高速公路隧道施工中地质灾害应对技术研究

高速公路隧道施工中地质灾害应对技术研究

倪金键

安徽交控资源有限公司 230041

摘要：随着我国高速公路建设的快速发展，隧道工程日益增多。在高速公路隧道施工过程中，地质灾害是一个不可忽视的重要问题，它不仅会影响施工进度、增加施工成本，还可能威胁施工人员的生命安全。本文对高速公路隧道施工中常见的地质灾害类型进行了分析，包括塌方、突水突泥、瓦斯爆炸等，并深入探讨了相应的应对技术，旨在为提高高速公路隧道施工的安全性和效率提供参考。

关键词：高速公路；隧道施工；地质灾害应对技术

引言

高速公路隧道施工面临着复杂的地质条件，从软岩到硬岩，从富水地层到瓦斯地层等各种情况都可能遇到。地质灾害一旦发生，往往会造成严重的后果。因此，研究高速公路隧道施工中的地质灾害应对技术具有重要的现实意义。

1.高速公路隧道施工中常见地质灾害类型

1.1塌方

当隧道穿越软弱破碎带、断层带等不良地质地段时，围岩的自稳能力差。例如，在一些泥质页岩地层中，岩石的强度较低，节理裂隙发育，在隧道开挖后，围岩容易发生变形坍塌。施工因素也不可忽视。施工方法不当，如开挖进尺过大、支护不及时等，会破坏围岩的原有平衡状态。比如在采用钻爆法施工时，若爆破参数不合理，对围岩产生过度扰动，就容易引发塌方。塌方会掩埋施工设备和工具，造成直接的经济损失。例如，一台价值数百万元的隧道掘进机可能会被塌方的土石掩埋，导致设备损坏无法使用。严重的塌方会堵塞隧道，阻碍施工进度，甚至可能造成施工人员伤亡。

1.2突水突泥

当隧道穿越岩溶地区或富水断层时，地下水压力大，溶洞、暗河等与隧道连通的可能性大。例如，在西南地区的一些高速公路隧道施工中，由于岩溶发育，地下水位高，施工时容易出现突水突泥现象，不能准确掌握前方的水文地质情况，就无法采取有效的防范措施。突水突泥会冲毁施工平台和临时支护结构，使隧道内的施工环境恶化。大量的突水可能会淹没隧道，造成施工中断，并且可能引发其他次生灾害，如泥石流等。

1.3瓦斯爆炸（在瓦斯地层中）

当隧道穿越含瓦斯地层时，瓦斯会从岩石裂隙中渗出聚集。如果通风不良，瓦斯浓度就会升高。例如，在一些煤矿采空区附近的高速公路隧道施工中，瓦斯涌出量较大。施工中的电气设备产生的电火花、爆破作业产生的火焰等都可能成为火源。瓦斯爆炸会造成巨大的人员伤亡和财产损失。爆炸产生的冲击波和高温会破坏隧道结构，使隧道坍塌。

2.高速公路隧道施工中地质灾害应对技术

2.1塌方应对技术

采用多种超前地质预报方法相结合的方式，如地质雷达、TSP（隧道地震波勘探）等。地质雷达可以对隧道前方的浅层地质情况进行探测，分辨率较高，能够发现小的断层和破碎带；TSP则可以对较远距离（一般可达100-150米）的地质构造进行探测。通过综合分析这些预报结果，可以提前了解隧道前方的地质情况，为塌方预防提供依据。根据围岩的等级选择合适的施工方法。对于软弱围岩，可采用新奥法施工，遵循“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的原则。例如，将开挖进尺控制在0.5-1米，采用光面爆破或预裂爆破减少对围岩的扰动，及时施作初期支护如锚杆、喷射混凝土、钢拱架等，并尽快封闭成环，通过对围岩变形的量测来调整支护参数。

