杜甜沦坛 试论黄土隧道工程地质灾害的主要类型及其应对策略 许廷彪 （天津市津北兴人力资源服务中心） 摘要：黄土地质具备特殊的物理性质．在隧道工程中容易发生地质灾害．本文对黄土｜毫道工程的地质灾害进行了深入研 究．主要分析了其客易发生的地质灾害类型．并针对其不同状况．提出相应的解决策峪。 关键词：黄土隧道工程 地质灾害 类型 策略 黄土地质具备特殊的物理性质，其特 性在隧道工程中具有重要的影响作用。隧 道围岩指的是隧道附近的黄土土体，它在 漫长的岁月里经历经多次地质作用，逐渐 形成独特的岩土成份，具备特殊的结构，其 自身以及隧道的地质环境，是直接影响到 黄土隧道稳定性的主要地质因素，而黄土 的工程特性则是各类地质灾害所产生的根 本性问题。 一 者表覆层滑塌等不同程度的地质灾害。 二．黄土隧道工程地质灾害的应 对策略 黄土隧道工程地质灾害的主 要类型 黄土隧道工程地质灾害的主要类型有 隧道塌方和隧道水危害两种： １．隧道塌方 对隧道进行开挖的过程，其实是对地 层内应力进行重新分布的一个过程，在隧 道开挖之前，黄土体处在天然应力平衡的 状态下；隧道开挖完成后，其周边的土体失 掉原有的支撑，会向洞室空间发生松胀位 移的现象，从而改变围岩土原本相对平衡 的关系，破坏其天然应力相对平衡的状态， 并进行应力的重新调整，进而引发原有天 然应力在方向、性质以及大小方面的变化， 尤其是在开挖中形成的Ｉ临空面，导致土体 发生变形，造成位移的自由空间。此时若洞 室附近围岩的强度无法承受上方的荷载， 就有可能会向洞室内发生变形甚至位移现 象，进而失稳，发生洞内塌落或者滑落现 水排出洞外。 象，严重时造成塌方事故。若未及时采取措 ２．及时、合理地衬砌 施对其进行支护或加固，则塌方事故还可 衬砌一方面要提高围岩自身具备的力 能进一步发展下去，直到将洞室空间填塞 学性能，在增强自身承载能力的同时，减小 至无临空面。 围岩所承载的压力；另一方面，要提高支护 ２．隧道水危害 体的强度与刚度。 黄土地质条件下，水的危害主要有两 （１）衬砌裂缝的处理：若衬砌裂缝＜ 方面： ５ｍｍ，采取环氧树脂嵌补的方式； （１）地表水对隧道表土的冲刷、侵蚀 （２）嵌补钢拱架的加固：若衬砌裂缝≥ 等。黄土颗粒的吸水性能较差，但渗透性较 ５ｒａｍ，则以二次衬砌凿槽嵌入全封闭Ｉｌ６工 好。雨雪等降水除在地表上面大量、迅速地 字钢钢架，凿槽尺寸为２Ｏｃｍ×２５ｃｍ，型钢钢 流走以外，还有相当一部分以潜水的形式 架间距为ｌ榀／ｍ，同时以膨胀水泥进行嵌 渗入黄土地层当中，进而下渗到隧道的内 补，保证钢架和衬砌形成一个整体。 ３对洞口洞脸进行加固 表面，导致隧道内潮湿甚至产生积水；坡角 潮湿后极易发生风化剥落现象，进而出现 黄土隧道工程的地质条件较为复杂，在 悬空坍塌。 进、出口段宜采取明挖法将隧洞连接，以钢 （２）地下水的渗透、以及软化等作用。 筋混凝土进行整体砌筑形成洞室出口；若采 地下水以各种途径渗透人隧道附近 取暗控法成洞的方式，则洞口附近需要对混 后，无论是隧道施工还是营运的过程中，皆 凝土进行加厚处理，洞脸附近的土体采取浆 可能产生一定的危害，严重时甚至危及到 砌石或者砖墙等有效措施进行加固。 隧洞的安全及正常使用，出现隧道塌方或 另外，洞口附近的防水排水工作相当 、应对黄土隧道工程的地质灾害时，要 根据实际情况进行详细分析，采取合理恰 当的策略进行防治。其措施主要有以下几 个方面： １、加强防水排水工作 工程施工之前，要首先做好地表的防 水排水工作，对地面水源进行截断处理，以 防地表水影响到隧道工程的施工： （１）从围岩与结构、或者附加防水层方 面人手，防止水进入工程结构；采取有效措 施，防止地下水进人工程内部； （２）人为地把地下水导进工程内部的 排水系统，防止其对结构产生破坏作用； （３）将两种方法结合使用。 