隧道工程地质问题篇1

一、隧道工程地质勘察的工作重点

隧道，尤其是长~特长隧道是山区高速公路的控制性构筑物类型之一，其选址好坏关系到一条山区高速公路的质量高低，从工程地质的角度分析，隧址的选择是否合理，主要看隧址的工程地质环境是否稳定，或若干隧址方案中哪一个工程地质环境或工程地质条件、水文地质条件更为优越。要做到这一点，工程地质勘察的重点研究内容应包括：

(1)隧址对地形、地貌等方面的要求。

(2)隧址区所处的工程地质环境及其稳定性。

(3)重点研究不良或特殊地质区隧道位置的选择。

(4)预测可能存在的工程地质问题，以及工程诱发的环境工程地质问题。

(5)进行隧道选址，也应遵循工程地质选址的原则，同时对隧址提出工程地质评价和建议，从工程地质的角度对隧道方案进行比选。隧址选定后，详勘阶段的工作重点是详细查明隧址区的地层岩性、地质构造、不良地质等工程地质条件及水文地质条件并作出详细分析评价。根据控制隧道围岩稳定的各项因素，分段确定隧道围岩级别，提供必要的岩土物理力学指标和参数。

隧道通过处的丘陵斜坡,在强烈的风化剥蚀作用下,发育隐伏的沟谷,沟谷内基岩面起伏不平,沟内上覆残黏性土,表覆风积沙,地表形态呈坡度较陡的坡地。隧道洞身范围内岩土性质变化很大,仅凭地表地质调查和钻探难以查明地下地质情况。针对隧址区的地质特征,宜采用物探方法划分土石分界和确定风化层的厚度,采用物探结合其他勘探手段的综合勘探方法查明隧道地质情况,并对各种勘探方法得出的结果进行比较和验证,做出综合的评价结果。

二、勘察方法及过程

实际工作中采用了航片判释、地面地质调查、地震折射波法、电测深法及钻探验证的综合勘探方法进行勘察。

2.1航片判释与地面地质调查

在丘陵坡脚及丘间凹地,风积沙顺东南向呈沙陇状分布,地表沟谷发育,植被稀疏,而丘陵顶部及坡顶周围基岩裸露,无植被发育。通过航片判释,在航片上标出地貌变化和地层变化的分界点。地面地质调查采用沿线地质调查和隧址区区域地质调查相结合的方法,核对航片判释点,记录地形地貌变化点、地层岩性变化点等地质情况,描述地层的特征、基岩出露的产状及风化状态和风化程度等,并将调查的结果转绘到隧道平面图上。对区域地质图的地质界线等进行修正,绘制出隧道地质图。

2.2物探测试

根据地形、地质条件,物探采用对称四极电测深法和地震折射波法开展工作。电测深法点距一般为30～50m,AB/2(max)为200m,共完成电测深点59个。在地形条件允许的部位采用地震折射波法,道间距为10m,最大炮检距为150m,布置测线长度为660m。采用量板法与经验系数法相结合对电测深曲线进行定量解释,采用等T0法对地震折射资料进行解释。依据电测深法及地震折射法解释结果,给出岩土层的物性参数。综合分析,划分地层,绘制出物探地质纵断面。

2.3物探

物探勘察手段基本上是利用地层的物性差异来间接获取地质信息的方法。与钻探相比较，具有进场容易、成本较低、勘察周期短的特点，其缺点是直接获得的是地层某一方面的物性参数，用以解译分析地层时，具有多解性，必须有钻探资料作为参照进行验证或修正。因此，主要被运用于初勘阶段，而在施工图设计阶段则为钻探的补充手段之一。物探方法多种多样，可根据隧道地质条件及勘察的目的任务选取，如为了查明非深埋隧道岩土分界面、围岩中是否存在破碎带，可采用浅层地震折射波法；如为获得岩体的弹性特征值、岩体完整性系数，可采用钻孔声波测井。当地震勘探发现有明显的溶洞或大的地质构造时，应进行综合物理勘探，以供相互验证。

三、隧道工程地质条件分析评价中值得注意的问题

隧道工程地质条件分析评价的内容应包括一切可能影响隧道工程安全的地质问题。除了对隧址区已有的工程地质问题认真分析评价外，还应研究环境工程地质问题与隧道工程之间的相互关系，以及隧道建设可能诱发的环境及环境工程地质问题。例如，粤湘高速公路博罗至深圳段水涧山隧道和石鼓隧道下穿银屏山自然保护区，须考虑隧道建设过程中的地下水排放对自然保护区植被、景观的影响。对于山岭隧道而言，主要的工程地质问题包括滑坡、膨胀岩、断裂构造及断层破碎带、高初始应力、偏压问题、高地温、岩溶、放射性、有毒有害气体等，当隧道通过存在上述某种或几种工程地质问题并存的地段时，就必须对其进行分析研究评价。

(1)滑坡：由于隧道洞身不应在滑坡、错落体内穿过，如必须通过此类地段时，应使洞身埋置在错落体或滑动面以下一定深度的稳固地层中，因此，需重点查明滑坡滑动面位置、产状，才能为设计确定隧洞位置提供依据。

(2)膨胀岩：多见于粘土岩、页岩、泥质砂岩；伊利石含量大于20%。重点研究膨胀性岩的分布产状、膨胀潜势，分析评价其对隧道工程安全和稳定性的影响。

(3)断裂构造及断层破碎带：重点研究大型断裂构造是否为活动断裂，如为活动断裂应避开。隧道还应尽量避开断层破碎带，特别是含水丰富的破碎带，必须穿越时，隧道应与之垂直或大角度斜交通过，并应提醒设计施工方做好支护及排截水措施，预防出现坍塌、避免富水破碎带出现突水涌泥现象造成安全事故。

(4)高初始应力：岩体初始应力对隧道围岩的稳定性有较大影响，特别是高初始应力的存在。高初始应力会导致隧道洞壁岩体在开挖过程中时有饼化、岩爆等不良现象的发生，造成隧道成洞性差。高初始应力主要存在于埋深大、构造作用强烈的隧道。因此，对于深埋隧道应通过地应力测试结果按公路隧道设计规范判定是否存在高初始应力地段。

(5)偏压问题：主要出现在埋深较浅的隧道。根据隧道走向与地形等高线相交情况判定，如隧道傍山而设，走向与地形等高线平行或小角度斜交，隧道外侧洞壁较薄，将出现偏压问题。偏压会降低围岩稳定性。

(6)高地温：地温高低与埋深有关，随埋深增大而递增。因此高地温主要出现在深埋隧道。对于深埋隧道应研究地温随埋深升温情况以及是否出现高地温现象。

(7)岩溶：应重点查明洞身不同地段的岩溶发育程度和分布规律、岩溶洞穴的形态规模、含水特性、岩溶水富水程度、补给排泄条件。分析评价隧道场地的适宜性、隧道围岩的稳定性、岩溶水对隧道安全和稳定性的影响及在施工和营运时产生的危害。

(8)放射性：主要针对花岗岩等岩浆岩类地区及存在放射性物质地区的隧道。

(9)有毒有害气体：应查明有毒有害气体的含量、压力、性质，并判断其对隧道施工、营运的影响。

隧道工程地质问题篇2

关键词：影响隧道；地质条件；探讨

中图分类号： U45 文献标识码： A

引言：隧道工程的地质条件是影响隧道方案选择的关键因素，隧道工程的岩土介质、地质结构、水文地质等因素会对隧道山体稳定性、深部稳定性以及围岩稳定性造成影响。因此，为了隧道工程的施工安全与运行安全，必须对隧道工程地质情况及影响稳定性的因素进行勘察、分析。