2.2突水突泥应对技术

在隧道施工前，要进行详细的水文地质勘察，绘制水文地质图，确定地下水的类型、水位、水量等信息。在施工过程中，采用超前钻孔等方法进行超前预报。超前钻孔可以直接获取前方地层的水文地质信息，如是否存在溶洞、暗河以及地下水的压力等，以便提前采取排水或堵水措施。当突水突泥量较小时，可以采用排水措施。例如，设置排水管道，将地下水引排到隧道外。当突水突泥量较大时，需要采取堵水措施，如采用注浆法。通过向地层中注入水泥-水玻璃双液浆等材料，填充地层中的裂隙和溶洞，提高地层的抗渗性，从而防止突水突泥的发生。

2.3瓦斯爆炸应对技术

安装瓦斯监测系统，实时监测隧道内的瓦斯浓度。当瓦斯浓度达到预警值时，及时发出警报。同时，建立完善的通风系统，采用压入式通风或混合式通风方式，确保隧道内有足够的新鲜空气，将瓦斯浓度稀释到安全范围以内。例如，通风量要根据隧道的断面面积、瓦斯涌出量等因素进行计算确定。加强对施工中的电气设备的管理，采用防爆型电气设备，防止电气火花产生。在爆破作业时，严格控制炸药的使用量和爆破工艺，采用煤矿许用炸药，并在爆破前进行瓦斯浓度检测，确保安全后再进行爆破。

3.提高高速公路隧道施工中地质灾害应对工作质量的措施

3.1加强地质勘察与监测工作

在高速公路隧道施工前，必须进行全面且深入的地质勘察。这包括运用多种先进的勘察技术，如地质钻探、地球物理勘探等，详细了解隧道沿线的地质构造、地层岩性、水文地质条件等信息。例如，通过高精度的地质钻探获取不同深度的岩芯样本，分析岩石的物理力学性质，判断是否存在软弱夹层、断层破碎带等不良地质情况。在施工过程中，建立实时监测系统，对围岩变形、地下水水位变化、瓦斯浓度等关键指标进行动态监测。利用自动化监测设备，如全站仪、多点位移计、水位传感器等，及时获取准确的数据。一旦发现数据异常，如围岩变形速率突然增大，可立即采取相应措施，如加强支护或调整施工进度，从而有效预防地质灾害的发生，提高应对工作质量。

3.2提高施工人员的专业素质与安全意识

施工人员是高速公路隧道施工的直接参与者，他们的专业素质和安全意识对地质灾害应对工作质量至关重要。要加强对施工人员的专业培训，包括地质灾害知识培训、施工技术培训等。例如，组织关于不同地质灾害类型（如塌方、突水突泥、瓦斯爆炸等）形成机制、预兆特征以及应对方法的讲座，让施工人员能够准确识别灾害风险。同时，开展施工技术培训，如隧道开挖、支护、注浆等技术的操作规范培训，确保施工过程符合安全要求。要强化施工人员的安全意识，通过定期的安全会议、安全演练等方式，让安全意识深入人心。

3.3完善地质灾害应急管理体系

制定科学合理的应急预案，应急预案应涵盖不同类型地质灾害的应对流程、责任分工、资源调配等内容。例如，针对突水突泥灾害，明确在灾害发生时，抢险救援组、医疗救护组、物资保障组等各小组的职责，以及如何快速调配抽水设备、救援物资等资源。建立应急救援队伍，队伍成员应包括地质专家、工程技术人员、救援人员等多方面的专业人才。这些人员经过专业训练，具备应对地质灾害的能力。例如，地质专家能够在灾害现场快速判断地质情况，为救援提供技术支持；救援人员能够熟练操作救援设备，实施救援行动。储备充足的应急物资，如应急照明设备、抢险工具、防护用品等，并定期进行检查和维护，确保物资在灾害发生时能够正常使用。

结束语

高速公路隧道施工中的地质灾害应对是一个复杂的系统工程，需要从地质勘察、超前预报、施工方法选择、灾害应对措施等多个方面进行综合考虑。通过准确的超前地质预报、合理的施工方法以及有效的灾害应对技术，可以降低地质灾害发生的概率，减少灾害造成的损失，提高高速公路隧道施工的安全性和效率，保障高速公路建设的顺利进行。

参考文献

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