某山隧道環境水文地質和施工風險控制探析

■何登華

（江西有色地質礦產勘查開發院 江西南昌330000）

某山隧道環境水文地質和施工風險控制探析

■何登華

（江西有色地質礦產勘查開發院 江西南昌330000）

隨著我國科學技術的發展，以及社會各方面的需求。在工程建設方面，所涉及的隧道挖掘工作越來越多。為了保證整體的施工質量，就必須對水文地質和施工風險進行控制。下面就針對某一工程，對其的水文地質情況和施工情況進行分析，從中制定一個合理的施工方案，來控制風險的存在。

隧道環境水文地質施工風險

在對隧道進行挖掘過程中，其施工難度會受到地層巖層，地貌單元以及地質構造等情況的影響。因此在施工前，必須對隧道水文地質條件，地下水賦存情況認真的做好勘察工作。在此基礎上，才能有效控制隧道施工的風險情況，下面就針對某隧道施工的整體方案進行分析，希望給有關人士提供一些借鑒。

1　某隧道工程概況

該工程需要挖掘的隧道，全長16.111千米，需要跨越兩條河流的分水嶺，地面高度在1030到1486米，相對高差為230米，隧道要求的最大埋深為380米，最小的只有9米。其所在的水文環境比較復雜，在淺層的水文環境中。主要是潛水，在隧道的地下，具體的存水情況和巖體裂隙有緊密的關系。因此其是非常典型的非均質各向異性特征，整體來看，地下水分布規律非常差。

2　隧道初始風險分析

2.1環境水文地質風險分析

該隧道附近有一個盆地，是居民聚集的地區，在進一步的調查統計發現，這一地區有53個村莊，共計2896人居住，地下水和泉水是當地居民主要的用水來源為。因此進行隧道施工過程中，這一盆地將會影響居民用水情況，這一點是環境地質的敏感點。如果還是用原來的設計方案進行施工，那么很有可能造成當地居民用水困難，影響其正常的生產生活，隧道穿過這一地區的時候，存在較大的環境水文地質風險問題。

2.2隧道施工中的風險分析

圖1　沿線地形地貌衛星圖片

通過對該隧道所涉及的路段地質和水文情況進行分析，發現其存在很大的施工風險，不僅地點多，而且情況都很嚴重，屬于高度風險的地段長約5.821千米，因此必須對該風險進行評估。在初進口的地段，其附近有嚴重老化和破碎的圍巖，同時已經開始風化，如果不及時處理，很容易發生塌方和變形，屬于高級風險。進入到洞內后，需要穿過砂巖和泥巖交互的層面，但是勘察中發現結構結合差，巖層有掉塊和落石的風險。接下來穿過這一交互結合路段后，前方還有一段類似的地段，但是危險程度比之前的嚴重很多，屬于高度風險。在處于土石分界的路段，在地質下層分布的是長石英和長巖石，而上層分布的是Q2粉質黏土，整體洞深都在地下水位以下，因此在施工過程中，很容易出現涌突水的問題，甚至出現塌方。在DK447+949—DK450+945的路段，隧道洞身需要穿過泥質砂巖、泥巖夾層長石砂巖，但是發現砂巖互層和砂巖層沒有很好的結合，因此在施工過程中就容易發生落石和塌方。由于危險地段很多，但大體都是上述情況，因此就不一一熬述了。經過具體技術人員的研究和分析，該隧道有風險等級是高度以上的初始風險，以塌方和突水，以及突泥尤為突出，評定結果是極高風險隧道，因此在施工中必須對其中的風險進行控制。

3　地質勘查結果分析

3.1盆地地質構造情況

通過有關部門的調查取證，盆地處于兩個村莊的向斜內部，由四系盆地組成串狀結構，是非常典型的向斜盆地（如圖1所示）。

3.2分析隧道地下水位和泉眼位置

在該隧道的出口位置，經過技術部門的勘測，發現有很多大小泉眼，地下水位比之前設計的高度還要高很多，因此必須把這些泉眼的具體數據測量出來，在此基礎上，繪制有關水文地質的剖面圖，以此來解決上述的各種施工風險問題。

圖2　隧道水文地質剖面圖

4　隧道控制風險的最終方案

4.1施工方案設計分析

最終設計隧道線路長35.56千米，橋隧總長31.2千米，橋隧比例占到84.85%。隧道因此定于河流南岸的向斜構造盆地和東向斜構造盆地之間的分水嶺附近。由于隧道出口有很多泉眼，再加上實際的地勢非常陡峭，因此選擇這種方案，避開了村莊集中的地區，建在了環境水文地質風險小的位置。

4.2初始風險的處理措施

在高度風險的地段，比如長度為1318米，占隧道長度的9.04% 的DK455+130—DK456+211路段，為了有效控制變形和塌方，因此在施工中，使用了三臺階臨時仰拱法，具體操作流程如下：使用直徑為42厘米的小導管，對超前支護進行漿液的注入，有少部分地段，配合使用超前管棚支護，這樣因地制宜，針對變形的防護更可靠，同時還應用了超前地質預報技術，對所有的工程測量都能做到實時測量，在最大程度上避免了塌方變形的發生。有一地段有突泥突水的問題，因此能夠結合超前地質預報技術測定的結果，再根據實際情況，如果發生類似問題，可以使用超前注漿堵水措施進行處理，經過有效的實施，這些高風險都降為了中度的風險。針對圍巖老化風化問題，就必須使用外圍的支護技術，針對Ⅳ級圍巖地段，應該使用臺階法進行開挖，使用復合式襯砌進行加固處理。而針對Ⅲ級緩傾的層圍巖問題，可以使用臺階法進行開挖工作，應用拱部格柵鋼架的方式進行加固，保證不會塌方。

5　總結

通過對該隧洞的研究分析發現，其面臨著非常嚴重的環境水文地質情況，同時施工風險也非常高，但是通過加深地質工作，繪制盆地剖面圖，重新制定施工方案，不僅能降低或避免水文地質條件對施工的影響，同時還降低了施工成本，保證了隧道的施工的質量和進度。同時，也能在一定程度上降低施工風險等級。

[1]中鐵工程設計咨詢集團有限公司.新建山西中南部鐵路通道發鳩山改線補充初步設計 [R].北京:中鐵工程設計咨詢集團有限公司,2010.93.

[2]中鐵工程設計咨詢集團有限公司.新建山西中南部鐵路通道初步設計第十篇---隧道[R].北京:中鐵工程設計咨詢集團有限公司,2009.93.

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P641.4+3[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-255-1