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浅析隧道施工地质超前预警方法
摘要:建立隧道施工地质灾害预警是减少和避免因地质灾害造成财产损失、人员伤亡的有效办法。本文分析隧道施工地质灾害的类型、预警的必要性,以及建立隧道施工地质超前预警的有效方法。
关键词:隧道施工;地质灾害;超前预警

随着经济的飞速发展,大量山区交通建设都采用长大隧道方式通过越岭地段,特别是在我国西南部,如云南省地处云贵高原,大部分地区位于西南横断山脉地带,沟谷纵横,山高谷深,地势陡峻,这给公路隧道的建设和发展提供了有利条件。还有地铁,过江和海底隧道的建设等等。由于隧道施工及运营将穿越不同地层地质条件下的围岩介质,从而将不可避免的遇到山体变形、地震、塌方、涌水、岩溶塌陷、岩爆、泥屑流、高地温、***爆炸及有害气体突出等地质灾害, 其中以涌水最为普遍和严重。除此之外,隧道施工开挖工作面前方地质情况的预报是国内外工程地质和隧道工程界关注而又没有得到很好解决的难题。实践证明在隧道施工中开展灾害预测预报技术能极大的减少塌方突水突泥等不良地质灾害,既可保证施工的顺利进行,又能极大的降低成本,故其在隧道施工中非常重要且十分必要。
一、析隧道施工地质灾害的类型
1、固体地质灾害
①岩爆
岩爆是高地应力区的地下工程在开挖过程中或开挖完毕后,围岩因开挖卸荷发生脆性破坏而导致储存于岩体中的弹性应变能突然释放且产生爆裂松脱、剥落、弹射甚至抛掷现象的一种动力失稳地质灾害。其直接威胁人员、设备安全,影响工程进度,已成为地下工程世界性难题之一。近几十年来,国内外在岩爆预测方面作了大量的研究工作,提出了一系列的理论和方法,如失稳理论、强度理论、能量理论、断裂损伤理论和突变理论等;并采用了数值分析方法、模糊数学综合评判方法、分形几何法和人工神经网络法等。岩爆预测的目的是为岩爆防治提供可能发生的位置、烈度等信息。然而,由于岩爆预测问题的复杂性,到目前为止还没有哪一种理论或方法能准确地预测岩爆,满足工程建设的需求。
②软弱围岩塌方
a、地壳在构造运动的作用下,薄层岩体形成小褶曲,错动发育地段,隧道施工从此处通过,常发生塌方。b、隧道穿过断层及其破碎带,一经开挖,潜在应力释放,承压快,围岩失稳而塌方。c、通过各种堆积体时,由于结构松散,颗粒间无胶结或胶结差,开挖后引起塌方。d、隧道穿过浅埋或隧道进出口附近,围岩自稳能力差或受偏压影响,开挖中引起坍塌。e、岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体,在地下水的作用下,软弱面的强度大大降低,因而发生塌方。f、地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用,加剧岩体的失稳和塌方。g、围岩比较差、断层或节理面呈楔型状态,构成不利组合,在内应力或地下水的作用下,产生突然塌方,这种塌方是最不易观察和发现的,也是比较危险的。
2、准流体地质灾害
围岩大变形表现为深埋高地应力条件下的挤压松弛型变形,即深埋、挤入、 松弛产生了大变形,变形量较大,变形速率初期小,随着时间的推移而逐渐增大,而后又变小再趋于稳定。千枚岩夹板岩地段有囊状、窝状地下水,围岩大变形表现为深埋高地应力条件下的松弛挤压型变形,即深埋、 松弛、 挤入产生了变形,变形量比断层带的变形量小;变形速率初期大,随着时间的推移而逐渐减小,而后趋于稳定。
3、流