危害極大。

治理措施：2005年2月1日上午對(duì)K74+440~K74+565段開裂山體進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)查看，該段山嶺開裂嚴(yán)重危及山腰抗滑樁、地表注漿施工及坡腳寨頭小學(xué)及周圍村民安全，但若停工待處理，將嚴(yán)重影響工期。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查看結(jié)果并結(jié)合實(shí)際情況，為確保工期、并保證施工安全和坡腳學(xué)校及村民的生命財(cái)產(chǎn)安全、防止事態(tài)繼續(xù)擴(kuò)大、采取如下緊急處理措施：1、在K74+440~K74+565段山體開裂范圍內(nèi)采取注漿固結(jié)開裂山體。2、K74+440~K74+565段注漿范圍內(nèi)設(shè)置錨索框架，錨索需嵌入基巖。

（2）出現(xiàn)情況：隧道所處地質(zhì)條件復(fù)雜，地表為坡積碎石土層，松散破碎，厚度達(dá)8~10米，屬淺埋偏壓隧道。2005年6月19日凌晨，已施工的K74+505~565中導(dǎo)坑左側(cè)初期支護(hù)出現(xiàn)開裂，裂縫最大寬度達(dá)10cm；并且K74+485~565段右側(cè)山頂裂縫也進(jìn)一步發(fā)展，且變化較大，6月19日至6月20日，裂縫寬度變化達(dá)25mm。經(jīng)分析研究，由于此前兩天普降大雨，坡積碎石土層變形體松散、空隙率大，受雨水浸泡、滲入，加上該山坡上所設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力錨索框架正在施工，但并未張拉，使得裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大和延伸。由于該段隧道為淺埋隧道，所處地勢(shì)較陡，加之覆蓋層為坡積碎石土層，松散破碎且厚度較厚，雨水較容易滲入，增加了對(duì)隧道偏壓，使得K74+505~565中導(dǎo)坑左側(cè)初期支護(hù)出現(xiàn)開裂。由于該段工點(diǎn)工期緊張，而山體變形和傍山偏壓又給孔樁開挖及隧道施工造成安全隱患，故應(yīng)對(duì)該段山體進(jìn)行綜合整治，以確保隧道施工和后期運(yùn)營(yíng)安全。

治理措施：（1）K74+485~565段隧道右側(cè)設(shè)置一排錨索樁，樁間距6m，樁身截面2.4m×3.6m，樁長(zhǎng)27~46m，共計(jì)14根。（2）K74+485~565段錨索樁頂以上4m處山坡設(shè)置一排預(yù)應(yīng)力錨索框架，共8片，以治理山坡和保證孔樁開挖安全。（3）K74+420~485段隧道頂以上15m處山坡設(shè)置一排預(yù)應(yīng)力錨索框架，共7片，以確保該段隧道施工安全。（4）K74+565~585段隧道右側(cè)山坡設(shè)置4片預(yù)應(yīng)力錨索框架，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形布置，以確保該段隧道施工和后期運(yùn)營(yíng)安全。（5）為防止K74+565處仰坡山體繼續(xù)變形而影響明洞安全，在該處仰坡上設(shè)置3片預(yù)應(yīng)力錨索框架。

四、施工效果評(píng)價(jià)

該隧道于2003年4月20日開始施工，2006年8月20日完工，在“弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉”的施工思路指導(dǎo)下，根據(jù)實(shí)際圍巖變化情況，調(diào)整施工方案，在施工逐步掘進(jìn)的過(guò)程中，出現(xiàn)問題，現(xiàn)場(chǎng)研究處理，通過(guò)上述方案的處理，效果顯著，目前沒有發(fā)現(xiàn)任何質(zhì)量問題，工程質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著山區(qū)高速公路的不斷延伸，在線路設(shè)計(jì)中，隧道的數(shù)量和長(zhǎng)度不斷增加，隧道進(jìn)、出口不良地質(zhì)病害愈發(fā)常見，因病害位于隧道進(jìn)、出口，常導(dǎo)致隧道無(wú)法進(jìn)洞，不僅造成建設(shè)費(fèi)用增加，且往往成為影響工期的主要因素。通過(guò)對(duì)三凱高速公路寨頭隧道施工中發(fā)生的不良地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行總結(jié)和反思，主要有以下幾點(diǎn)：

