公路隧道地质灾害范文1
关键词：道路工程；数据库；公路隧道；地质灾害；处治措施。
1 引言
由于隧道工程是隐蔽工程，人们事先根本无法准确了解其工程地质情况，只能通过现有的测试手段基本了解其所处的地质环境等基本地质资料，因此给隧道设计和施工带来很大的盲目性，从而使得施工中经常出现预料不到的大规模塌方、冒顶、涌水等工程事故，事故一旦发生，轻则影响施工、损坏施工机械、增加工程造价、损失国家财产，重则造成极大的人员伤亡，而且事故发生后的处理工作难度大，带来极大的负面社会效应[1]。针对此,本数据库前期工作主要以公路隧道施工诱发的各种可能的地质灾害为研究对象，通过研究不同隧道中出现的不同地质灾害概念与特征、发生条件,建立公路隧道开挖不良地质灾害体的预处治技术、施工灾害应急预案及综合防治措施，从而形成一套较完整的复杂地质条件下公路隧道施工地质灾害安全保障技术。
本文主要就常见地质灾害处治措施和数据库系统两部分作相应介绍。
2 隧道施工中常见地质灾害类型及防治措施
在隧道工程施工中，常见的地质灾害类型有：塌方、涌水和突水、岩溶塌陷、山体变形和支护开裂、泥屑流、岩爆。这些灾害发生的条件虽然不同，但它们对隧道施工造成的危害却是类似的[2]。这里简要介绍两种经常发生的灾害类型。
2.1 隧道塌方及其处治措施
塌方是因地层结构不良，雨水冲刷或修筑上的缺陷，隧道的顶部突然坍塌，也说坍方[3]。塌方是隧道施工中最常见的灾害现象之一，由于围岩失稳所造成的突发性坍塌、堆塌和崩塌，常会造成严重的安全事故。如日本1984～1997年间，在隧道施工中死亡的220人中，因崩塌而死亡的占26%；意大利和瑞士之间的勒奇山隧道(14.6km)因坍塌死亡25人；我国成昆铁路427座隧道，总长314m，施工开挖期间约有25%隧道发生过大型的塌方；川黔线凉风垭隧道(4.27 km)因断层泥遇水膨胀使平行导坑及正洞遭受巨大压力，从而出现拱顶大量塌方，支撑压裂拱圈和边墙[4]。
关于塌方的处治措施，根据不同的地质情况、塌方范围等均有不同的处置技术，目前塌方的处理原则一般是先加固，防扩展，后处理的原则，要求处理塌方宁早勿迟，宁强勿弱，实践证明塌方发生后在一段时间内就会趋于稳定，形成自然拱，而自然拱的高度、宽度与普氏平衡拱理论计算结果基本相符，以平衡拱理论和“新奥法”原理为依据来指导塌方处理经实践证明是行之有效的[5]。对松散、破碎围岩体隧道的塌方，可采用提高围岩的整体强度和自稳性的措施加以处理，如施工中常用的超前长管棚、超前锚杆及加固注浆、超前小导管注浆等施工措施预防隧道塌方。如杭州—金华—衢州高速公路新岭隧道采用长度为45m的108mm×6mm超前长管棚+注浆预支护措施，避免了因公路浅埋隧道跨度大、结构受力复杂、施工难度大、岩松散破碎、自稳能力差的特点而易发生的塌方事故。对于开挖断面较大的隧道，通过软弱围岩区域可采取分步开挖，为了减少围岩的暴露时间，开挖后应立即支护，从而可提高隧道围岩体的自稳性[6]。
2.2涌水和突水及其处治措施