1、与隧道工程相关的地质条件

1.1地下水和地表水

在隧道施工的过程中必须要考虑到隧道施工路线中是否经过某些河流，因为地表水的含量变化会对隧道的安全造成影响。这就要求在施工之前，要尽可能获得该区域的详细水文信息，以确保隧道施工和建成后的安全性。

地下水通常分为以下几种:孔隙承压水、上层滞水和基宕裂隙水。这三种类型的地下水受到不同自然因素的影响，会造成地下水水位、水压、水流的变化，影响隧道工程施工安全。

1.2地形和地貌

地形和地貌是地质构造运动的外在表现，根据地形和地貌可以分析出该地区地下的宕石分布以及地质构造等因素。根据分析结果可以设计出相应的施工方案以及对于施工过程中可能出现的安全隐患做好预防措施。

1.3地质构造

需要考虑到两个主要因素：施工区域的地质构造和隧道所在山体的工程地质构造。

2、隧道工程地质的勘察方式

为了准确掌握隧道区域工程地质特点、水文地质环境、不良地质情况，对实际围岩状况进行级别分段，为隧道工程的设计与建设提供科学处理方案，需要对隧道所处区域进行地质勘察。地质勘察主要采用地质调绘、地质钻探、高密度电物探法、地震勘探与钻孔超声波检测、抽水与压水试验、瓦斯检测等方法。

2.1隧道工程地质调绘

地质调绘的方法主要包括追索法与路线穿越法，对工程整个地质单元与隧道区两部分地质体进行分析。通过地质调绘，能够查明岩堆、危岩、软土、瓦斯、地下水等不良地质的分布情况。

2.2地质钻探

由于隧道区域地层与岩性变化的多样性，进行地质钻探时需要布置多个钻孔，加大钻孔分布范围。钻探方式主要是采用金刚石或合金钻进，对地质围岩破碎带，采用无水反循环钻进工艺。钻孔的深度除有特殊要求外，应当深入隧道设计标高2m～3m以下。钻进岩芯取样率要求破碎岩层与强风化层不小于50%，完整基岩不小于80%，覆盖层不小于50，钻探钻进过程中，仔细测定地下水位，并及时记录岩土分层、地下水位、钻进进尺速率等。

2.3高密度电物探法

对钻探方式难以查证的地质，则可以采用高密度电物探法，物探仪器主要是用α排列方式予以高密度数据采集，利用软件进行二维电阻率成像反演，能够准确判断地质情况。

2.4地震勘探与钻孔超声波测井以及探测岩石波速

因隧道区域地层岩性多样化，地表风化程度不同，地震勘探与钻孔超声波测井以及探测岩石波速技术逐渐被应用。地震勘探仪器主要采用折射波法，通过定性划分结合定量指标的整体分析，确定岩石风化情况与隧道围岩类型。

2.5抽水与压水检验方式

条带状岩层组成的山岭，有较多含水单元与隔水层，其透水性与含水单元具有较大差异。为了能检验出准确的洞身段各岩层的裂隙与透水性，准确预判隧道涌水量，于钻孔施工结束后分别实施抽水与压水试验。

抽水及压水试验主要使用自制提桶与专业高扬程空气压缩机抽水与压水设施，其中提桶抽水试验用于地下水位较浅的地段，空气压缩机抽水和压水应用于地下水位较深或无地下水的岩层。

2.6瓦斯检验

主要采用一套煤管、一套瓦斯解吸仪、两个取样瓦斯罐予以瓦斯检验，具体方法为:钻孔遇煤层后，下采煤管采煤同时迅速装灌后封闭，5min内进行解吸，获得现场瓦斯解吸量，最后采用图解法算出瓦斯耗损量，二者相加即为煤层瓦斯逸出量。

3、关于工程地质环境对隧道工程的影响

在建设长大隧道、深埋隧道过程中，会遇到各种各样的地质问题，不仅会对工程工期与造价造成影响，还会给隧道的施工与运行带来安全隐患。

3.1软土地基

在湖相与滨海相等古地质环境中，软土大都沉积在相对停滞与相对运动迟缓的水环境内，此类沉积软土颗粒细软、土质软弱、孔隙度大、含水量高、容易形成蠕变、凝聚力小几乎可以被忽略。在这种地质条件上建设隧道，必须考虑工程的地质问题。1)该地质土性较软，受到隧道重负荷时容易发生沉陷，从而厚度发生改变，形成不均匀沉陷，导致隧道内衬砌等结构发生形变。2)隧道结构会受软土蠕变的影响，需及时进行支护与衬砌。3)软土一般存在于地下还原环境中，微生物作用容易形成甲烷气体，聚积在软土层孔隙内，隧道挖进时工作人员可能会受甲烷气体的危害，遇到火源还可能引起爆炸。

建设隧道时，对于软土地基，可以应采用盾构穿越。长大隧道，因软土的蠕变特点，会形成超量切削，导致在盾构掘进的前端出现蠕变凹槽，如果软土层厚度不够，容易使水潜入隧道。因此，在盾构机穿越沉积软土地带时，需做好预防措施，杜绝安全隐患。

3.2砂卵石层地基

在多样化地质条件如平原、河流、滨海、盆地中，会存在不同成因的砂卵石沉积层。由于沉积时受到古地质地理环境的影响，砂卵石层的沉积规律和颗粒级配受到沉积时水动力条件的影响。砂卵石层的危害主要是:1)隧道施工排水，造成周边砂层的机械塌陷与管涌。2)砂层涌入会引发丰富地下水。3)砂层地质结构的不同，形成不规则沉陷，为隧道带来安全隐患。4)砂层内夹杂的大块卵石，影响盾构施工。采用沉管法在湍急河流的砂卵石层中建设隧道，容易使沉管下砂层形成冲刷，损害沉管隧道。

3.3碳酸盐岩地层

在分布有可溶碳酸盐地层地区，受到不同程度的喀斯特化作用，容易在地下形成多个洞穴与通道。活跃在洞穴和通道中的喀斯特水包括孔隙水与裂隙水等，存在不同的特点。喀斯特水有主要有以下特点:1)独存与半独存的管道水流和拥有统一水力相关的地下水力面与扩散流同时存在。2)不含水岩体与含水岩体同时存在。3)非承压水流同承压水流之间互相变换。4)层流运动和紊流运动同时存在。5)非均质含水性和均质含水性复杂变化。

结语：隧道工程与水文地质条件密切相关，在水文地质条件相对简单的区域，有利于隧道工程的施工，施工成本低、工期短。在水文地质条件相对复杂的区域，需加强隧道工程的水文地质环境勘查，合理选用施工工法，合理选用截、堵、引、排水及支护措施，避免地质问题对隧道的施工、运营造成危害。

参考文献：

[1]王晓川,康勇,夏彬伟. 对提高TGP隧道地质预报系统准确性的分析[J]. 物探与化探,2012,01:153-158.

[2]丁忠山,董金文,刘善学. 混凝土隧道地质雷达检测技术研讨[J]. 北方交通,2012,09:101-104.

