降雨入渗下膨胀性黄土隧道围岩破坏演化

浅谈黄土隧道常见的工程地质灾害及其防治措施摘要黄土是西安地区所特有的土体，其表现出的特殊工程特性，对工程结构物危害大，特别是在黄土隧道修建过程中，塌方和湿陷是两种最常见的地质灾害。

黄土地层中的水对隧道的影响举足轻重，围岩中水的作用是黄土隧道设计、施工时的重点研究内容和关注对象。

因此，加强防排水以及及时合理衬砌是黄土隧道施工过程中预防地质灾害的有效措施。

关键字黄土隧道；湿陷；塌方；灾害防治1 黄土的工程特性对隧道工程的影响1.1 黄土的湿陷性湿陷黄土【1】在自重压力或外力荷载压力不变时，受水浸湿后结构迅速破坏，产生急骤显著附加下沉，从而引起地面的变形和建筑物破坏；湿陷性由湿陷系数、自重湿陷量、总湿陷量等指标【2】表征，宏观表现为浸水后沉降量显著增大。

我国湿陷性黄土的分布面积约占全国黄土分布面积的60%左右，大部分分布在黄河中游地区的关中、陕北、宁夏、豫西、陇东及陇中的黄土高原地区，面积达27万km2。

黄土的疏松多孔结构，尤其是结构性孔隙是黄土湿陷性的必要条件；黄土中的不抗水粒间胶结是黄土湿陷性的充分条件；遇水浸泡后黄土胶结削弱强度降低，并且其削弱程度随水量的大小成比例变化，极易产生湿陷、呈饱和流塑状态，从而减弱甚至丧失承载和自稳能力。

这是黄土湿陷性的本质。

1.2 黄土的击实性黄土击实性是指黄土在一定外力冲击作用下密度、含水量、强度等物理力学性质随冲击强度而变化的特性。

一般冲击强度大时密度增大、含水量降低、强度提高。

改变击实功，最优含水量和最大干密度也发生变化，击实功大能客服更大的摩擦阻力，所以最大干容重增大而最优含水量降低。

黄土的孔隙率在50%左右，按照孔隙的大小、形状、数量以及连通性等方面，黄土中的孔隙被分为微孔隙、小孔隙、中孔隙和大孔隙【3】。

其中，微孔隙形成于胶结物中，杂乱分布，连通性差，透水性弱，主要是胶结物孔隙；小孔隙均为粒间孔隙，小孔隙由骨架颗粒相互穿插，紧密排列组成，又称为镶嵌孔隙，含少量胶结物孔隙；小孔隙和微孔隙在黄土沉积时形成，由骨架颗粒群形成的架空孔隙，数量较多，对骨架颗粒的稳定起着主要作用；中孔隙由骨架颗粒相互支架构成，数量多，为颗粒的变位提供了空间，连通性好，透水性强，是黄土产生震陷的主要原因，又称为支架孔隙；而大孔隙主要在黄土沉积后成岩过程中由生物作用形成，呈管状或不规则状，数量少，主要是黄土中次生的根洞、虫孔、鼠穴、节理【4】和裂隙以及溶蚀孔洞。

黄土隧道的主要地质灾害类型及防治方法摘要：黄土隧道具有明显的黄土工程特性，在干燥时, 黄土的强度较高, 但遇水后联结削弱强度降低，使得黄土具有湿陷性等特殊工程地质特性; 物理地质作用、地震作用、水作用和综合作用产生黄土隧道主要工程地质灾害; 水对黄土具有特殊的意义。

关键词：黄土隧道工程地质灾害含水量0 引言中国黄土分布面积大、范围广，具有特殊成分和工程地质特性。

近年来随着国家基本建设力度的加大和西部大开发的深入, 在原有铁路隧道的经验基础上, 陆续修建了一些高等级黄土公路隧道、铁路隧道,因此有必要研究黄土隧道可能产生的工程地质灾害,为隧道设计、施工提供新的依据，从而提供有效的施工工艺方法。

