浅埋隧道塌方地质灾害成因及风险控制

孟 宪 武

(山西路桥集团国际交通建设工程有限公司,山西 太原 030006)



浅埋隧道塌方地质灾害成因及风险控制

孟 宪 武

(山西路桥集团国际交通建设工程有限公司,山西 太原 030006)

针对某浅埋隧道工程的施工情况，分析了浅埋隧道塌方地质灾害的特征，从水、溶洞、地质构造、工程因素等方面，探讨了该隧道塌方地质灾害形成的原因，提出了浅埋隧道塌方地质灾害的风险控制措施。

浅埋隧道,地质灾害,塌方，超前支护技术

0 引言

在社会与经济快速发展的同时，道路交通行业同样也得以快速的发展，相应的涉及隧道建设的数量逐渐增加，隧道建设的规模逐渐扩大。在进行隧道的建设施工时，由于一些围岩存在稳定性较差的问题，导致了很多的隧道在建设施工时出现塌方事故，给隧道的施工建设带来极为不利的影响。现阶段，学者以及隧道施工企业均非常的重视对于隧道工程建设过程中的风险管理工作，相关的理论研究也非常的多，也取得了一定的成果。但是对于隧道塌方灾害的预防以及相关风险的控制研究相对少，因此，本文针对某一隧道浅埋工程，来研究与分析浅埋隧道塌方地质灾害的主要影响因素，并在此基础上，探讨相应的塌方地质灾害预防以及治理措施，以期望能够更好确保浅埋隧道建设施工中的安全性。

1 工程概况

某一个隧道工程建设项目，其浅埋段的右线是YK40+100～YK40+550，浅埋段的左线是ZK40+100～ZK40+550，浅埋段的总长度值是450 m，埋深值约为20 m。由于在隧道浅埋段处穿越了沥碧峡的背斜轴部位置，而且浅埋隧道的轴线位置和地表处的河流相距值在100 m之内，部分的支流与浅埋隧道的轴线呈现相交分布，此段围岩的类型多属于白云质灰岩以及灰岩，同时岩石的裂缝为地下水提供了非常多的通道，相应的地质结构图如图1所示。

2 浅埋隧道塌方地质灾害的特征

2.1 突发性特征

在进行浅埋隧道的开挖之后，在还没有进行相应的支护作业之前，易出现一些突泥和溶洞涌水的问题，而这一阶段相应的支护作业还正处于施工阶段，当突然的出现上述的问题时，会对浅埋隧道的整体结构以及安全带来极大的威胁，极易引起浅埋隧道塌方地质灾害的出现。

2.2 影响范围大的特征

当发生隧道塌方地质灾害时，不仅将对隧道内部造成极大的破坏，同时也会引起地面的沉陷以及水田失水等一些的问题，可能还会导致房屋出现开裂问题，会形成极大的安全隐患，给人员的生命以及财产安全带来非常大的威胁。

2.3 灾害的演变速度快

由于隧道属于浅埋隧道，在隧道的上方位置所覆盖的岩层相对较薄，及时在隧道之中出现较小的塌方地质灾害，也会在非常短的时间内迅速的演变为加大的地质灾害，导致冒顶塌方地质灾害的出现，对于隧道的安全施工带来极大的影响。

3 浅埋隧道塌方地质灾害形成的原因

在进行岩溶型的隧道建设施工过程中，设计工艺技术难度相对大的便是浅埋隧道的施工。在此浅埋隧道的施工建设过程中，所涉及的地质环境相对复杂，而且在类似的浅埋隧道之中有着相对强的代表性。在此浅埋隧道的建设施工之中，出现过一些塌方地质灾害，分析这些地质灾害发生的原因，其主要是由下列几方面因素所引起的。

3.1 溶洞

之前所出现的塌方地质灾害，溶洞是导致灾害出现的一个重要的因素。在浅埋隧道的YK40+532位置处发生涌水问题的最主要原因是进行隧道的作业施工过程中，将侧壁的溶洞凿穿，使得之前的水通道被一定程度的破坏，使得地下水的承受状态发生了一定的改变，使得隧道用水量出现急剧增大的问题，导致地表水位显著的降低，引发地面沉降的问题出现，最终导致出现塌方地质灾害。

3.2 水

浅埋隧道的塌方地质灾害形成的影响因素中，水所带来的影响是非常大的，同时也会对隧道的稳定性产生极大的影响。通常情况下，对于深埋隧道来说，影响隧道安全性的水一般为地下水，由于在深埋隧道的上部位置处覆盖有相对厚的岩石层，由于岩石具有相对差的透水性，或者是由于存在一定的隔水层，均能够影响到地表水的稳定性能，会对隧道施工带来一定的影响。而就浅埋隧道而言，由于隧道的上部位置岩层相对薄，其透水性相对较好，所以，比较而言地表水对于浅埋隧道的影响是相对大的。