（1）在方案設(shè)計(jì)階段，確定線路走向時(shí)應(yīng)充分考慮線路在通過(guò)不良地質(zhì)區(qū)域時(shí)可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，尤其是影響范圍較大的區(qū)域性地質(zhì)構(gòu)造，并將其作為衡量線路走向是否合理的重要技術(shù)指標(biāo)之一；在施工圖設(shè)計(jì)階段，地質(zhì)勘察的重點(diǎn)查清不良地質(zhì)災(zāi)害體的坡體結(jié)構(gòu)，在線路設(shè)計(jì)中調(diào)整線路通過(guò)災(zāi)害體的形式或主動(dòng)進(jìn)行防護(hù)。

（2）加強(qiáng)施工階段的地質(zhì)工作，通過(guò)開挖揭示的地質(zhì)剖面可以使工程技術(shù)人員真實(shí)、直觀地了解坡體的工程地質(zhì)情況，彌補(bǔ)地質(zhì)勘察的不足，若發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況有變化，可立即調(diào)整設(shè)計(jì)、施工方案。

（3）在工程施工中發(fā)生不良地質(zhì)并影響工程安全后，應(yīng)采用各種地質(zhì)勘察手段，查清不良地質(zhì)的坡體結(jié)構(gòu)和變形機(jī)制，選取合理的工程措施對(duì)不良地質(zhì)進(jìn)行整治，做到有的放矢。

（4）對(duì)于隧道進(jìn)、出口位置，在查清坡體結(jié)構(gòu)后，通過(guò)數(shù)值分析或類比等方法判斷坡體在開挖后的穩(wěn)定度，如坡體不穩(wěn)定，可調(diào)整隧道進(jìn)、出口位置來(lái)避開不良地質(zhì)。一般情況下，易將隧道進(jìn)、出口向山側(cè)內(nèi)移，使之位于穩(wěn)定邊坡內(nèi)。

第8篇：公路隧道地質(zhì)災(zāi)害范文

關(guān)鍵詞：涌水、烏鞘嶺隧道、地質(zhì)災(zāi)害

中圖分類號(hào)：U445文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

1、隧道涌水問題研究現(xiàn)狀

隧道涌水問題已成為公路建設(shè)工程、鐵路建設(shè)工程等交通基礎(chǔ)工程諸多地質(zhì)災(zāi)害問題中非常嚴(yán)重的一個(gè)，隧道內(nèi)發(fā)生涌水直接影響到隧道施工的正常進(jìn)行，同時(shí)在隧道建成之后的運(yùn)營(yíng)使用過(guò)程中，地下水的滲漏問題也不容忽視，長(zhǎng)期滲漏會(huì)給隧道帶來(lái)諸多安全隱患，甚至使得正常行車被迫中斷，嚴(yán)重威脅到了人民的財(cái)產(chǎn)和安全。因此，國(guó)內(nèi)外的專家、學(xué)者和經(jīng)驗(yàn)豐富的工程技術(shù)成員都非常重視隧道修建中涌水的治理和防治，通過(guò)大量的理論分析，結(jié)合實(shí)地勘探與試驗(yàn)，得出了許多值得借鑒的重要成果。

2、烏鞘嶺隧道工程概況

甘肅省武威市境內(nèi)新建的烏鞘嶺隧道，是永古高速公路隧道群中的一條，永古高速是連霍國(guó)道在甘肅省境內(nèi)的重要組成部分。烏鞘嶺隧道的入口位于甘肅省武威市天祝縣陳家莊陳家溝的溝口附近，出口位于甘肅省武威市蘭泉村。烏鞘嶺隧道右線洞身也為直線形式，進(jìn)口為曲線形式，曲線半徑R=1850m，樁號(hào)起始于YK2386+480，出口為直線形式，樁號(hào)終止于YK2391+382，隧道右線長(zhǎng)度為4905m，縱向坡度為1.9~-1.15%，；烏鞘嶺隧道左線洞身也為直線形式，進(jìn)口為曲線形式，曲線半徑R=1580m，樁號(hào)起始于ZK2386+470，出口為直線形式，樁號(hào)終止于ZK2391+375，隧道左線長(zhǎng)度為4902m，縱向坡度為1.9~-1.15%。