西河口隧道左线ZK7+582～ZK7+690全长108米，右线K7+615～K7+720全长105米，隧道设计为三车道大断面隧道，设计速度为100公里/小时，汽车荷载等级为公路—Ⅰ级。

围岩以粉土和沙卵石为主，左线洞体埋深2.3～18.3米，右线洞体埋深3.7～20.4米，隧道下穿目前保存完好，属于国家一级保护文物的明长城。

因此对隧道施工而引起的地层沉降有着严格要求。

本文主要对黄土隧道可能受到的主要灾害分析并介绍其防治方法，以保障施工安全与文物的完好无损为最终目的。

1黄土道路隧道的主要工程地质灾害1.1物理地质作用产生的灾害物理地质作用是指塑造地壳面貌的自然地质作用, 包括内力与外力地质作用。

黄土区物理地质作用主要有: 构造运动, 剥蚀, 搬运, 沉积作用等。

在黄土地区修建道路隧道, 或多或少会受到物理地质作用并产生一定的工程地质灾害, 概括起来主要有:1.1.1塌方, 塌顶, 坍洞黄土垂直节理发育, 彼此在水平方向的连接力较弱, 黄土隧道一般按疏松石质隧道的普氏理论计算、设计。

在干燥时, 黄土的强度较高, 衬砌受力较小; 遇水后颗粒联结力削弱, 黄土强度随之降低, 此时极易引起衬砌受力不均匀,成为偏压隧道, 造成塌方等地质灾害。

强降雨作用下高速铁路隧道仰拱隆起原因分析及整治发布时间：2023-03-30T07:45:41.464Z 来源：《福光技术》2023年4期作者：董世财[导读] 隧道水害引发的仰拱填充、轨道等起鼓或衬砌结构开裂是非常难以处理且危害较大的工程灾害之一，其主要发生在岩溶发育、岩溶管道联通性较好地区，也有部分发生在与地表联通性较强的断层破碎带或塌方冒顶区域。

甘肃铁科建设工程咨询有限公司甘肃省兰州市 73000摘要：近年来，降雨引发的铁路隧道仰拱隆起病害时有发生，严重影响隧道运营安全。

文章以某高铁隧道仰拱隆起病害案例为依托，综合降雨作用、地形地质条件、防排水系统实际效果等多因素对病害原因进行探讨，，并结合病害情况提出针对性整治措施。

关键词：高速铁路隧道；强降雨作用；仰拱隆起；水害；原因分析；整治方案；隧道水害引发的仰拱填充、轨道等起鼓或衬砌结构开裂是非常难以处理且危害较大的工程灾害之一，其主要发生在岩溶发育、岩溶管道联通性较好地区，也有部分发生在与地表联通性较强的断层破碎带或塌方冒顶区域。

近年来，随着中国高铁的飞速发展、高铁隧道的增多，其引发的危害正逐步突显，具有突发、后果严重、整治困难等特性。

本文通过对多座隧道近期发生的水害原因、整治过程等进行分析，提出了应急治理和灾害防控的措施及建议。

1水害表现及分类根据目前出现的隧道水害情况，其破坏形式可分为：①高压水引发隧道结构破坏；②高压水引发仰拱填充层上鼓，造成其上的轨道结构上鼓；③高压水直接引发轨道板上鼓；④地下水重分布引发膨胀类岩土膨胀，造成结构破坏。

本文主要针对地下水直接作用的前三种情况进行分析。

然而，收集近年来因衬砌水压力过高引发仰拱隆起的多个案例，通过归纳总结发现：在隆起病害演变过程中，地质因素、建设因素更多是扮演“病因”的角色，真正诱发病害发生的“诱因”往往是极端强降雨，而极端强降雨的作用及影响在既有案例研究中却鲜有深入探讨。

此外，既有案例多为公路隧道与普铁隧道，行车速度较低，控制要求相对宽松，而对于发展迅猛且控制标准更为严苛的高铁隧道而言，有待进一步验证探讨。