項目2　隧道工程地質(zhì)環(huán)境

項目描述

隧道是埋置在地層中的工程建筑物，地層情況千差萬別、錯綜復雜，隧道工作者的任務就是要針對不同的地質(zhì)條件采取相應的施工措施建成隧道。只有摸清和正確預知隧道周圍的水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件，才能正確選擇工程措施，安全、優(yōu)質(zhì)、快速、不留后患地修建隧道。

教學目標

1.能力目標

（1）能夠識讀隧道施工縱斷面圖，提出相關專業(yè)問題；

（2）隧道施工中，能夠根據(jù)圍巖級別采用相應的施工方法和支護類型。

2.知識目標

（1）了解鐵路隧道工程地質(zhì)調(diào)繪的內(nèi)容及勘探、測試工作要求；

（2）了解地質(zhì)超前預報的內(nèi)容和方法；

（3）掌握我國現(xiàn)行的圍巖分級的方法；

（4）掌握圍巖壓力的類型及其分類、圍巖的成拱作用、影響圍巖壓力的因素。

相關案例——隧道超前地質(zhì)預報

隧道工程設計的基本依據(jù)是地質(zhì)勘察資料，而隧道施工的依據(jù)主要是設計文件。大量的隧道工程建設實踐表明，由于地質(zhì)勘察精度、經(jīng)費等諸多條件的限制，根據(jù)地質(zhì)勘察資料做出的設計與實際不符的情況屢有發(fā)生，由此而來的隧道洞內(nèi)塌方、涌水、涌泥、涌沙、巖爆、瓦斯爆炸等災害也時有發(fā)生，從而給隧道施工造成極大的危害。因此，在隧道施工期間，采用各種技術(shù)、手段和方法對隧道掌子面前方地質(zhì)條件（情況）進行及時準確的預測，是提前采取預防措施、避免災害發(fā)生或在一定程度上減少因災害造成的損失，保證隧道施工安全的需要。

一般而言，隧道在勘察設計各階段對隧道地質(zhì)背景（條件）進行的地質(zhì)調(diào)查和勘探是對隧道地質(zhì)條件的預估和預評價。對地質(zhì)條件單一的短隧道，這一工作已足以滿足設計與施工所需，無須在施工期實施超前預報工作，或只需在施工階段采用地質(zhì)法進行常規(guī)地質(zhì)預報工作。

近年來隨著隧道工程技術(shù)的進步，隧道修建越來越長，在復雜地質(zhì)條件下修建的隧道也越來越多，所遇到的隧道工程地質(zhì)問題越來越復雜，因此，對隧道進行地質(zhì)超前預報，特別是施工期地質(zhì)超前預報顯得尤為重要。

1.南昆線康牛隧道斷層預報

隧道地質(zhì)平、剖面圖表明，地表DK555+860處斷層走向與隧道軸線呈38°交角，斷層傾向進口。

探測隧道掌子面（DK555+784.5）地質(zhì)調(diào)查表明，掌子面巖體破碎，已進入斷層影響帶，圍巖穩(wěn)定性差。

采用HSP聲波反射法探測，確定測試掌子面前方3.34m和0.94m（測試點至反射界面的垂距）存在兩反射界面。根據(jù)斷層產(chǎn)狀進行斷層在隧道掌子面前方位置校正，第一反射界面在隧道軸線上距測試掌子面8.2m（DK555+793.7），第二反射面在隧道軸線上距測試掌子面10.63m（DK555+796.13），考慮到斷層產(chǎn)狀變化，預報DK555+793.7～DK555+798.06為主干斷層，DK55S+798.06～DK555+807為斷層影響帶（巖體破碎）。

隧道施工開挖揭示，DK555+793.5～DK555+808.5為主干斷層，DK555+808.5～DK555+825為斷層影響帶（巖體破碎）。

2.渝懷線圓梁山隧道DK354+361.5掌子面前方巖溶發(fā)育分布探測預報

圓梁山隧道深埋高水位富水區(qū)主要位于毛壩向斜范圍。向斜段地下巖溶形態(tài)主要為溶蝕（構(gòu)造）裂隙、溶孔、溶槽及溶洞。主要地層為嘉陵江組、大冶組、長興組、吳家坪組、茅口組、棲霞組。由于各層的巖性不同，巖溶發(fā)育程度各異，其富水性差別亦較大。

2002年4月23日，進口正洞掘進至DK354+361.5，在進行超前水平鉆探過程中，發(fā)生鉆孔涌水涌砂，最大射程達30m左右，淤積物為粉細砂，淤積厚度達2m多，長度100余米。為確定掌子面前方巖溶發(fā)育狀況，采用HSP法進行了超前探測預報。

通過該案例可知，超前地質(zhì)預報是復雜地質(zhì)環(huán)境下，確保隧道施工安全的一項重要工作。HSP聲波反射法探測是一種先進的超前地質(zhì)預報的方法，除此之外，還有其他超前地質(zhì)預報方法。通過該項目的學習，可以掌握隧道施工需要的相關工程地質(zhì)知識。