3、烏鞘嶺隧道涌水原因分析

隧道在掘進(jìn)過(guò)程中，遇到圍巖結(jié)構(gòu)比較松散或者破碎，再加上開挖方式不合理，支護(hù)結(jié)構(gòu)閉合不及時(shí)，極有可能發(fā)生塌方，常會(huì)遇到的危險(xiǎn)結(jié)構(gòu)有：巖體松散段、軟弱夾層段、斷層破碎段等，如果軟弱破碎圍巖中富含大量地下水，或者圍巖裂隙非常通透，與隧道上部地表水或地下暗河相連通，則在隧道開挖時(shí)，地下水或地表水會(huì)通過(guò)裂隙突然涌進(jìn)隧道。隧道在掘進(jìn)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)很多不可預(yù)見的因素，最終導(dǎo)致隧道周邊圍巖及掌子面坍塌或發(fā)生涌水、突泥等地質(zhì)災(zāi)害，從工程地質(zhì)方面分析，這些不確定因素包括：隧道周邊圍巖的性質(zhì)、巖石的構(gòu)造、地應(yīng)力、地表水的補(bǔ)給、地下水的運(yùn)移規(guī)律等，在隧道開挖時(shí)，以上諸多因素共同作用，最終導(dǎo)致隧道圍巖失去穩(wěn)定性，發(fā)生坍塌或涌水。

隧道斷層帶發(fā)生涌水的原因與隧道開挖區(qū)的水文地質(zhì)環(huán)境有著密切的關(guān)系，例如隧道周邊的水源補(bǔ)給條件、周邊圍巖的存儲(chǔ)條件、斷層裂隙之間的聯(lián)通條件等。

（1）補(bǔ)給水源

隧道開挖時(shí)發(fā)生涌水的首要條件是隧道周圍的補(bǔ)給水源較為充足，涌水的補(bǔ)給水源主要有以下幾種：地表大氣降水、老窯水、古礦洞水、地下暗河水、溶洞內(nèi)積水、斷層水、裂隙水。在以上補(bǔ)給水源中地表大氣降水、老窯水、古礦洞水、地下暗河水、溶洞內(nèi)積水容易引發(fā)涌水，對(duì)隧道施工的正常進(jìn)行威脅最大；在隧道施工過(guò)程中斷層水、裂隙水是涌水最常見的補(bǔ)給水源。涌水不僅惡化作業(yè)環(huán)境，影響隧道的正常施工，還會(huì)致使掌子面圍巖強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低，增加施工的難度。

（2）存儲(chǔ)條件

斷層段巖體受反復(fù)地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的影響，地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，受兩邊巖體擠壓和多次豎向拉伸作用影響，巖石破碎，透水能力強(qiáng)斷，裂隙空間大，地下水在該區(qū)域運(yùn)移通暢，儲(chǔ)存空間廣泛。

（3）連通條件

烏鞘嶺隧道地表水源較為豐富，涌水補(bǔ)給充足，地表水對(duì)隧道的的影響較大，隧道斷層段圍巖為壓碎巖、角礫巖及糜棱巖和斷層泥，均為松散、破碎體，自身鈣質(zhì)膠結(jié)性差，圍巖透水性強(qiáng)，連通條件好，斷層裂隙發(fā)育，斷層水靜儲(chǔ)量大。

4、隧道施工涌水處治措施

針對(duì)烏鞘嶺隧道斷層帶涌水的特點(diǎn)以及發(fā)生涌水的原因，確定本隧道不宜采用排水法，而應(yīng)該選擇止水法――超前帷幕注漿法，注漿材料選用料源廣、價(jià)格便宜、施工設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單、凝膠時(shí)間短的水泥―水玻璃漿液。

（1）設(shè)計(jì)注漿參數(shù)：漿液水灰比（W／C）為1：1，水玻璃濃度為35波美度，模數(shù)2.4，水泥水玻璃體積比（C／S）為1：0.6；單孔有效擴(kuò)散半徑R取3.0m；初始?jí)毫刂圃趬?.5～1.0MPa，終壓為2.0MPa；一次注漿長(zhǎng)度為15m，每次開挖12m，留3m作為下一循環(huán)注漿止?jié){盤；注漿設(shè)計(jì)范圍為隧洞開挖輪廓線外5.0m，開挖斷面內(nèi)均布注漿孔三環(huán)，從外向內(nèi)每一環(huán)的外插角依次為：200~230，100~130，20~50，注漿孔共有44個(gè)，從外向內(nèi)每一環(huán)的孔數(shù)依次為：23個(gè)，14個(gè)，7個(gè)，上半斷面每環(huán)之間間距2000mm，下半斷面逐漸縮小至1500mm，孔口環(huán)向間距均為1500mm；單孔注漿注入量為12.6m3；采用分段前進(jìn)式和全孔一次壓人式兩種注漿方式；

