隧道施工中的膨胀性围岩影响对比

浅谈公路隧道施工中主要的地质灾害问题摘要道路施工中可能会面对许多复杂的地质环境，会对公路隧道的施工造成严重的影响。

本文讨论了在我国施工中常见的一些地质灾害类型和相应的预防和处理措施与建议。

关键词：公路隧道；施工；地质灾害1 引言随着国内道路交通建设的迅猛发展，公路隧道建设逐渐步入了迅速发展时期。

复杂地质条件下,各种灾害性地质所引发的施工安全事故时有发生，所以针对灾害性地质隧道的施工研究十分重要。

灾害性地质包括滑坡、崩塌、断层、岩溶、爆岩、软土地质等威胁隧道工程施工安全的灾害性地质条件。

这些特殊地质条件为公路隧道的施工安全带来了巨大的考验。

本文主要分析了实际地质灾害的现象与特点,以便更好的应对地质灾害;此外还列举了地质灾害的预防和处理方法,为公路隧道施工工作提供依据。

2 活动断层地质对公路隧道施工的影响2.1活动断层的影响活动断层主要是目前还在活动或断续活动的地质断层。

活动断层会导致岩体出现各种破碎岩面,例如断裂面及层间裂隙面等,使岩体发生破碎,渗透性增加,地表水和降水发生下渗。

当隧道需要穿越活动断层时,由于活动断层岩性松软,隧道容易出现塌方以及不均匀沉降,引起隧道结构开裂、漏水,洞口附近仰坡在雨季有滑坡、错落等危险[1]。

2.2处理措施隧道施工中经过断层无疑有很高的难度。

主要来源于断层的特点、断裂带的宽度、含水性以及断层的活动情况的组合关系。

目前常见的施工手段是路线选择上尽量规避活动断层,或利用深挖路堑穿越活动断层。

利用地质雷达预测、预报断层地质破碎岩体详细情况。

开挖前对围岩进行加固。

开挖后采用钢架加喷射混凝土作为结构支撑。

按设计要求使用混凝土支护,提高混凝土支护结构强度等级。

3炭质板岩地质对公路隧道施工的影响3.1炭质板岩地质特点(1)开挖易坍塌炭质板岩地质环境下,隧道爆破结束,随着围岩在外部暴露时间增多,开挖面围岩逐步出现脱落,最终发生坍塌,若遭遇围岩裂隙水冲击,坍塌情况会更加严重。

(2) 炭质板岩遇水容易软化炭质板岩遇水会出现膨胀崩解,软化的现象。

【专业知识】隧道工程知识：膨胀土围岩对隧道施工的危害【学员问题】膨胀土围岩对隧道施工的危害？【解答】由于膨胀土围岩的特殊工程地质性质及其围岩压力特性，使膨胀土的隧道围岩具有普遍开裂、内挤、坍塌和膨胀等变形现象。

膨胀土隧道围岩变形常具有速度快、破坏性大、延续时间长和整治较困难等特点。

施工中常见的几种情况，简述如下：（1）围岩裂缝：隧道开挖后，由于开挖面上土体原始应力释放产生胀裂；另外，因为表层土体风干而脱水，产生收缩裂缝。

同时，两种因素都可以使土中原生隐裂隙张开扩大。

沿围岩周边产生裂缝，尤其在拱部围岩容易产生张拉裂缝与上述裂缝贯通，形成局部变形区。

（2）坑道下沉：由于坑道下部膨胀土体的承载力较低，加之上部围岩压力过大，而产生坑道下沉变形。

坑道的下沉，往往造成支撑变形、失效，进而引起土体坍塌等现象。

（3）围岩膨胀突出和坍塌：膨胀土开挖过程中或开挖后，围岩产生膨胀土变形，周边土体向洞内膨胀突出，开挖断面缩小。

在土体丧失支撑或支撑力不够的状态下，由于围岩压力和膨胀压力的综合作用，使土体产生局部破坏，由裂缝发展到出现溜塌，然后逐渐牵引周围土体连续破坏，形成坍塌。

（4）底鼓：隧道底部开挖后，洞底围岩的上部压力解除，又无支护体约束的条件下，由于应力释放，洞底围岩产生卸荷膨胀；加之坑道积水，使洞底围岩产生浸水膨胀。

因而造成洞底围岩鼓出变形。

（5）衬砌变形和破坏：在先拱后墙法施工中，拱部衬砌完成后至开挖马口的这段时间，由于围岩和膨胀压力，常常产生拱脚内移，同时发生不均匀下沉，拱脚支撑受力大，发扭曲、变形或折断。

拱顶受挤压下沉，也有向上凸起。

拱顶外缘经常出现纵向贯通拉裂缝，而拱顶内缘出现挤裂、脱皮、掉块现象。

在拱腰部位出现纵向裂缝，这些裂缝有时可发展到张开、错台。

当采用直墙时，边墙常受膨胀侧压而开裂，甚至张开、错台，少数曲墙也有出现水平裂缝的情况。

当底部未做仰拱或仅做一般铺底时，有时会出现底部鼓起，铺底被破坏。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