隧道工程地质问题篇3

关键词：水文地质；隧道工程；勘察

中图分类号：P641文献标识码： A

引言

工程勘察是为满足工程设计、工程施工以及维护需要而开设的以研究水文、地形以及地质状况为主的勘探测试工作。其中，水文地质是勘察工作中一项非常重要的内容。是否能够在进行勘探测试过程中准确了解地下水及地下水的变化情况，是否能够掌握水文地质的发展规律，对于工程规划和工程设计施工工作起着直接决定作用。若水文地质勘察工作做不好，那么不仅会影响工程的正常施工，还会直接影响工程的使用功能。本文就水文地质在隧道工程勘察中的技术进行分析与讨论，以促进隧道工程的质量。

一、水文地质评价内容和勘测参数

（一）水文地质评价内容

工程地质勘察中水文地质评估内容在以往的工程勘察报告中，由于缺少结合工程的设计和工程施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害在很多地区已发生多起因地下水造成工程出现质量问题，发生安全事故的几率较大，总结以往的经验和教训，在今后在隧道工程勘察中，对水文地质问题的评价主要考虑以下内容：

1.掌握隧道工程地下水运动基本情况。具体是指对隧道工程地下水长期的运动情况及其发展变化进行准确探查，然后在此基础上预测隧道工程地下水对人类工程活动产生的影响，尤其是建筑物稳定以及岩土性质的影响。

2.根据掌握隧道工程勘测数据制定科学合理的评价和防治方法。比如分析和总结地基基层压缩层内的松散砂土数据后，依照这些数据预测其可能对工程产生的影响以及影响程度，如是否会出现流砂，程度如何等；又如分析深埋于地下水位之下钢筋腐蚀情况(水的腐蚀)，预测腐蚀速度对工程质量的影响。

3.根据隧道工程的施工进程要求，随时提供隧道工程水文地质的数据。

4.特殊情况应区别对待。比如对一些比较大型的，影响力较大的工程，若工程规划和设计过程中发现地下水会对工程产生非常大的影响，那么这种情况下就必须要进行一次专业且全面的水文地质勘察工作。而对于一些因为缺乏水文地质资料而无法判断水文地质具体情况的地区，若需要进行大型工程建设时，必须要首先设置地质勘察专门的观测孔，并在确保得出有效水文地质数据后才能够进行工程建设规划和设计。

（二）勘测参数

1.测量规定

只要观测过程中发现有含水地层，那么必须要测量地下水位；在泥浆钻进背景下，需要把测水管放入含水层大约20cm左右的深度后再测量地下水位；若含水层有不止一层，那么若条件允许且有必要的情况下，可以首先进行止水处理，然后在进行地下水位测量；地下水流向和流速可以分别通过测量不同孔隙水位和采用批示剂方式进行测量。常规的注水和渗水试验不需要深入地下水层去测量，只需要在已经钻好的孔隙或者一些过度基坑中进行即可。而试坑方法则可以根据不同的岩土类型采用不同的方式，通常情况下粘性土和非粘性土（如砂土）可分别采用双环法和单环法进行；进行抽水试验室必须要进行降深处理，且一共需要进行三次。且为了确保水位的准确性，在测试不同水位高度时从始至终均需要使用同一个仪器测量，观测孔和抽水孔的读数要分别精确到毫米和厘米；为了确保压水试验能够顺利进行，压水试验应该严格按照岩层性质进行分级试验。在进行孔隙水压力测量时应该严格按照水文地质的具体概况进行测试点布置和选择合适的测定方法，且所有的测定仪器和工具在安装时必须要按照相关标准规定要求进行安装。对于测试点得出的数据应该及时进行分析和总结，确保第一时间掌握水文地质异常情况，从而能够更快的采取处理措施。

2.常用测量方法

工程勘察中水文地质探测需要测试的项目主要有水位、导水和渗水情况、释水和给水系数、单位的吸水率以及毛细水上升的高度等。通常情况下，在得出这几个项目的数据后就能够较为准确的掌握该工程的水文地质状况。这些测试项目的测量方法均各不相同，其中，水位测试通常采用的是探井观测和钻孔观测两种；毛细水位上升幅度则主要是采用试坑观测的方式；导水和渗水系数的测试方法则主要有注水、渗透以及抽水试验几种；单位吸水率则一般是采用压水和注水两种试验方式测量；释水和给水系数主要以长期观测和抽水试验为主。这些方法均各有针对性，且只要能够按照规范测量步骤进行测量，那么一般情况下测量结果数据都比较精确。

二、重视水文地质勘察，加强新技术运用

在隧道工程中，水害普遍存在工程中，除与隧道工程地质条件复杂及设计、施工等有关外，很大程度上与隧道工程前期地质勘察深度不够有关。目前，部分勘察单位对隧道工程水文地质勘察力度不够，仅作简单调查和钻孔抽水试验，有的隧道工程在勘察的时候甚至连抽水试验都不做，或隧道工程勘察的试验数据失真，隧道工程设计只能凭区域资料和经验定性分析，无法满足隧道工程设计要求。

为了减少隧道工程中存在的=的水害，特别是长大深埋隧道工程，除了要有合理的隧道工程设计、科学隧道工程施工外，应重视隧道工程地质勘察工作，特别是隧道工程水文地质勘察，同时加强科研攻关和理论研究，广泛采用国内外最新科研的隧道工程水文地质勘测成果，为隧道工程设计提供准确的防排水设计参数。

三、水文地质勘察技术方法

在隧道工程工程施工中，隧道工程水文地质勘察应重点查明隧址含水层、井泉分布、隔水层等水文地质条件，判明地下水类型、径流、排泄、补给条件，地隧道工程下水对工程中混凝土和钢结构的腐蚀性和洞身各段涌水量大小，特别对隧道工程中高水位富水隧道，涌水量是隧道工程设计、隧道工程施工非常重要的参数，直接关系到隧道工程建设成木和隧道工程的使用安全。

在隧道工程工程勘测证，常用勘察方法主要为水文地质测绘(包括地表水的调查、地层调查、水井调查、地貌调查、地质构造调查以及泉的调查、水质调查)、水文地质测试、水文地质钻探、水文地质物探等。

在隧道工程勘测中，隧址区水体探测常用的方法有地质雷达技术、红外线技术、水文地质法。隧道工程水文地质法从隧道工程地下水径流、补给排泄通道方而，确定褶皱、裂隙密集带、岩溶发育通道、断层破碎带等地质易发生涌水。地质雷达是探测隧道工程地下水的有效工具，地质雷达预报具有一定的准确度。红外线勘测技术是一种辅助探水地质雷达技术，新型探测手段有激发极化法和瞬变电磁法，瞬变电磁法是远距离探水有效手段，激发极化法是探测富水区有效的工具；比较实用的隧道工程探测手段有综合探测法、EH4电磁成像法等。隧道工程岩体裂隙空间及渗透张量测试，隧道工程洞内和隧道工程地表水涌水量动态测试，富水隧道工程地段涌水预测、预报，水化学测试分析等隧道工程水文地质测试新技术在秦岭隧道工程等勘察中得到成功运用。

结束语

综上所述，水文地质条件测量在隧道工程勘察中占有非常重要的地位，在隧道工程勘察和隧道工程施工建设中起到了极为重要的作用。新形势下随着我国隧道工程勘察技术的不断进步与创新，提高对隧道工程水文地质条件测量的重视度，为了在隧道工程建设前期切实做好水文地质勘察工作，就必须加大隧道工程相关技术人员的水文地质勘察力度，充分发挥水文地质在隧道工程勘测过程中的积极作用，提高隧道工程勘察的质量与效率。

参考文献：

[1]王燕.工程地质勘察中的水文地质危害分析及对策研究[J].科技致富向导,2012,09:255+277.