（2）涌水段注漿處理完成后，采用三臺(tái)階七步開挖法掘進(jìn)，上臺(tái)階每循環(huán)開挖進(jìn)尺為2榀鋼架距離，高度約為3.0m，臺(tái)階長(zhǎng)度控制在3~5m，核心土距拱頂1.0~1.5m，兩側(cè)距開挖面大約2m，階開挖高度約3.5m，臺(tái)階長(zhǎng)度控制在3~4m，下臺(tái)階開挖高度約為3.5m左右，臺(tái)階長(zhǎng)度控制在3~4m，剩余部分厚度約0.35m，仰拱施工時(shí)一次挖除。；

（3）隧道防水采用1.2mm 厚 HDPE自粘防水板，復(fù)合350g/m2 無(wú)紡?fù)凉げ迹我r砌采用防水混凝土泵送一次澆筑，混凝土抗?jié)B標(biāo)號(hào)應(yīng)不低于S8；隧道排水采用 Φ100 環(huán)向排水半圓管將巖面水引入兩側(cè)縱向排水管，并通過(guò)橫向引水管最終匯入中心排水溝，集中排出隧道外；

（4）對(duì)比分析了注漿前后隧道內(nèi)日涌水量、地表水位觀察值，確認(rèn)注漿效果較為顯著，基本起到了固化堵水的作用。

5、結(jié)語(yǔ)

經(jīng)分析得出烏鞘嶺隧道斷層帶發(fā)生涌水的原因主要有以下三點(diǎn)：地表水豐富，地下水水源補(bǔ)給充足；斷層段巖體透水能力強(qiáng)斷，裂隙空間大，儲(chǔ)存空間廣泛；隧道圍巖裂隙之間相互交接，互通，地下水在該區(qū)域運(yùn)移通暢，作為隧道與地表水的連通通道，為涌水提供了通道。根據(jù)烏鞘嶺隧道自身的特點(diǎn)，經(jīng)對(duì)比分析，確定本隧道涌水選用水泥-水玻璃雙液帷幕注漿處理，對(duì)注漿處理后隧道的開挖支護(hù)方式和防排水結(jié)構(gòu)做了詳細(xì)的說(shuō)明。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王曉瓊.2009.隧道防水體系施工技術(shù)[J].山東交通科技.2009年第06期

[2]沈春林.1998.防水工程手冊(cè)(第一版) [M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1998年6月

第9篇：公路隧道地質(zhì)災(zāi)害范文

論文摘要：隧道工程是鐵路、公路和水利水電等大型項(xiàng)目中的重要工程，因地質(zhì)條件不明造成隧道施工事故的危害是巨大的，加強(qiáng)隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作是非常必要的。國(guó)內(nèi)外對(duì)隧道地震波超前預(yù)報(bào)技術(shù)已研究多年，筆者就這方面的現(xiàn)狀及進(jìn)行了討論，指出了TSP儀器技術(shù)存在的不足，闡述了克服盲目性、提高科學(xué)預(yù)報(bào)的重要性，介紹了新開發(fā)的TGP隧道地震波預(yù)報(bào)系統(tǒng)與技術(shù)及應(yīng)用效果。

隨著我國(guó)基本建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，隧道工程已經(jīng)成為鐵路、公路和水利水電等大型項(xiàng)目中的重要工程。隧道工程的重要性越來(lái)越顯著，隧道工程的數(shù)量和長(zhǎng)度明顯增加，規(guī)模不斷擴(kuò)大。因此隧道工程的安全施工和貫通，是不可回避重要任務(wù)和技術(shù)難題。危及隧道工程施工的地質(zhì)病害大致分為三類：1不良工程地質(zhì)條件，諸如巖體的裂隙發(fā)育密集帶、構(gòu)造破碎帶、巖溶發(fā)育帶、以及人工采礦造成的不良地質(zhì)條件和高地應(yīng)力造成的危害等；2不良水文地質(zhì)條件，諸如巖溶水、構(gòu)造和裂隙水等；3不良環(huán)境條件，諸如有毒有害氣體和強(qiáng)放射性的環(huán)境。對(duì)于以上地質(zhì)問題，在隧道工程的勘察設(shè)計(jì)階段，已經(jīng)投入大量的地質(zhì)勘察工作，但是由于地質(zhì)、地形條件的復(fù)雜性和相應(yīng)勘察技術(shù)的現(xiàn)狀水平，以及時(shí)間、經(jīng)費(fèi)等條件的限制，勘察階段的地質(zhì)資料一般難于達(dá)到施工階段的精度要求。國(guó)內(nèi)外因地質(zhì)條件不明造成隧道施工事故的教訓(xùn)是不少的，例如：日本越新干線中山隧道涌水淹沒事件；前蘇聯(lián)貝加爾—阿穆爾干線上某隧道的突水事件；我國(guó)成昆線、大秦線、衡廣復(fù)線建設(shè)中，因地質(zhì)問題的停工時(shí)間約占到1/3；以及不久前發(fā)生的四川某隧道瓦斯爆炸，造成重大事故和人員傷亡。以上隧道施工事故的危害是巨大的，因此強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)隧道施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作是非常必要的。