简析膨胀性围岩隧道施工中的临时仰拱1 引言膨胀性围岩通常是指含有蒙脱石、高岭土等矿物的软质岩石，吸水膨胀，失水收缩和往复胀缩变形的围岩。

这类围岩抗压强度较低，被水浸湿后，裂隙回缩变窄或闭合，强度迅速降低，吸水的同时围岩产生体积膨胀，对隧道支撑和衬砌产生膨胀压力。

在膨胀围岩段进行隧道开挖施工过程中，围岩产生的膨胀压力会对已完成的初期支护结构产生影响，当膨胀压力过大时，初期支护结构向隧道内侧的变形量就会过大侵入二衬界限。

如果膨胀性围岩短期内接受到大量水源的补给，相应区域内围岩的软化程度会变高，突变的膨胀压力过大会造成初期支护结构的破坏，围岩会因为失去自稳能力而形成塌方。

因此在膨胀围岩区段内进行隧道开挖施工的难度较大。

在杉阳隧道膨胀围岩段进行隧道开挖施工时采用了一系列综合措施处置膨胀围岩可能产生的危害，其中临时仰拱作为施工辅助措施是抵抗膨胀压力减少变形最有效的办法之一，这种方法施工工艺简单实用，能够实现较好的施工效果。

2 工程概况大瑞铁路杉阳隧道位于云南省永平县境内，地处横断山脉滇西纵谷地带，地形切割强烈，距澜沧江活动断裂带约2km，通过区域为中山构造剥蚀地貌，地形起伏大，相对高差约1080m，隧道施工主要穿越上白垩系砂岩、石英砂岩夹砾岩、侏罗系泥岩、砂岩夹石英砂岩、板岩及泥灰岩。

杉阳隧道出口段穿越泥岩，砂岩。

岩质较软，岩性变化快且频繁，该段位于板块缝合带—澜沧江断裂带及影响带，受构造影响，隧道岩体破碎疏松，有利于地下水的运移，基岩裂隙水发育，泥岩遇水后膨胀，软化失稳。

3 施工方法杉阳隧道出口端正洞开挖至DK102+392时，揭示掌子面为Ⅴ级围岩，泥岩为主，线路左侧方向出露炭质泥岩，在进行该区段隧道开挖施工时，采取了加强超前支护及初期支护强度，初期支护钢架预留变形量，设置临时仰拱等工程措施，具体施工方法如下：1、在隧道开挖前采取综合地质预报技术手段，对掌子面前方的围岩进行初步判识和解读，一般采用TSP203、红外探水、超前水平钻钻芯取样等方法，当确认前方围岩为膨胀性围岩时，则按照膨胀围岩段的施工方法进行施工。

隧道施工常见不良地质及处理方法【摘要】近年来，随着经济的发展，特别是随着改革开放的不断深入，我国的经济建设取得了巨大的进步，同时隧道工程也在快速的发展。

在隧道工程施工中，经常会遇到不良的地质，这就需要良好的地质处理方法，从而促进隧道工程的正确施工。

笔者结合自己的研究，对隧道施工常见的不良地质及处理方法进行分析。

【关键词】隧道施工不良地质处理方法一、前言通过加强对隧道施工常见的不良地质及其处理方法的分析，可以不断的促进隧道施工的顺利进行，提高隧道施工的质量和进度，这对于我国的隧道施工具有十分重要的意义，因此，需要不断的加强对这方面的研究。

二、前期对隧道围岩结构类型的分析认识常见的不良地质类型有膨胀围岩、岩溶地段、破碎断层、涌水涌泥等。

而大量的工程实践表明,导致大量隧道工程施工方案不合理和工程事故的发生原因就是与前期对隧道围岩结构类型的分析认识不清有密切关系。

1.进行不良地质分析的重要性各项工程建设在设计和施工之前,必须按基本施工建设程序进行岩土工程勘察。

岩土工程勘察应按工程建设各勘察阶段的要求,正确反映工程地质条件,查明不良地质作用和地质灾害,精心勘察、精心分析,提出资料完整、评价正确的勘察报告。

这样才有利于下一步开展施工,制定切实可行的施工支护方案。

三、几种不良地质对隧道围岩稳定性影响1. 涌水对隧道围岩稳定性影响。

在隧道工程施工中,地下水的作用非常活跃。

本身可造成隧道涌水,可软化泥化岩石,增大围岩的变形;降低结构面的内聚力,造成不利组合岩块的塌落甚至引起大的坍方;加剧构造岩、风化岩、破碎岩、粘土砂及泥夹块石类岩溶填充物活动性,引发隧道内坍方、泥石流、岩溶涌突水泥灾害。