[2]张志亮.综合地质勘察方法在黄土梁峁区隧道工程中的应用[J].铁道勘察,2010,02:67-69.

[3]王飞,金龙.浅析水文地质问题在工程勘察中的重要性[J].科技信息,2010,36:632.

隧道工程地质问题篇4

关键字：深埋隧道工程 高地温 高地应力 高压涌水

Abstract: deep buried tunnel project is the result of the traffic development and resource exploitation engineering, it usually has a hole length, large buried depth, complicated construction environment, more influence factors, etc. Based on this, the deep buried tunnel engineering construction process is bound to suffer from various geological disasters. Due to this kind of geological disaster mechanism and facing the complexity of the geological background, its harmfulness and strength must be very big. In this paper, combined with practical engineering cases, detailed analyze the deep buried tunnel engineering geological problems of main disasters.

Key words: deep buried tunnel engineering high ground temperature high ground stress and high pressure water gushing

中图分类号：U45 文献表示码：A

深埋隧道工程的埋深较大且所穿越的地质单位较复杂。目前国内外多项深埋隧道工程已证实，深埋隧道工程同时具有三种地质灾害问题，即一般浅埋隧道工程地质灾害问题、较浅埋隧道严重的地质灾害问题、特殊地质灾害问题。下表简单归纳了世界范围部分深埋隧道工程的主要地质灾害问题：

由上表可知，深埋隧道工程地质灾害问题主要包括：高地温问题、高地应力问题、涌水与突泥问题、有害气体问题等。下文主要就深埋隧道工程的高地温问题、高地应力问题、高压涌水问题展开讨论。

一、深埋隧道工程的高地温问题

深埋越岭地下工程的设计通常需综合考虑施工机具的工作条件与施工人员的工作环境，同时必须把工程地质问题的解决作为一切工作开展的先决条件。高地温问题是影响深埋隧道工程顺利推进的主要问题之一。所谓高地温，它是指工程施工现场地温＞30℃的情况。一般而言，钻孔作业、通风作业、开挖作业与运营期间冷却方法的选择必须以工程天然地温的预测值为基础。如果深埋隧道工程存在高地温问题，其必然会致使工程施工环境恶化、劳动生产率降低，甚至危害作业人员的人身安全。除此以外，高地温问题亦会对耐高温炸药等施工材料的选取及砼的耐久性造成不良影响，而由此产生的温度应力极易引起衬砌开裂，进而势必会对隧道围岩的稳定性造成不良影响。针对隧道工程高地温的评价方法，如果隧道工程地形地质条件较简单且埋深较浅，可直接选用函数式（a）进行评价，其中T表示隧道埋深h处的地温值；TO表示地表地温值；gradT表示低温梯度。

(a)

如果隧道埋深增加，地温必然会呈升高趋势，但此时高地温的出现并无必然性。圣哥达隧道（瑞士）、辛普伦隧道（瑞士）、勃朗峰隧道（意大利、法国）皆为穿越阿尔卑斯山脉的深埋隧道工程，其中圣哥达隧道最大埋深为1750m，温度为30.8℃，主要岩性为花岗片麻岩、花岗石；辛普伦隧道最大埋深为2136m，温度为55.4℃，主要岩性为花岗岩、片麻岩、流纹岩；勃朗峰隧道最大埋深为2500m，温度为40.0℃，主要岩性为结晶片岩、花岗岩、片麻岩。上述数据显示，辛普伦隧道覆盖层的厚度与异常高温极其吻合，而勃朗峰隧道却完全相反，即最大温度与最大埋深间并未呈完全的正相关。由此可见，地温值必然随地下工程埋深的增加而增加，但此增加趋势并非与地下工程最大埋深间呈线性关系，究其原因为隧道地区地温场的影响因素较多，具体包括地层岩性、深部热流背景、地质构造、放射性生热元素的含量、地下水活动及近期岩浆活动等。

二、深埋隧道的高地应力问题

高地应力问题是深埋隧道工程的又一地质问题。隧道工程埋深必定与地应力之间呈正相关。大量统计资料表明，垂直应力（σv）与深度间基本呈线性关系，其中增加梯度（0.027MPa）与地壳岩体的平均容重之间差距较小；水平构造应力与深度间呈双曲线关系，且深度一定后便趋于稳定状态。近地表3km范围内的水平应力通常较垂直应力大。就深埋隧道工程而言，围岩产生高地应力通常与硐室开挖之前的原始应力状态有关，此外源自大埋深的高垂直应力可导致围岩应力高度集中，同时可使硐顶部位产生高拉应力，此应力必然会影响到硐室围岩的稳定性。

就塑性围岩而言，高地应力必定会致使围岩出现塑性挤出现象。例如南昆铁路家竹箐隧道，隧道施工过程存在隧洞缩小的情况，其中距离掌子面30m的正洞洞身出现长约40m的变形，而且初期支护受损严重。工程量测数据显示，隧道拱顶的下沉量达到10cm~20cm，边墙与拱脚皆表现出挤压移位现象，而且喷砼出现开裂现象。此隧道的变形问题主要由高地应力释放作用所致，此时可施行“先放后抗、先柔后刚、刚柔结合”的施工方案，即把隧道断面调整成“鸭蛋”形状，同时打10000根长＞11*104m超长锚杆。实践证实，此施工方案对解决深埋隧道工程高度应力问题具有可行性和有效性。

三、深埋隧道的高压涌水问题

高压涌水问题是影响深埋隧道工程施工的主要地质灾害问题，同时其也是影响隧道运营质量的主要病害。截止1988年，我国80%的铁路隧道施工皆受到高压涌水问题的影响，其中30%的运营隧道存有涌水漏水病害，至此以来，我国越来越多的地质工作者开始关注深埋隧道工程的水害问题。就深埋隧道而言，隧道所穿越地段的地质条件通常极其复杂，而由此揭露出的水源补给量充足且水文地质单元多。由此可见，深埋隧道工程的高压涌水问题存有涌水量大、水头压力高等特征。例如我国京广复线大瑶山隧道，其穿越F9断层时遭遇0.5m3/s的突水，其最大射程达到8m~10m。

就深部岩体而言，其地下水水压通常会异常高，此时岩体必然会受到水压的影响而产生水力劈裂现象。例如雅砻江锦屏二级水电站，涌水点附近导水裂缝缝壁存有被锈染的痕迹，且此痕迹呈现出黄褐色；此外PD1平硐2848.5m、3580m大型突水点附近导水裂缝末端未表现出任何被锈染的痕迹，此现象通常被定性为隧洞开挖致使导水裂缝受到地下水水力劈裂作用而产生扩展现象的结果。此类裂缝通常分布在突水点四周，具体呈现出网络交织与张性，同时其因构造裂隙作用而呈现出一定的方向性。由此可见，水力劈裂作用通常需以高水头压力作用为前提条件，具体由岩体断续裂隙的扩展及裂隙贯通后的张开所致。深埋隧道工程围岩一旦出现水力劈裂现象，其必然会增加裂隙的连通性和张开度，进而会使裂隙的渗透能力增加。与此同时，动水压力作用可使裂隙面的填充物出现位移和变形现象，其中以剪切变形与位移为甚，此现象必然使裂隙发展二次扩展，这势必会导致隧道涌水量呈现出增大趋势。

结束语

综上所述，深埋隧道工程因洞程长、埋深长、穿越地质单元复杂而极容易发生如高地应力、高地温、涌水突泥、围岩塌方、瓦斯爆炸、地震震害、岩爆等地质灾害，其中高地温、高地应力、高压涌突水、岩爆等是深埋隧道工程所遭受的主要地质灾害。本文详细剖析了深埋隧道工程的高地温问题、高地应力问题及高压用水问题的发生机理、影响范围与应对方法等。总体而言，深埋隧道工程的地质灾害问题并非独立存在的个体，其间必定存有某种关联性。本文认为对深埋隧道工程地质灾害问题的研究应该做到系统性，由此提高深埋隧道工程地质灾害问题研究的可靠性。

参考文献：

[1]戴凯. 平阳盖向斜岩溶储水构造对隧道工程的影响分析[D].成都理工大学,2011.