我國(guó)隧道地震波超前預(yù)報(bào)技術(shù)的研究起始于上個(gè)世紀(jì)的90年代，鐵道部第一勘測(cè)設(shè)計(jì)院物探隊(duì)提出“負(fù)視速度方法”。鐵道部第一勘測(cè)設(shè)計(jì)院是較早研究隧道地震超前預(yù)報(bào)的單位。他們?cè)?992年7月，利用地震反射波方法對(duì)云臺(tái)山隧道進(jìn)行隧道超前預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)成果與開挖后的隧道左壁“破碎帶”和“斷層”的位置基本一致。從上個(gè)世紀(jì)90年代初開始，我國(guó)物探技術(shù)人員一直沒有停止對(duì)隧道地震超前預(yù)報(bào)技術(shù)的研究。曾昭璜（1994）研究利用多波進(jìn)行反演的“負(fù)視速度法”，這種方法利用來(lái)自掌子面前方的縱波、橫波、轉(zhuǎn)換波的反射震相在隧道垂直地震剖面上所產(chǎn)生的負(fù)視速度同相軸來(lái)反演反射界面的空間位置與產(chǎn)狀。北方交通大學(xué)的陳立成等人（1994）從全波震相分析理論和技術(shù)的角度研究隧道前方界面多波層析成像問題，進(jìn)行隧道超前預(yù)報(bào)。他們的研究成果在頡河隧道、老爺嶺隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)中應(yīng)用，取得預(yù)期的效果。該方法的工作原理是以地震反射波方法為基礎(chǔ)。工作中他們根據(jù)嫻熟的地震反射波技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)解釋，當(dāng)時(shí)沒有開發(fā)出針對(duì)隧道地震預(yù)報(bào)的處理系統(tǒng)，同時(shí)受當(dāng)時(shí)條件所限制，該項(xiàng)技術(shù)未能得到進(jìn)一步深入研究和發(fā)展。

1995年左右鐵道部下屬單位引進(jìn)瑞士“TSP202” 隧道地震波超前預(yù)報(bào)的儀器，當(dāng)時(shí)曾組織系統(tǒng)內(nèi)有關(guān)地質(zhì)和物探專家在隧道工點(diǎn)進(jìn)行了試驗(yàn)，未見明顯的效果，認(rèn)為其技術(shù)與“負(fù)視速度方法”基本一致，對(duì)其處理解釋系統(tǒng)爭(zhēng)議較大、認(rèn)識(shí)褒貶不一，試驗(yàn)工作無(wú)果而終，該設(shè)備技術(shù)的消化工作也就擱置了。時(shí)隔7年后，隧道安全施工要求進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報(bào)，該儀器設(shè)備由鐵路系統(tǒng)的工程局又開始第二次引進(jìn)，并直接用于隧道施工的預(yù)報(bào)工作?？梢哉f(shuō)由于第一次引進(jìn)消化工作不深入，造成第二次引進(jìn)后出現(xiàn)：應(yīng)用工作中的盲目性和簡(jiǎn)單化，以及其他一些不正?，F(xiàn)象。在宜萬(wàn)鐵路隧道施工中不斷出現(xiàn)的問題，使人們開始反思，不少論文也提出了存在的問題，鐵道部也下發(fā)文件要求科學(xué)地進(jìn)行超前預(yù)報(bào)?？梢哉f(shuō)短短幾年的應(yīng)用實(shí)踐，人們?nèi)匀辉谔剿髦刭|(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)的進(jìn)步。