突水是隧道隧洞施工中仅次于塌方的最常见的地质灾害之一。特别是在我国降雨量较大地区施工中的隧道隧洞更为常见。造成突水最为常见的不良地质是断层（断层裂隙水）、大型溶洞和暗河（岩溶水），煤系地层中的采空区（老窖积水）和金属、非金属矿山老积水。其中以突水和携带大量碎屑物质的涌水危害性最大[7]。据不完全统计，我国1992年以前已建成的铁路隧道中，有五分之四在施工中不同程度地发生过涌水灾害，其中有30座属大型涌水；著名的大瑶山隧道中段地表塌陷、F9断层上盘压碎岩段大量塌方和涌水，遇到0.5m3/s的突水、射程达8～10m；家竹箐隧道在1995年的建设中，洞内多处发生岩溶管道涌水，水量达8×104m3/d，由于涌水发生在高洞口端而无法自行流向洞口排放，致使几次淹没隧道迫使停工。
随着隧道建设不断向长大深方向发展，加之我国岩溶地层分布广泛，岩溶问题处处可见。由于岩溶引起的涌水、突水的地质灾害也随处可见。这些年来隧道工程界进行了多方面的试验研究，对岩溶隧道涌水的治理原则和方法，有了新的认识和新的想法，而且研究了新的技术，即以堵为主，适当辅以截排措施的治水原则，在措施上采用预注浆技术封堵岩溶水。目前“以堵为主”的涌水处理方法一般有4个基本步骤：超前预报、预注浆堵水、强支护、短台阶开挖。预注浆封堵这项技术已在多个岩溶极为发育，涌水量很大的新建隧道中应用，取得了较好的效果[8]。云南大理老青山隧道采用了预注浆堵水处理,注浆前涌水量达8.57m3/h，注浆后检查孔出水量只有1.8m3/h，恢复了施工，而且效果较好。又如成渝高速的缙云山隧道也采用了以堵为主的处理原则，开挖前对可能涌水的部位进行了预注浆处理，开挖时未出水,达到了注浆效果。
3 数据库管理系统介绍
3.1数据库系统的基本原理
公路隧道地质灾害范文2
关键词：隧道；地质灾害；滑坡；塌方；钻孔注浆
湖南省汝（城县）郴（州）高速公路穿行于崇山峻岭，地质条件复杂，岩性多变，地形切割深；降雨量大，地表和地下水均非常丰富。在整个路线施工过程中，频发滑坡和塌方等地质灾害。本文介绍该公路某隧道地质灾害原因和规模，以及治理措施，供同行参考。
1 地质灾害诱因及其规模
1.1 地理位置和地质环境
吊坎垄隧道呈现南北向，其高程可达270～275m，其埋深通常在100～200m范围内变化（最大时可达370m）。设计为分离双向四车道，左洞和右洞长度分别为860m以及866m，开挖宽度及其高度最大值分别为12.25m以及8.9 m。隧道地段的地形跌宕起伏，其中西侧被山川以及河流所围，北侧是呈现漏斗形状的盆地，属于剥蚀地貌。地质环境：地层表土非常松散，其实质是一种内含碎石的坡积粘土层，该土层粘性非常差，而且结构也很不均匀，具有较强的透水性。基岩属于软质岩，由炭质灰岩以及炭质页岩中间夹煤层组成。两大断裂构造位于隧道北侧区进口处以及中部北段部位，二者间隔大概为600 m，断裂属于东西走向，其中断层角砾岩具有2～10cm大的角砾，属于泥质胶结，主要由裂隙发育而成。隧道北段区的洞外存在滑坡，其滑坡体长，宽，体积以及平均厚度分别为480m，250m，220万m3以及23m。滑坡面为一圆弧，面临北西方向，倾角大约为34°，其安全系数K大于1.3。正式施工前非常稳定，但如果施工扰动的话复活的概率非常大，有可能引发地质灾害。
1.2 地质灾害规模