[2]雷军. 宜万铁路施工期隧道岩溶突水地质灾害形成规律与危险性评估方法研究[D].北京交通大学,2011.

隧道工程地质问题篇5

【关键词】高速公路；隧道；勘察方法

1 公路隧道工程地质勘察工作的目的

隧道工程地质勘察是指为隧道工程的设计、施工等进行的专门工程地质调查工作。查明隧址区的工程地质条件，为公路隧道的设计提供依据是隧道建设的需要也是隧道工程地质勘察工作的目的。主要包括以下几个方面：

（1）隧址区所处的工程地质环境及其稳定性。

（2）查明影响隧道围岩稳定的不良地质及特殊岩体，预测可能存在的工程地质问题，以及工程诱发的环境工程地质问题。

（3）对隧道围岩进行级别划分，预测隧道开挖可能产生的破坏，并提出防护建议。

（4）查明地表水的分布特点、埋藏条件，对隧址区水文地质条件及地下水的腐蚀性进行评价，并预测隧道开挖后的涌水量。

2 公路隧道工程地质勘察的手段及在各勘察阶段的应用

2.1 公路隧道工程地质勘察的手段

（1）工程地质测绘及调查。工程地质测绘及调查是初始阶段勘察的主要手段，它能在较短的时间内查明区域主要工程地质条件，不需要复杂的设备和大量的资金、资料，而效果显著。根据测绘工作对地面地质了解的基础上，往往可以对地下地质情况作出初步判断，为勘察试验工作奠定良好基础，从而为合理布置勘察工作量节约勘察投资。地质人员通过分析收集到的区域地质资料和遥感解译资料，现场量测和描述对隧址区的工程地质条件进行调查研究，其目的是查明隧址区及其附近的地形地貌、地层岩性、水文地质条件、构造特征，并将有关的地质要素以图例、符号等按一定的比例尺如实地反映在地形底图中，作为工程地质预测的基础。

（2）工程物探。地球物理勘探的简称，它是以地下岩土层（或地质体）的物性差异为基础，通过仪器观测自然或人工物理场的变化，确定地下地质体的空间展布范围（大小、形状、埋深等）并可测定岩土体的物性参数，达到解决地质问题的一种物理勘探方法。与其它方法相比具有速度快、效率高、成本低、搬运轻便、勘察面广等特点，不仅能对地质现象进行定性解释，在一定条件下还能给予定量分析。其方法一般包括浅层地震折射、超声波测井、高密度电法、大地电磁法等。

（3）钻探。钻探是工程地质勘察中极为重要的手段，它的特点是可以最为直接获得地层岩性等地质资料，可取样进行室内试验的样品，为孔内波速和水文试验提供载体。但它在整个工程地质勘察投资中的费用往往很大，其进出场条件困难，勘察周期长，具有以点代面的局限，因此如何有效的使用钻探和合理地布置其工作量显得尤为重要，只有把物探与钻探有机地结合起来，才能提高物探的准确性，同时提高钻探的目的性、针对性和有效性。

（4）试验及测试。试验包括岩土水的室内物理力学试验，以及现场抽水、压水等水文地质试验等，目的是获得岩土体的物理力学指标、对岩土层地下水渗透及腐蚀性进行评价。测试要包括配合钻孔进行的地应力测试、地温测试、放射性检测等。

2.2 公路隧道工程地质各勘察阶段的工作重点

高等级公路勘察一般应按公路基本建设程序不同阶段对地质资料的深度要求分阶段进行，一般可分三阶段进行，即工程可行性研究阶段的工程地质勘察、初步设计阶段的工程地质勘察和施工图设计阶段的工程地质勘察。因各个阶段工程地质勘察目的不同，所采用的勘察手段和侧重点也有所不同。

在工程可行性研究阶段，应尽可能详细地收集区域构造地质、岩石地层、水文地质、工程地质、地震地质、环境地质等方面的资料。利用遥感资料（卫片和航片），以工程地质调查和测绘为主，对隧道不良地质路段布置少量钻探工作，以便初略掌握隧道地层岩性特征及不良地质对隧道的影响。

在初步设计阶段，路线的走向和位置已基本确定，进入线路比选阶段，勘察工作以工程地质调查和测绘为主，结合少量钻探、物探工作。通过调绘和物探已初步探明影响隧道稳定的不良地质路段，然后针对性地布置钻孔，查明不良地质路段围岩情况，对路段围岩进行分级。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流等严重不良地质地段，一般情况下路线应设法绕避。实在无法绕避的要考虑工程措施的可能性与可靠性，以便进行线路比选。

施工图设计阶段，工程地质勘察的目的是详细查明公路隧道地质情况，为施工图设计提供依据。需要进行1：2000工程地质测绘，根据地质调绘和物探结果，针对隧址区的不良地质路段布置勘探孔，查明构造岩溶等的发育特征，采用调查、测绘、槽探、坑探、钻探、物探等综合勘察手段查明场地岩土体组成、性质、分布以及风化层、不良地质、特殊性岩土等。利用钻孔进行抽注水试验、孔内波速试验，以及孔内取样试验。综合所有资料对隧道进行路段围岩分级，预测隧道开挖后的涌水量。

3 公路隧道工程地质评价重点

3.1 公路隧道围岩级别的划分及稳定性评价

公路隧道围岩级别的划分主要根据通过计算隧道围岩基本质量指标修正值[BQ]进行定量分析，同时结合岩土体特征进行定性评价。

根据交通部《公路隧道设计规范》（JTGD70—2004）对公路隧道围岩的分级规定，按照隧道围岩受构造影响程度、发育程度、岩体结构特征、弹性波速（VP）、岩体完整性系数（KV）和隧道围岩基本质量指标修正值[BQ]等因素综合确定围岩级别。

首先确定基本质量指标BQ值，BQ值根据下式计算求取：

BQ=90+2Rc+250KV

式中：Rc—岩石单轴饱和抗压强度，根据室内岩石试验确定；

KV—岩体完整性系数，根据钻孔声波探测值求取，计算公式为KV=（Vpm/Vpr）；

Vpm—岩体弹性纵波波速；

Vpr—岩石弹性纵波波速。

当Rc>90K+30时，以Rc=90K+30和KV代入公式计算；当KV>0.04Rc+0.4时，以KV >0.04Rc+0.4和Rc代入公式计算。

在岩体基本质量指标分级基础上考虑地下水、软弱结构面产状和围岩初始应力状态等因素的影响，对岩体基本质量指标BQ 进行修正，岩体基本质量指标修正值[BQ]值按下式计算求取：