隧道地震波超前預(yù)報(bào)屬于物探技術(shù)，但比地面的地震波物探技術(shù)復(fù)雜，我國(guó)的地質(zhì)物探工作者一直沒有放松該技術(shù)的研究工作。北京市水電物探研究所研究地震波勘察檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)有近20年的歷史，并且是多道瞬態(tài)面波勘察技術(shù)的發(fā)明單位，生產(chǎn)的SWS型工程勘察與工程檢測(cè)儀器系統(tǒng)，已經(jīng)為400多家勘察設(shè)計(jì)、高等院所廣泛應(yīng)用，并且出口日本等國(guó)家。2003年該所投入人力物力研究隧道地震波預(yù)報(bào)技術(shù)，研究TGP12型隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)儀器，以及孔中高靈敏度三分量檢波設(shè)備，方便的孔中耦合技術(shù)，和Windows編程的數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)。在經(jīng)過(guò)大量的預(yù)報(bào)實(shí)踐驗(yàn)證后，于2005年通過(guò)了由國(guó)家隧道中心王夢(mèng)恕院士組織的國(guó)內(nèi)著名隧道專家的評(píng)審鑒定。該儀器系統(tǒng)推向市場(chǎng)不到2年的時(shí)間，已經(jīng)有近20臺(tái)套投入到隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作中應(yīng)用，反饋信息普遍受到用戶的好評(píng)。

鐵道部工程設(shè)計(jì)鑒定中心趙勇主編的《高速鐵路隧道》一書，提出隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的方法有以下部分組成：①地質(zhì)分析、②超前平行導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法、③超前水平鉆孔法、④ 物理探測(cè)法。并闡述物理探測(cè)法與地質(zhì)分析法、超前平行導(dǎo)坑預(yù)報(bào)法、超前水平鉆孔法相結(jié)合，解決不同地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)用原則。書中介紹了國(guó)產(chǎn)TGP隧道地震波預(yù)報(bào)系統(tǒng)，聲波反射方法，地質(zhì)雷達(dá)方法，紅外探水方法等。

本文就隧道地震波預(yù)報(bào)技術(shù)中的若干關(guān)鍵問題，并結(jié)合應(yīng)用中的實(shí)際問題闡述如下，目的在于引起同行們討論，促進(jìn)地震波預(yù)報(bào)技術(shù)理論水平的提高，促進(jìn)采集數(shù)據(jù)質(zhì)量的提高，促進(jìn)資料的解釋推斷工作向合理化方向發(fā)展。

一、隧道地震波方法的預(yù)報(bào)原理

隧道地震預(yù)報(bào)工作利用地震反射波原理，在隧道內(nèi)以排列方式激發(fā)的地震波，向三維空間傳播的過(guò)程中，遇到聲阻抗界面會(huì)產(chǎn)生反射波。聲阻抗是介質(zhì)傳播彈性波的速度與介質(zhì)密度的函數(shù)，介質(zhì)的聲阻抗數(shù)值為速度與密度的乘積。因此地層中的巖性變化界面、構(gòu)造破碎帶、巖溶和巖溶發(fā)育帶等界面會(huì)產(chǎn)生地震反射波，這種反射波被布置在隧道內(nèi)的檢波器接收，輸入到儀器中進(jìn)行信號(hào)的放大、數(shù)字采集和處理，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)預(yù)報(bào)的目的。

由此可以看出，隧道地震波預(yù)報(bào)技術(shù)是通過(guò)直接探查聲阻抗變化的界面，經(jīng)過(guò)人工分析實(shí)現(xiàn)間接推斷地質(zhì)病害的方法。

圖（2）不同夾角構(gòu)造界面的地震波路徑與反射波記錄形態(tài)

圖（1）示意與隧道斜交的構(gòu)造面，其地震波傳播的路徑圖，構(gòu)造面上的地震波反射點(diǎn)在白色園內(nèi)。圖（2）示意不同夾角構(gòu)造面的地震波路徑與反射波記錄形態(tài)，與隧道夾角不同的構(gòu)造面其反射點(diǎn)位置不同，地震波傳播路徑偏離隧道軸線也不同。構(gòu)造面與隧道正交時(shí)地震波傳播路徑與隧道軸線平行，右圖為與隧道正交構(gòu)造面產(chǎn)生的地震反射波記錄，根據(jù)反射波同相軸計(jì)算得到界面與檢波點(diǎn)之間巖體的地震波速度，該速度代表隧道圍巖的性質(zhì)。由非正交條件下地震反射波記錄獲得的速度為地震波傳播路徑巖體的“視速度”，“視速度”值的大小不僅與路徑上巖體的性質(zhì)有關(guān)，而且與界面和隧道的夾角有關(guān)。應(yīng)用地震波預(yù)報(bào)構(gòu)造面位置的計(jì)算是利用地震波在炮孔段的傳播速度，各構(gòu)造面之間巖體的速度是綜合界面反射獲得的“估算速度”，不是隧道圍巖的真速度，應(yīng)用中結(jié)合反射點(diǎn)偏離隧道軸線距離的遠(yuǎn)近和巖體的各項(xiàng)異性分布綜合考慮使用。