施工季节往往多暴雨，在隧道进口处的北侧隧道中因为有很多地表水下渗，致使在水的下，岩层发生错断引发滑动，并最终在隧道北段洞外产生推移滑坡。与此同时还引发隧道中部北段区发生“通天”大塌方事故，该塌方在地表主要表现为一个大坑，该坑长，宽，深分别为80m，60m以及25m，塌方量预计达到20000m3，在隧道中主要表现为一188m长的塌体。塌方向进口端滑动达到60m、其中往出口端方向滑动了大概100m，但是有60m左右都被塌方体所阻挡。根据现场调查可知：塌陷口为一漏斗状，属于东西走向，基本垂直于隧道，面临北侧，其倾角以及宽度分别为70°～80°以及8・0～13・5 m，上部较宽下部较窄，塌陷坑相对陡直。根据所收集地质资料可知，坍体的具置是张性断裂构造带表面的溶沟以及溶槽内。充填选择的是灰岩风化亚粘土，其内有一些含量较小的碎块石，水分较多，表现为软塑状，因此抗剪强度较弱，又因为雨水渗入的缘故，故呈现流塑状，具有较差的自稳性，隧道开挖部位的拱顶埋深大概为70m，正是因为这种巨大的荷载，使得洞内初期支护遭到损坏，很多泥石水流将洞顶冲开，流进洞中，造成大塌方事故。
2 治理办法选取
根据现场测算可知，塌方中心处是隧道中部地段的北侧，和北进口之间间隔460 m，发生塌方后拱顶依旧有高度达到60 m的土柱，同时其上部还存在480m2左右的大坑，坑壁具有较差的稳定性，而且坑中还有部分积水不断下渗。塌陷以及洞外的滑坡面之间相互贯通，若只在洞中进行处理，不断掘进的话，则要想稳定坑中塌方体是非常不易的，相反还会进一步下塌，因此风险较大；再加之滑坡体失稳，不断下滑，带来的后果是非常严重的。
所以，在选择地质灾害治理办法时，要坚持治标治本的基本原则，以治本为起点。可以先选择抗滑桩加锚杆对滑坡实施支挡，同时在滑坡体外缘地段建截水沟，降低地表水入渗量以尽可能避免水对滑坡体进行或者是软化，阻止滑坡体下滑；关于塌方治理，可以选择地表钻孔结合注浆加固的方式，注浆对不坚固塌方体具有充填，挤密以及加固作用，可以增强土体强度，提高抗剪能力。从土力学计算可知，在隧道拱顶大约35m区域内注浆加固完成的土体如果其内摩擦角在18°以上，则隧道塌方区在再次开挖时就会非常安全，这样就可以对洞内塌方进行清理，不间断掘进。本文围绕地表钻孔注浆进行了介绍。
3 对深孔注浆进行的设计
3.1 明确注浆区域
注浆区域就纵方向来说为隧道中部区域北侧，和北进口之间间隔450～470 m，其长度为20 m，就横方向来说为隧道中线两侧分别15m，也就是20 m×30 m区域内，就垂直向来说为超过拱顶35 m到低于隧道底2 m。选择Φ89 mm×6 mm大小的无缝钢管，以梅花形且在保证1 m×1 m间隔的基础上设计注浆孔，注浆孔总共需设644个，长达35000 m。水泥总注入量以及单孔压住水泥应分别为7800t以及12 t，等同于水泥浆9.7m3。无缝钢管可以当做竖向上主体的主要受力构件，等同于钢筋。
3.2 明确注浆压力
注浆压力的大小对施工成败有着直接影响，首先一方面应保证浆液可以使土体被完全充填密实，一方面要控制压力以防上部拱抬以及大规模扰动土体，与此同时还要结合浆液移动以及扩散方向及其范围进行考虑。注浆初灌压力以及终灌压力通常是0.5～1MPa以及 4～6MPa。根据本工程实际，将终灌压力设为2.1～2.6 MPa，如果孔口处的压力表读数达到1.8～2 MPa，且注入足够浆液时，就能间断单孔高压注浆。
3.3 注浆配合比