[BQ]=BQ-100（K1+K2+K3）

式中：BQ—岩体基本质量指标；

K1—地下水影响修正系数；

K2—主要软弱结构面产状修正系数；

K3—初始应力状态影响修正系数。

K1、K2、K3取值详见《公路隧道设计规范》（JTGD70 2004）。

求得岩体基本质量指标修正值[BQ]后，根据表1对围岩进行级别划分。

对于构造带及进出口浅埋段，围岩为松散土体或破碎岩体及其风化岩体，应根据岩土体主要特性进行定性分级。

根据隧道围岩的路段分级结果对围岩岩体的破碎情况进行分析，预测隧道开挖后围岩可能遭受的破坏，对其进行稳定性评价，并提出防护建议。例如，Ⅰ、Ⅱ级围岩，岩体一般为完整-较完整，侧壁一般较稳定，在无支护时局部可能产生小掉块现象，一般只需简单防护即可。Ⅳ、Ⅴ级围岩，岩体为较破碎—破碎，开挖后易坍塌，需要进行锚喷、钢架支撑等复合式衬砌。

3.2 公路隧道涌水量的预测

目前公路隧道涌水量的预测一般根据《铁路工程地质手册》及《铁路工程水文地质勘察规程》（TB10049-2004/J339-2004），主要采用地下水动力学法及水均衡理论的降水入渗法估算隧道涌水量。

3.2.1 降水入渗法

根据《铁路工程地质手册》及根据水均衡理论的降水入渗法《铁路工程水文地质勘察规范》（TB10049-2004/J339-2004），按隧道汇水面积范围内降水的入渗率，估算隧道涌水量。地下水的补给来源主要为大气降水，其补给量的多少受降水强度、降水持续时间、地形及地表节理、裂隙的发育程度控制。采用降水入渗法初步估算隧道的涌水量公式如下：

Qs=2.74a×W ×A

式中：Qs—隧道正常涌水量，m3/d；

2.74—换算系数；

a—降水入渗系数；

W —多年年均降水量。

3.2.2 地下水动力学法

隧道区地下水主要为基岩中的裂隙水，水量及水位埋深受季节影响较大。根据《水文地质手册》及《铁路工程水文地质勘察规程》（TB10049-2004/J339-2004）采用地下水动力学法估算隧道涌水量。

最大涌水量：

Qm=q0·L

正常涌水量：

Qs=qs·L

qs=q0-0.584εKr（佐藤邦明经验式）

式中：L—隧道计算长度，m；

qo—隧道单位长度最大涌水量，m3/（d·m）；

K—含水层渗透系数；

H—含水层中原始静水位至隧道底板的距离，m；

H-r—静止水位至隧道横断面等价圆中心的距离，m；

r—隧道洞身横断面的等价圆半径，m；

d—隧道洞身横断面的等价圆直径，m；

ε—试验系数，一般取12.8；

qs—隧道单位长度正常涌水量，m3/（d·m）。

根据围岩分级结果通过上述方法进行分段计算隧道涌水量，各分段涌水量之和便为总的涌水量，对涌水量大的路段应建议开挖后采取必要的防排水措施。

4 结语

公路隧道工程地质勘察是各种勘察手段和分析评价方法的综合运用。首先应通过资料收集与研究、工程地质测绘及调查、钻探、物探及各种测试试验等综合勘察手段获得较为准确可靠的工程地质资料，其次应利用前人总结的成熟方法及经验公式从不同角度进行分析对比，最终目的是获得控制隧道围岩稳定的各项因素，分段确定围岩级别，进而对围岩稳定性进行评价，预测开挖涌水量，为隧道施工布置、各段洞身掘进方法及程序、支护及衬砌设计提供详实可靠的工程地质依据。

参考文献：

[1]JTGD70-2004公路隧道设计规范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]TB10049-2004/J339-2004铁路工程水文地质勘察规程[S].北京：中国铁道出版社，2004.

[3]水文地质手册[M].北京：地质出版社，1978.

[4]铁路工程地质手册[M].北京：中国铁道出版社，1999.

隧道工程地质问题篇6

关键词：公路隧道；质量；控制

近年来，随着我省高速公路和地方高等级公路的建设，隧道工程进入一个高速发展的时期，工程质量得到良好的控制。但是，有些公路隧道在质量控制方面还存在一些问题，如一些中、短隧道以及地方公路隧道不同程度存在着一些病害或质量问题，建设后期又投入了大量的力量和资金进行整治。

1.重视和加强隧道地质工作

1.1重视隧道前期工程地质勘察

公路隧道工程几乎处处依附于所处的地质环境和围岩工程地质特性，因此，前期工程地质勘察对地质条件认识的深度，对隧道的合理设计、顺利施工和避免地质灾害的发生有着重要的影响。

某隧道在开工前期地质勘察阶段，对隧道轴线进行了地质调查、测绘、深孔钻探、水压致裂地应力测试等地质工作，查清了该隧道的重大工程地质问题，为特殊地段防止地质灾害设计提供了依据。但是，由于对隧道引道的地质工作重视不够，引道沿线几乎未进行详细的地质勘察工作，有些重大工程地质问题未能及早发现，导致引道工程地质病害不断。隧道东、西洞口出现了多处大滑坡，工程后期不得不投入大量的力量和费用进行整治。如果在前期地质勘察工作中重视引道地质工作，对隧道、引道环境地质条件进行同样深度的工作，及时发现引道的严重不良地质问题，隧道路线会选择更为合理的走向方案。

高速公路上的一些中、短隧道和地方公路隧道工程，由于地质勘察的深度不足或有误，隧道的重大工程地质问题没有发现，导致隧道衬砌病害的发生，如笔者曾实际经历过某隧道施工案例，为单洞双向行驶隧道，全长795m。隧道穿越砂岩和煤系地层。在前期地质勘察中，对煤矿采空区的分布状况认识有误，认为采空区位于隧道顶上方40m以上，据此，隧道设计及施工过程未采取相应的措施，隧道完工后出现衬砌开裂。经进一步的地质勘探，发现隧道病害段小煤矿的生产井多，开采强度大，开采水平深，隧道底部的多层煤已基本采空或部分采空，采空区的岩体变形导致隧道衬砌开裂。该隧道在刚试通车不久，不得不进行封闭，采取注浆和压浆充填采空区架空结构，增强围岩强度，再辅以隧道衬砌补强等措施进行了处置。

1.2重视和加强施工过程的地质工作及专题研究

强调重视隧道的前期地质工作，是要在选线阶段查清对工程产生影响的主要工程地质问题，以使选择一个最佳的隧道路线位置，防止出现大的地质病害。但隧道工程的地质状况，不可能在前期工作中全部查清，因此隧道设计称为预设计。在施工过程中要根据开挖的地质情况和量测数据，不断地修改设计，选用较为合理的施工方法，合理的支护形式，这也称为信息化施工。因此，在公路隧道施工中应重视和加强施工地质工作，而对于那些工程地质条件复杂的隧道不仅要重视施工地质，还要开展重大工程地质问题的专题研究。依据业主、设计方进行设计变更，竣工时期很大程度上能够保证隧道结构安全、稳固，节约上百万的资金是可以得到保证的。

2.改进施工方法与工艺

我省高速公路上的一些短隧道和地方公路隧道，采用不尽科学的施工方法和施工工艺，导致隧道衬砌结构产生病害，应引起注意。采用新奥法施工的隧道应严格按施工工序，加强施工质量控制。

