某山隧道环境水文地质和施工风险控制探析

2016-09-19何登华

地球 2016年2期

关键词：塌方水文地质盆地

■何登华

（江西有色地质矿产勘查开发院江西南昌330000）

某山隧道环境水文地质和施工风险控制探析

■何登华

（江西有色地质矿产勘查开发院江西南昌330000）

随着我国科学技术的发展，以及社会各方面的需求。在工程建设方面，所涉及的隧道挖掘工作越来越多。为了保证整体的施工质量，就必须对水文地质和施工风险进行控制。下面就针对某一工程，对其的水文地质情况和施工情况进行分析，从中制定一个合理的施工方案，来控制风险的存在。

隧道环境水文地质施工风险

在对隧道进行挖掘过程中，其施工难度会受到地层岩层，地貌单元以及地质构造等情况的影响。因此在施工前，必须对隧道水文地质条件，地下水赋存情况认真的做好勘察工作。在此基础上，才能有效控制隧道施工的风险情况，下面就针对某隧道施工的整体方案进行分析，希望给有关人士提供一些借鉴。

1　某隧道工程概况

该工程需要挖掘的隧道，全长16.111千米，需要跨越两条河流的分水岭，地面高度在1030到1486米，相对高差为230米，隧道要求的最大埋深为380米，最小的只有9米。其所在的水文环境比较复杂，在浅层的水文环境中。主要是潜水，在隧道的地下，具体的存水情况和岩体裂隙有紧密的关系。因此其是非常典型的非均质各向异性特征，整体来看，地下水分布规律非常差。

2　隧道初始风险分析

2.1环境水文地质风险分析

该隧道附近有一个盆地，是居民聚集的地区，在进一步的调查统计发现，这一地区有53个村庄，共计2896人居住，地下水和泉水是当地居民主要的用水来源为。因此进行隧道施工过程中，这一盆地将会影响居民用水情况，这一点是环境地质的敏感点。如果还是用原来的设计方案进行施工，那么很有可能造成当地居民用水困难，影响其正常的生产生活，隧道穿过这一地区的时候，存在较大的环境水文地质风险问题。

2.2隧道施工中的风险分析

图1　沿线地形地貌卫星图片

通过对该隧道所涉及的路段地质和水文情况进行分析，发现其存在很大的施工风险，不仅地点多，而且情况都很严重，属于高度风险的地段长约5.821千米，因此必须对该风险进行评估。在初进口的地段，其附近有严重老化和破碎的围岩，同时已经开始风化，如果不及时处理，很容易发生塌方和变形，属于高级风险。进入到洞内后，需要穿过砂岩和泥岩交互的层面，但是勘察中发现结构结合差，岩层有掉块和落石的风险。接下来穿过这一交互结合路段后，前方还有一段类似的地段，但是危险程度比之前的严重很多，属于高度风险。在处于土石分界的路段，在地质下层分布的是长石英和长岩石，而上层分布的是Q2粉质黏土，整体洞深都在地下水位以下，因此在施工过程中，很容易出现涌突水的问题，甚至出现塌方。在DK447+949—DK450+945的路段，隧道洞身需要穿过泥质砂岩、泥岩夹层长石砂岩，但是发现砂岩互层和砂岩层没有很好的结合，因此在施工过程中就容易发生落石和塌方。由于危险地段很多，但大体都是上述情况，因此就不一一熬述了。经过具体技术人员的研究和分析，该隧道有风险等级是高度以上的初始风险，以塌方和突水，以及突泥尤为突出，评定结果是极高风险隧道，因此在施工中必须对其中的风险进行控制。

3　地质勘查结果分析

3.1盆地地质构造情况

通过有关部门的调查取证，盆地处于两个村庄的向斜内部，由四系盆地组成串状结构，是非常典型的向斜盆地（如图1所示）。

3.2分析隧道地下水位和泉眼位置

在该隧道的出口位置，经过技术部门的勘测，发现有很多大小泉眼，地下水位比之前设计的高度还要高很多，因此必须把这些泉眼的具体数据测量出来，在此基础上，绘制有关水文地质的剖面图，以此来解决上述的各种施工风险问题。

图2　隧道水文地质剖面图

4　隧道控制风险的最终方案

4.1施工方案设计分析

最终设计隧道线路长35.56千米，桥隧总长31.2千米，桥隧比例占到84.85%。隧道因此定于河流南岸的向斜构造盆地和东向斜构造盆地之间的分水岭附近。由于隧道出口有很多泉眼，再加上实际的地势非常陡峭，因此选择这种方案，避开了村庄集中的地区，建在了环境水文地质风险小的位置。

4.2初始风险的处理措施

在高度风险的地段，比如长度为1318米，占隧道长度的9.04% 的DK455+130—DK456+211路段，为了有效控制变形和塌方，因此在施工中，使用了三台阶临时仰拱法，具体操作流程如下：使用直径为42厘米的小导管，对超前支护进行浆液的注入，有少部分地段，配合使用超前管棚支护，这样因地制宜，针对变形的防护更可靠，同时还应用了超前地质预报技术，对所有的工程测量都能做到实时测量，在最大程度上避免了塌方变形的发生。有一地段有突泥突水的问题，因此能够结合超前地质预报技术测定的结果，再根据实际情况，如果发生类似问题，可以使用超前注浆堵水措施进行处理，经过有效的实施，这些高风险都降为了中度的风险。针对围岩老化风化问题，就必须使用外围的支护技术，针对Ⅳ级围岩地段，应该使用台阶法进行开挖，使用复合式衬砌进行加固处理。而针对Ⅲ级缓倾的层围岩问题，可以使用台阶法进行开挖工作，应用拱部格栅钢架的方式进行加固，保证不会塌方。