3.3 地质构造

依据不同的产生时期，将地质构造分成是原生构造以及次生构造，在基于地质学的角度对地质构造进行研究时，通常主要是对次生构造进行研究。在地质构造之中存在一定的断层现象、节理现象以及裂隙现象等均会极易的诱发塌方地质灾害的出现。在此浅埋隧道工程之中，由于工程建设的位置处于山峡的背斜轴位置处，所以，地质的构造对于隧道塌方地质灾害的影响相对来说较大，围岩不具备相对优良的自稳能力，极易导致塌方地质灾害的出现。

3.4 工程因素

工程因素主要指的是设计的因素以及施工的因素。对于设计因素来说，其主要是关于浅埋隧道的断面形式设计以及超前支护的设计工作，关键是要看在进行相关地质勘查的过程中，所勘查的数据是否能够确保准确。所以，若是设计中出现一定的偏差，那么在进行施工时就会和设计出现不吻合的问题，若是未能加以及时的调整，极易导致支护结构强度不足，而引发塌方地质灾害。

4 浅埋隧道塌方地质灾害的风险控制

4.1 应用塌方地质灾害预报技术

之所以会出现塌方地质灾害，除了由于受到地质因素的不利影响之外，还有主要也是由于相应的地质资料不够全面，使得进行支护作业时一些参数的选用存在偏差。对比而言，对于参数的选择存在一定的偏差是诱发塌方地质灾害的关键原因。所以，应当应用相应的技术手段以最大限度的防止灾害的出现。现阶段，影响相对多的是超前支护技术，极大的弥补了由于前期对于地质勘查欠缺所带来的不利影响，使得塌方地质灾害的出现概率极大的减小。在此浅埋隧道的施工过程中，便应用了TSP-203超前地质预报设备，针对浅埋区域的隧道地质情况加以实时的监测。在隧道进行开挖之前，对于工作面的相关地质情况加以探测以及预测，可以清晰的了解到围岩所属的类型以及围岩断层带和破碎带的具体性质、分布等相关信息数据，同时按照所测量的一些信息数据加以全面的分析，进行相应的判断以及预报成果。

4.2 应用超前支护技术

由于浅埋隧道不具备较强的自稳能力，经常性的出现在进行开挖的过程中围岩失稳小的一些问题。所以，在进行施工的过程中，应当通过锚固、钢支护以及喷射混凝土加固等措施进行开挖初期的支护作业。不过，只是通过上述的一些支护手段同样不易使围岩处于较为稳定的状态。因此，应当在进行隧道的挖掘作业之前，应用相应的超前支护手段，对隧道进行加固处理。不同的超前支护技术，拥有自身的特点，同时所适用的条件也有所差异，具体的适用条件如表1所示。

表1 不同超前支护技术的适用条件汇总表

此浅埋隧道施工中所采用的超前支护技术为管棚支护方法，其是把钢管安装在事先钻好的孔洞之内，依照隧道挖掘的轮廓形状，对钢管进行规则的排列，同时在钢管的内部进行注浆处理，与型钢的钢架结构一起形成相应的预支护系统，以对不太稳定的围岩进行支护处理。

5 结语

如果想使公路的质量得以更好的保障，首先应当确保浅埋隧道的质量得以保障，应当对浅埋隧道所在位置的地质环境加以全面的分析，根据不同的施工实际情况，而采用适宜的技术手段，以减小塌方地质灾害出现的概率，保障公路工程的整体质量。

[1] 熊春发,任少博,王淑英.隧道施工地质灾害预报预警技术研究[J].西部交通科技,2016(2):55-59.

[2] 黄建明.现代隧道施工中的常见地质灾害及防治措施[J].科技创新与应用,2016(7):234.

[3] 黄 龙.地面沉降地区下穿河流隧道工程地质灾害危险性探讨[J].地质灾害与环境保护,2016(4):44-51.

Geological disaster causes and risk control of shallow tunnel collapse

Meng Xianwu

(ShanxiHighwayBridgeGroupInternationalTrafficConstructionEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030006，China)

In light of the shallow tunnel engineering construction conditions, the paper analyzes shallow tunnel collapse geology disaster features, explores its geological disaster forming causes from aspects of water, karst, geological structure and engineering factors, and finally puts forward shallow tunnel collapse geology disaster risk controlling measures.

shallow tunnel, geological disaster, collapse, advanced supporting technology

1009-6825(2017)14-0179-02

2017-03-05

孟宪武(1969- )，男，工程师

P694

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