2.1应改进的施工方法与工艺

（1）先拱后墙法

这种施工方法是过去对不良地质、断层破碎带施工中常用的一种方法。之所以常用，这是与当时的施工工艺、支护水平较低有关。在现阶段，随着超前支护与初期支护技术水平的大大提高，应抛弃半断面开挖和先拱后墙的衬砌方法，而采用台阶法施工，初期支护由顶向下施工，二次衬砌先墙后拱整体式砌筑，无论是结构安全度还是防水优势均较明显。高速公路一些短隧道和地方公路隧道采用先拱后墙法施工，如果隧道衬砌开裂和渗水严重，其原因之一是在软弱地层施工时，采用了半断面开挖与先拱后墙衬砌的施工方法。

（2）施工设备和工艺

一些施工单位投入不足、管理不善，隧道开挖光爆效果差，二次衬砌混凝土浇注采用人工浇注，衬砌背后回填未按规范要求施工，导致二次衬砌拱部厚度不足和衬砌背后大量空洞，有的衬砌混凝土强度不足，留下了质量隐患。公路隧道建设不论隧道长短，均应选择有实力的承包人，二次衬砌采用程控式混凝土搅拌和泵送混凝土以及整体式模板台车施工，是确保工程质量的重要前提。

2.2严格按新奥法施工，加强施工质量控制

新奥法的核心是光爆、岩体自身支承作用、喷锚支护、监控量测和适时支护等，而最根本的实质是：充分发挥围岩的自支承能力，从而实现隧道工程的安全、经济合理与长期稳定。从目前公路隧道施工实践中，应在以下方面加强控制。

（1）进行施工监控量测

隧道施工没有量测信息反馈，常导致围岩松弛，塑性区扩展，给衬砌带来病害。洞室在掘进过程中，由于受到开挖面的约束，使开挖面附近的围岩不能立即释放其全部变形位移，这种现象称为开挖面的空间效应。在空间效应范围设置支护，就可以减少支护前的围岩位移量，从而稳定围岩。如果这种位移全部释放再支护，围岩就会产生一定的塑性变形。所以新奥法施工中，应根据围岩量测的结果来确定支护时间及形式。

（2）严格按新奥法设计，作好初期支护

采用新奥法施工，其喷锚支护是把围岩和支护作为一个体系，围岩是承载的主体，支护是加固和稳定围岩的手段。由于锚喷支护具有及时、粘贴、柔性和密封的特点，这也是构成锚喷支护作用原理的基本要素，使围岩内二向应力状态变为三向应力状态。一些短隧道施工不够重视初期支护，锚杆也未按径向设置，怎么方便怎么打，喷射混凝土厚度也得不到保证。

（3）隧道各结构层之间应密贴

新奥法的基本原则是采用合理的支护手段，发挥围岩和支护系统的共同作用，而这种共同作用只有围岩与同支护系统紧密贴合时才有可能。因此，必须进一步控制光面爆破的效果，避免过多的超挖或侵限，喷射混凝土后使其表面尽可能平整。防水板必须有一定的延展性，二次衬砌背后必须回填密实，从而使初期支护与二次衬砌之间充分密贴，不留贮水空间，以防止地下水的积聚并导致衬砌渗水。

3.采用先进的质量检测技术与方法

由于隧道工程是在地质条件和施工环境相对恶劣的条件下进行的地下作业，如果采用落后的施工方法，加上施工管理不规范、工序不严格，易产生隧道衬砌厚度不足及衬砌与围岩不密实，出现空洞及衬砌渗水等质量问题。目前，常规检测方法是钻孔或用激光断面仪检测。用钻孔检测衬砌厚度和衬砌背后情况比较直观，但易破坏隧道的防排水系统，大量抽样对衬砌结构受力不利，少量抽样的代表性又差，难以反映隧道的整体及各部位质量；用激光断面仪检测，只能判断衬砌后的轮廓断面，而不能获得衬砌厚度和是否存在空洞现象。

目前，我省已采用地质雷达、综合测强等先进的检测手段和方法对公路隧道进行了检测，使工程质量问题在竣工验收之前得到发现和处治，并取得了良好的效果。

地质雷达是一种通过电磁波探测特体介质特性的一种物探检测方法，不同物质有着不同的电磁反射特性。地质雷达在探测衬砌厚度、衬砌层背后存在空洞或回填不密实以及衬砌存在裂缝等方面有着显著的优势。地质雷达对每座隧道衬砌的各个部位（拱部及边墙选择多剖面）进行连续探测表明，不仅衬砌厚度满足要求，而且衬砌背后回填密实无空洞，隧道无渗漏水现象。

4.结语

隧道工程地质问题篇7

关键词：地下隧道工程；地质问题；超前预报；处理方法

中图分类号：E271文献标识码： A

一、隧道地下工程的概述

相对于市政工程与房屋工程，人们对于隧道及地下工程的了解并不多，因此，在其进行施工建设之前，相关企业和人员有必要对隧道及地下工程的概念和施工内容做到知晓和熟悉。所谓隧道及地下工程，主要是指从事研究及建造各种隧道及地下工程的一门应用科学和工程技术，其过程阶段包括规划、勘测、设计、施工及养护，隶属于土木工程下的一个分支，施工内容主要包括勘测和设计两个部分，前者主要负责隧道位置的选择，进而根据地形、地质环境来选择最合理、经济的路线走向，为后期的施工打好基础;而后者则是要按照设计图纸的要求来把纸上的构造框架落实实施，通过一些有效的方法使隧道及地下工程得以顺利进展。

二、工程地质隧道及地下工程的密切联系

由于隧道及地下工程一般是在岩体及土层中修建的通道和各种类型的地下建筑物，这就难免要涉及地质条件的影响及问题，如果把隧道及地下工程比作一棵大树，那么工程地质就是这棵大树的根基，只有根基深厚可靠，才能稳定保护整个大树健康成长，屹立不倒，所以工程地质的条件是否适宜对于隧道及地下工程的建设质量好坏起到了十分重要的作用，是其施工建设中不可忽略影响因素，因此，在隧道及地下工程项目施工之前，一定要对所处地质环境进行深一步的研究与分析，找出不利条件，采用不同的施工方法和技术来进行解决，做到因地制宜，结合实地情况，具体问题具体分析。例如:我国部分地区的一些特殊地质条件，对于软土地层，在施工建设中就应该变换有效的措施方案，采用符合地层要求的顶管、沉管和盾构;而对于长隧道需要采用水平钻井的方法来进行施工。

三、隧道施工超前地质预报研究现状分析

对于地下隧道工程中地质来说，首先要做好超前地质预报。超前地质预报是施工过程中不可或缺的重要组成部分之一，其具体是指在隧道施工中，合理运用各种技术、方法和手段，对隧道的施工掌子面前方围岩状况进行及时、准确、有效的预判，从而使施工人员做到心中有数，并提前采取有效的措施加以应对，避免各类地质灾害问题的发生，减少灾害损失，提高施工安全性。由于隧道工程所在地的地质条件复杂各异，故此对施工超前地质预报所需达到的工程效果也均不相同，由此催生出了各种不同的预报方法和技术手段。目前，较为常用的隧道施工超前地质预报方法有以下几大类:

(一)地质法

该方法是目前隧道施工超前地质预报中最为基本且常用的方法之一，其主要依据地表、隧洞、掌子面的地质调查结果进行超前预报。具体而言，就是依据地表外露的岩石体结构面产生形状及其发育破碎机理和岩石风化程度等基本特征，并借助地质图和构造相关性分析，推测岩石体结构面在隧道穿越深度的出露位置，进而推测出隧道掌子面前方可能出现的地质构造情况。按照隧洞内部与外部的地质调查以及施工掌子面的地质简图，再结合节理统计分析等，对掌子面前方岩体的特性、变形趋势、失稳的可能性、破碎带发育情况、围岩强度等进行推测，并以此为依据制定合理、可行的施工措施，从而确保隧道施工顺利进行。地质法具体涵盖以下内容:

(1)地表地质调查。具体是指通过对隧道所在地开展大范围细致的地质调查工作，复核地勘资料，掌握水文地质详情，为隧道施工超前地质预报提供指导性依据，其归属定性方法的范畴。

(2)地质素描。在隧道正式开挖之后，对施工掌子面的地质情况进行迅速调查，并据此做出详细的地质跟踪记录，绘制出掌子面的剖面图，进而获得前方不良地质体的特征信息。

(二)超前地质钻探、导坑法

该方法实质上是一种直接探测的方法，通过直接揭露隧道施工掌子面前方的地质情况，对掌子面前方地质条件进行准确的预报。这种方法常被用于地质条件相对比较简单的隧道工程当中，例如，岩层产生状况变化较小、地层受构造运动影响不大的隧道等等。与其它超前地质预报方法相比，该方法在准确度方面的优势较为明显。大体上可将之分为以下两种方法:

(1)超前水平钻孔法。在施工掌子面或一侧的耳室进行超前水平钻孔，通过钻进速度测试、岩芯强度实验等途径，分析掌子面前方的岩体性质、含水情况、岩层软硬程度及其完整性。

(2)超前导坑法。借助超前导坑揭示隧道的地质情况，进而指导隧道开挖与支护。

(三)物探法

该方法是基于岩土体之间不同的物理性质，并借助不同的探测仪器和方法，对隧道所在地的地球物理场变化进行探测，进而判断水文地质情况，其属于间接的测试方法。由于物探法对隧道掌子面的施工几乎不存在影响，而且对地质的破坏程度也比较轻。所以，这种方法在近年来获得了快速发展。目前，在隧道施工中较为常用的物探法有以下几种:

(1)TSP法。这是现阶段国内外隧道工程施工长距离地质超前预报最为先进的一种方法，它的基本原理是借助人工激发地震波，并接收反射波，按照波在不同介质当中传播各异的特性，通过对反射波信号的分析，预测掌子面前方可能存在的不良地质体，如软弱面、富水带、溶洞等等，进而获得这些不良地质体的可靠位置、形状、规模等等。这种方法最为显著的优点是探测距离远、抗干扰能力强、不占用施工掌子面的空间、分辨率较高等等。

(2)红外探水法。该技术常被用于隧道掌子面前方含水体的探测。其基本原理如下:由于地质体以及水体内部分子存在不停运动的特点，它们会在红外辐射波的作用下，产生出强度各不相同的辐射场，借助探测仪便可对掌子面前方一定范围内的围岩体红外场强度进行测量，由此可判断出掌子面前方是否存在含水体。

(3)声波反射法。该方法归属于弹性波探测的范畴，其主要是利用声波的传播特征，并结合隧道的地质勘测资料，判断岩土体工程的地质特性。这种方法的探测距离通常在70－90m左右，其优点是费用较低、预报准确、占用掌子面的施工时间较少，而且方法本身比较简单，可操作性较强。

四、隧道地下工程容易产生的地质危害

隧道及地下工程的施工建设中很容易受到工程地质问题的影响，使得本来就不容易的施工工作变得更加举步维艰。比如:塌方的影响，在地下隧道开挖后，由于使用爆破的方式，会使围岩在经受土质松动以及变形压迫的情况之后，变得更脆弱，极易形成塌方，同时其与隧道开挖面的结构面非常容易产生土块变形塌落的隐患，最后由局部慢慢扩散形成整体塌方的趋势。与此同时，滑坡的产生也是影响隧道及地下工程进度质量的重要原因，很多滑坡的形成都在山区发生，多数源于地质活动引发的，在隧道的建设过程中，滑坡的现象常常出现在进出口、偏压以及浅埋等地段，一旦发生，后果不堪设想，势必造成生命财产上的重大损失。

五、隧道地下工程对于工程地质问题的处理方法

(1)严格做好地质勘测工作。隧道及地下工程的建设工作中，地质勘测起到了十分重要的作用，正所谓:“知己知彼，百战不殆”，在施工开始之前，一定要对施工所处地点的地质条件有所了解，进行分析和研究，它是工程设计的重要资料，为以后的施工过程提供了宝贵的依据，否则，在还没摸清地质环境的情况下去进行施工工作，无疑会冒着很大风险，给整个工程都埋下了巨大的安全隐患，因此，开工之前的地质勘测调查工作是必不可少的。

(2)加强技术提高和责任监督。伴随着科技的不断进步，施工建设中越来越多的新方法新工艺涌现出来，很多以前的老旧的施工方法已经不再适用，为了满足实际的工作要求，在隧道与地下工程的建设当中，已采用了很多新式的是施工方法或方案，比如:利用逆作法施工，坑内降水坑外注水等方法，有效地提高了其稳定性;另外，可以借助计算机等工具进行数据的分析，工程技术参数的计算。与此同时，大力加强对隧道及地下工程的施工建设的监督力度，以现场为重点，全面细致地整个工程的施工过程进行严密监控，不放过任何一个安全疑点，进而及时发现并解决，保证工程的施工质量和经济利润。

(3)反复论证审核施工方案，减少地质问题发生。隧道及地下工程的施工方案是指导工人正确合理施工的重要根据，因此它的实施必须经过反复的推敲研究之后，确保没有问题之后，方可实行，否则无法做到在工程的复杂多变的建设过程中没有失误和安全危险。比如:降水设计方案的选取，就要预先通过论证、分析、找出其可行的地方与缺少的不足点，进而补充进去，使方案更全面、完整、实用，以此选择出最优的降水设计方案，让工程施工变得更有把握。由此可见，对于施工方案的对比分析与审核是施工前不可或缺的一项工作，只有提前对实际施工容易出现的情况做具体的分析总结，才能更好地避免地质危害对于隧道及地下工程项目的施工建设影响。

结语

总之，在隧道及地下工程的施工建设中一定要考虑地质危害给工程带来的巨大影响，这关乎到整个工程建设的质量、安全和经济问题，不容忽视，只有提高自身技术施工水平，不断在实际工程中总结经验和教训，才能在未来的项目建设中取得更好的成绩。同时，还要做好，在隧道工程施工中，超前地质预报具有至关重要的作用，预报结果的准确性与否直接关系到施工是否能够顺利进行。

参考文献

[1]王齐仁.隧道地质灾害超前探测方法研究[D].中南大学,2008.

[2]吴治生.岩溶隧道的环境地质问题[J].铁道工程学报,2006,01:70-73+99.

[3]雷中华.瓯江水下盾构隧道主要工程地质问题分析评价[A].中国地质学会工程地质专业委员会.第九届全国工程地质大会论文集[C].中国地质学会工程地质专业委员会:,2012:7.

隧道工程地质问题篇8

1.1地下水和地表水。在隧道施工的过程中必须要考虑到隧道施工路线中是否要经过某些河流，因为地表水的含量变化会对隧道后期的安全造成影响，这就要求在施工之前，要尽可能获得该区域的降水量等详细水文信息，以此为依据为隧道施工提供充足的理论基础，以确保隧道施工和建成后的安全性。通常我们将地下水类型分为以下几种：第一，孔隙承压水；第二，上层滞水；第三，基岩