圖（2）是理想模式的三份量地震波時(shí)距曲線形態(tài)。實(shí)際工作中采集的地震波是錯(cuò)綜復(fù)雜的，理想模式的地震波是不常存在的，記錄上普遍存在有來(lái)自三維空間中多個(gè)方向的反射波，和各種形式的干擾波，這是應(yīng)用技術(shù)中首先考慮的問題。

針對(duì)隧道地震波傳播的復(fù)雜性，TGP地震預(yù)報(bào)系統(tǒng)不僅利用地震反射波走時(shí)關(guān)系，同時(shí)采集空間地震波三分量記錄，進(jìn)行地震波的極化分析與計(jì)算，該技術(shù)的突破有利于地質(zhì)構(gòu)造面產(chǎn)狀、規(guī)模和地質(zhì)體性質(zhì)的預(yù)報(bào)。

二、TGP隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)

隧道地震波預(yù)報(bào)的早期研究，是由研究和利用地震波在時(shí)間空間域中的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征開始的，工作中認(rèn)識(shí)到僅僅利用地震波運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征是不夠的。隧道工程的地震波在全三維環(huán)境條件下傳播，這種條件比地面上的平面半無(wú)限空間條件復(fù)雜得多，而且隧道內(nèi)地震波的接收與激發(fā)測(cè)線與探測(cè)目的是近于垂直或者大角度相交的條件，因此影響在地質(zhì)構(gòu)造面上獲得大長(zhǎng)度大面積的地震波信息量。針對(duì)這種狀況，預(yù)報(bào)工作僅僅利用單一模態(tài)的地震波難以勝任。因此，TGP系統(tǒng)強(qiáng)化采集地震波的多波列信息，綜合利用地震波的多波列震相信息，因此TGP系統(tǒng)的功能得到明顯的增強(qiáng)。

TGP隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)包括儀器設(shè)備和處理軟件兩大部分。其中儀器設(shè)備有TGP型儀器主機(jī)、接收傳感器、孔中定位安裝工具和電纜等。圖（3）是TGP隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)的主機(jī)。其處理軟件由地震波數(shù)據(jù)輸入與編排、空間坐標(biāo)建立、能量均衡、干擾波分析與去除、觸發(fā)時(shí)差校正、譜分析、縱橫波分離、巖體速度參數(shù)計(jì)算、回波提取與偏移圖、有效波分析與衰減參數(shù)計(jì)算、極化波處理與構(gòu)造產(chǎn)狀圖、綜合分析與繪制成果圖等模塊組成。

轉(zhuǎn)貼于

工程應(yīng)用中，TGP型隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)對(duì)于500多米距離的構(gòu)造面具有清楚的地震反射波信息，說(shuō)明儀器系統(tǒng)具有足夠的信噪比。實(shí)際工作中考慮預(yù)報(bào)距離和分辨精度兩方面要求，預(yù)報(bào)距離一般采用150米至200米。TGP型隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)具有登記全部測(cè)長(zhǎng)距離內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造信息的功能，利用逐次遞進(jìn)的位置相關(guān)分析，和源生成果對(duì)比等處理功能，有利于去偽存真和排除異常，提高預(yù)報(bào)成果的質(zhì)量。該系統(tǒng)2005年8月通過(guò)由國(guó)內(nèi)知名隧道、地質(zhì)、物探專家組成的專家組評(píng)審鑒定。專家們一致認(rèn)為“TGP12儀器與相關(guān)的處理系統(tǒng)，性能穩(wěn)定可靠，采集的波形完整，信噪比高，與國(guó)外同類儀器對(duì)比整體上具有國(guó)際先進(jìn)水平，可替代進(jìn)口產(chǎn)品?！本唧w評(píng)審意見如下：

1、TGP12是集信號(hào)放大，模數(shù)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和控制為一體的密封防水防震的物探設(shè)備；優(yōu)于利用微機(jī)裝配式結(jié)構(gòu)的儀器，TGP12適合在惡劣的隧道環(huán)境中使用。