隧道开挖,破坏和改变了隧道所在地区水文地质条件,隧道成为新的地下水排泄的通道。

隧道施工揭穿含水构造,直接导致了隧道内涌水灾害的发生(揭穿型隧道涌水);而隧道周边与含水构造(体)间隔岩体厚度的过薄或含水构造(体)水压上升,导致了隧道施工期间的突破型涌水;由于涌水速度的降低,涌水中携带的泥砂沉积堵塞涌水通道,当通道地下水位上升水压力达到一定值时,水突破堵塞造成重新涌水,即形成隧道施工期间隧道内的间歇型涌水。

浅析西南山区隧道底鼓的几种常见地质成因及作用机制摘要：山区隧道发生底鼓的原因复杂多样，抛开施工质量等方面的外部因素，基于内部地质条件，简要地归纳了山岭隧道发生底鼓的几种常见原因，较为详细地分析了它们的作用机理，提出了一些常见的防治措施。

关键词：隧道底鼓；仰拱隆起1 引言近些年来，随着我国“西部大开发”战略的逐步实施，西南地区的基础建设日新月异，其中道路交通建设表现得尤为突出。

西南地区东临华中、华南地区，北依西北地区，主要分布有四川盆地、云贵高原和青藏高原三个地形单元，区内崇山峻岭、山高水长，道路交通建设难度较大。

为缩短运行距离，提高交通运输能力，线路常以隧道的形式在群山中穿越，由于山区地质条件复杂多变，隧道病害种类丰富多样，其中隧道底鼓现象就较为常见，而引起底鼓的原因很多，本文仅从地质专业的角度出发，较为详细地总结了几种常见的成因及其作用机理，对山岭隧道底鼓的认识具有一定的现实意义。

2 高地应力下的软弱围岩国内外对高地应力的含义迄今还未达成统一的认识[1]，最初大家将初始地应力实测值大于20MPa定义为高地应力，随着对高地应力认识的不断加深，发现这种完全忽略围岩情况的划分方法过于简单粗暴，目前大家多以岩石单轴饱和抗压强度R b与初始地应力实测值σmax的比值，即岩石强度应力比来进行划分，不同国家对于界限值的认识也不同，日本等国家认为强度应力比R b/σmax＜2为高地应力，我国相关规范标准目前对其没有规定，已废止的《岩土工程勘察规范》（GB50021-94）附录2规定R b/σmax≤7为高地应力，而正在实行的《工程岩体分级标准》（GBT50218-2014）、《铁路隧道设计规范》（TB1003-2016/J449-2016）提到，硬质围岩R b/σmax≤7时开始发生轻微岩爆，由此可推断也默认了高地应力的界限值为7，但是2018年发布的《公路隧道设计规范第一册土建工程》（JTG3370.1-2018）认为R b/σmax≤3.333开始发生轻微岩爆，这与日本等国的界限值较为接近。

浅谈围岩工程地质条件对隧道设计及施工的影响一、围岩工程地质条件对隧道设计的重要性隧道勘测的目的是为确定隧道位置、施工方法和支护、衬砌类型等技术方案，对隧道地处范围内的地形、地质状况，以及对地下水的分布和水量等水文情况要进行勘测，查明隧道施工地点的工程地质条件，分析围岩稳定性，为公路路线必选和工程预算提供科学依据。

公路隧道的特点是断面大、隧道长、地质条件复杂，隧道掘进面前方和洞口的不良地层条件极易引起隧道塌方、涌水。

隧道地下工程围岩地层的复杂性和不可见性，增加了勘探人员工作的难度。

因此，在隧道勘探设计过程中对围岩工程地质的调查和分析，并积累隧道工程资料和经验，为将来公路隧道的设计和施工铺平了道路。

1、公路隧道勘测设计工作重点进行公路隧道规划、设计、施工和维护管理，应预先获得各种资料，因此需要进行调查。

包括地形调查、地质调查、气象调查、环境调查、施工条件调查以及与工程有关的法令法规调查等。

这些调查越广泛、深入细致、准确，所起的作用就越大。

（1）文献资料的收集：包括地形地貌资料、工程地质与水文地质资料、工程资料、气象资料、灾害及预算资料等。

（2）地形地质调查：地形调查是为路线服务的，目的是在现有地形条件下使路线满足规范要求，并尽可能的得到优化，这是设计的需要；地质调查是核对在实际地质条件上是否可能，是否可以得到一个稳定的结构物。

包括：地质调查、资料整编、地质详查、涌水调查、气象调查等工作。

2、围岩工程地质条件对隧道勘测的重要性2.1 围岩工程地质对隧道的重要性工程地质条件会随着区域的不同而发生变化，这样的条件直接影响到隧道施工及后期运营、养护。

本节主要从隧道选址、施工条件和衬砌支护三个方面讨论围岩工程地质条件对隧道的重要性。

2.1.1 围岩工程地质对隧道选址的重要性1）岩体结构及种类花岗岩、玢岩、斑岩、蛇纹岩、温泉变质作用的安山岩和凝灰岩、泥岩、片岩类、千枚岩和岩堆等，都应给予特别注意。

例如花岗岩往往有深部风化，有的变为花岗岩风化土，沿断层易风化，花岗岩中的断层难以发现，风化带和变质带的宽度不同。