隧道工程开挖后，要加强洞内的防水 排水工作。若水量较大，则可在初期支护后 设置软式透水管，把水集中后排出，防止浸 泡到围岩。洞内在顺坡排水时，可采取仰拱 超前策略，在排水沟协助下形成排水系统； 在逆坡排水时，可采取下部开挖设置集水 井策略（水井内做好防渗措施，如铺设塑料 布等），对周围的汇水通道进行疏通，若洞 定的自稳能力，其本身的结构相对比较紧 内大面积淋水，或有股状水流涌出，则采取 密，且有良好的壁立性，因此为了加快施工 引流管直接将其引入集水井，并用水泵将 进度，可以形成全工序作业和机械化配套 施工。 对于黄土隧道工程地质灾害的应对策 重要。可采取设置排水沟或者截水沟等措 施，对水流进行引导和疏导，避免其对洞口 洞脸的冲刷，防止倒流。 ４．对盖层进行清理整平 隧道上所覆盖的黄土层，长期受到自 然营力的作用，往往会出现斜坡、陡壁、小 冲沟、陷穴、空洞等不良地质地段，或者产 生不良微地貌现象，造成偏压、滑塌、渗水 等问题，对隧道正常使用产生明显的影响。 可依据其分布情况，在隧道开挖之前，对隧 道中线４０ｍ范围以内的陷穴、空洞进行夯填 封闭和清理整平处理，以防地表水的下渗； 对斜坡坡比以及冲沟方向进行适当调整， 同时增设排水沟和截水沟，尽量使盖层不 受、或者尽可能地少受不良影响。 ５、组织合理有效的施工 在不同的地域内，黄土的性质也有所 不同，其土质的不同决定着土层特性的不 尽相同，所以，在施工的过程中要对地质情 况进行不断的核对和分析，进而根据隧道 工程所穿越地层的具体特性，对施工方案 采取及时、且合理有效的调整，最终挑选最 为安全、快速的策略进行施工。 另外，初期支护必须及时紧跟施作，形 成严密的支护体系。但由于老黄土具备一 略，主要应坚持预防为主、防治结合的方 法，其中，对围岩的有效保护是关键措施； 防水排水工作是首要的对象。只有充分考 虑到工程中的各项影响因素，才能减少、甚 至避免水对围岩的各种消极影响，真正做 好黄土隧道地质灾害的防治工作。 参考文献 ［１］周生国，黄伦海，蒋树屏，刘新荣黄土 连拱隧道施工方法模型试验研究［Ｊ］地 下空间与工程学报，２００５，（０２） ［２］焦苍，祝江林，范鹏，徐成家浅埋软岩 隧道开挖围岩变形非线性模拟分析［Ｊ］ 地下空间与工程学报，２００５，（０５） ［３］欧阳院平高速铁路大断面黄土隧道施 工数值模拟［Ｄ］西南交通大学，２００６ 【４］‘周小宾大跨富水黄土隧道的工程特性 与施工技术研究［Ｄ］北京交通大学． ００ａ （接上页） 表，得到ｄｌ＝１．１ ５，ｄｕ＝１．５４，１．５４－ｄｕ＜ ＤＷ＝１．７９４８８２＜２．４６－４－ｄｕ，说明模型已 经不存在自相关性。 我国国内生产总值预测模型应该为： Ｙ－２９３６．１９ｌ＋０．６２７Ｏ４２ Ｘ３＋Ｏ．８０４ｌ８７ Ｘ４ ＤＷ＝１．７９４８８２ Ｆ＝２６１１．６３２ 调整后拟合优度有所提高，系数均显 著且符号正确，因此，该模型是较好的国内 生产总值预测模型，为最终确定的国内生 产总值预测模型 六、总结 通过对国内生产总值预测模型的分 析，可以看出固定资产投资总量和上期国 ｔ＝（２．５２５９７７）（２．４４９８８７）（７．４３５２２５） Ｒ－ｓｑｕａｒｅｄ＝０．９９８１ ８４ 内生产总值对我国的国内生产总值有重要 的影响；在其他条件不变的情况下，固定资 产总量投资每上升一个单位，国内生产总 值平均上升０．６２亿元；上期国内生产总值 每上升一个单位，国内生产总值平均上升 ０．８Ｏ４Ｌ元。因此，除了扩大消费和增加出口 外，扩大固定资产投资总量和上期国内生 产总值也是一个重要的方面。 ５０ ＷＷＷ．ｓｐｙｚｌｚｚ ｃｏｍ商品与质量－学术刊