2、TGP12的三分量速度型檢波器具有高靈敏度，指向性強(qiáng)和較寬的頻帶響應(yīng)等特點(diǎn)，因而拾取的地震波信號(hào)具有高的質(zhì)量品質(zhì)。TGP12孔中接收檢波器采用黃油耦合，方便、經(jīng)濟(jì)、快捷。優(yōu)于在鉆孔中需要錨固異型鋼導(dǎo)管的方式。2米長(zhǎng)的鋼導(dǎo)管難于攜帶、運(yùn)輸，價(jià)格昂貴，一次性使用，費(fèi)事費(fèi)工費(fèi)財(cái)。

3、TGP12的地震波采集觸發(fā)是開路觸發(fā)方式，即信號(hào)線在雷管引爆炸藥的同時(shí)被炸斷，信號(hào)線同時(shí)開路觸發(fā)儀器采集，儀器采集無(wú)延時(shí)差，保證定位的準(zhǔn)確性。超前預(yù)報(bào)儀器若采用起爆器電脈沖同時(shí)觸發(fā)電雷管和觸發(fā)主機(jī)采集的方案，由于電雷管起爆的延時(shí)時(shí)間難于做到一致，因此會(huì)造成儀器采集的走時(shí)誤差，這種觸發(fā)方式在我國(guó)的地震波勘探規(guī)程中明確規(guī)定不宜使用，更何況隧道巖體的速度比覆蓋層介質(zhì)的速度高出幾倍以上，以巖體波速4500m/s～ 5500m/s為例計(jì)算，每一毫秒誤差會(huì)造成2～3m的預(yù)報(bào)距離誤差，一般瞬發(fā)電雷管的延時(shí)誤差不止一毫秒，因此由20多次激發(fā)的平均線計(jì)算隧道巖體速度，和利用存在誤差的時(shí)間計(jì)算距離，兩次誤差的乘積造成的誤差不容忽視。

4、TGPWIN隧道地震波處理分析軟件借鑒了已有相關(guān)軟件的長(zhǎng)處，并充分考慮彈性波在三維空間的傳播特點(diǎn)，以及根據(jù)TGP儀器采集的數(shù)據(jù)格式編寫。功能特點(diǎn)如下：

（1）全中文界面，通俗易懂，對(duì)地震波信號(hào)的處理過(guò)程，直觀、方便，具有友好的人機(jī)操作界面。

（2）對(duì)P波、SH波、和SV波的分離完善合理，這是超前地質(zhì)預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵工作之一。

（3）處理軟件具有相關(guān)部分互相檢查的功能，例如點(diǎn)擊偏移歸位成果圖上的反射界面位置，程序會(huì)轉(zhuǎn)到該位置界面的反射波組位置，通過(guò)分析反射波組的連續(xù)性、反射波的極性和能量，確定偏移成果的可靠性和性質(zhì)。有助于去偽存真，由此及彼，由表及里，深化認(rèn)識(shí)，使預(yù)報(bào)結(jié)論科學(xué)可靠。

（4）TGPWIN處理中有自動(dòng)處理方式，也有手動(dòng)處理方式，有深入分析異常可靠程度的追蹤功能，這樣設(shè)計(jì)既適應(yīng)非物探專業(yè)的普通工程技術(shù)人員使用，又適應(yīng)物探專業(yè)人員分析地震波傳播特性，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件進(jìn)行深入研究工作的需要。

5、TGP12系統(tǒng)只要增加不多的配套附件和軟件模塊，就可以增加儀器用于隧道檢測(cè)的其它功能，例如：對(duì)已襯砌的隧道進(jìn)行襯砌脫空檢測(cè)，檢查隧道圍巖中隱蔽的病害（巖溶）。也可以在掌子面上用錘擊的激發(fā)方式做到短距離更為精確的地質(zhì)預(yù)報(bào)，因而它是一機(jī)多能的設(shè)備。

TGP12的性價(jià)比與國(guó)外同類儀器相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。而且研發(fā)、生產(chǎn)在國(guó)內(nèi)，用戶可以獲得及時(shí)周到的技術(shù)服務(wù)和技術(shù)支持，以及儀器維修等方面的方便性。

三、工程應(yīng)用實(shí)例

宜萬(wàn)鐵路涼風(fēng)亞隧道的巖性為灰?guī)r， TGP12型儀器與進(jìn)口TSP203儀器進(jìn)行了同點(diǎn)試驗(yàn)，預(yù)報(bào)成果如下，見圖（4）、圖（5）。