在对注浆配合比进行确定时，要结合注浆松散性、水分较多和不均质土体进行考虑，因此应针对这一塌方体内存在较多水泥结石的问题，当结石形成后要保证较小的土中应力，所以选水泥结识率达到90% ～95%的浆液，其具有0.5～0.6的水灰比。
如果初灌压力在1MPa以上，则意味着孔内可灌性较低，将水灰比改为0.8～1，与此同时要针对这一塌方体附近没有封闭属于开放体系，浆液极可能泄漏，因此在注浆过程中一定要结合其初凝时间以及流动性进行考虑。如果压力太小但是注浆量较大时，则应结合注浆导管是否通畅以及注浆设备的实际性能进行考虑，将初凝时间设定为25 min。这样不仅能保证充足的注浆量，而且能保证通道堵塞，避免浆液扩散，防止注浆孔间发生串浆问题。据室内开展的配合比试验可知，当水玻璃掺入达到水泥浆液整体体积的8% ～10%时是最恰当的。
3.4 注浆量的确定
从注浆试验孔最终结论可知，关于单孔注浆量，如果土体孔隙率达到17%时，于注浆目层中，也就是隧道顶部往上35 m范围内单孔有效注浆量大约是5.9 m3，不过由于存在泄浆，向上返渗以及远距离扩散等现象，所以应将单孔实际注浆量提升0.8～1倍，不过最初注浆的钻孔，其实际注浆量往往还多些。
4 对钻孔注浆进行的施工
4.1 注浆施工场地准备
为了使注浆施工更加安全，应先选择挂网喷锚对坑壁进行加固，以保证坑附近土体的稳定性，与此同时还要注意对坑上排水以及下排水进行加强以对坑内水流进行切断和排除，降低土内水分，注浆开始前在整平填实处当陷坑基底后，需要进行厚度为20 cm水泥砼板的浇筑，用来覆盖坑口，同时为深层处理创造一个施工场所。在这一前提下选择钻孔双液注浆对塌方体进行加固，以提高其力学强度，降低土体施加给衬砌支护的负荷，以使洞中继续施工可以正常安全开展。最后，在洞中塌方体最末处的底部，进行砂包的设置以作反压之用，避免塌体往外滑移。
4.2 成孔设备及方法
4.2.1 钻探设备
200型钻机12台，XY-1型钻机8台，XU-300型钻机3台。
4.2.2 成孔方法
采用冲击回转钻进，基岩钻孔采用金刚石钻进，对检查孔需抽心检查。在钻进过程中，特别要注意卡、埋钻等事故，并事先研究处理这些事故的对策，以免造成废孔。
4.3 注浆管的设置
所用Φ89 mm×6 mm无缝钢管注浆管，每节管长3～4.5 m，用公母丝口连接，下入后不需起拔。在不注浆段采用原管，而在注浆段则采用花管。花管上每隔20 cm钻4个Φ6～8 mm小孔，但在管两端丝扣30 cm长的范围内不应钻孔。钻进时当孔内沉渣厚度>1.5 m时，需清孔下管，管下至孔底1.5m范围内用锤击方法加以固定。
4.4 清孔
当注浆管放好后，需用泥浆清除管内沉渣，要求在隧道范围内沉渣厚度≯5m，在隧道空间两侧和陷坑下盘基岩沉渣厚度≯1m，同时其顶面也不得高出隧道拱顶。在钻孔成孔后，应尽快进行注浆，以防止泥沙沉积，影响注浆质量。
4.5 注浆孔与钻孔间的关系
为减少钻孔间的串浆发生，防止注浆时土体中形成应力衰减过快，要求钻孔与注浆孔间距离≮4m。当钻孔中发现有串浆，应停止施工，并进行封孔。对未及时注浆的钻孔，如有串浆、冒浆现象而造成堵孔时，待水泥凝结再扫孔注浆，以确保每孔都能逐一注浆。
4.6 注浆设备与材料
4.6.1 注浆设备
早期采用BW-150型注浆机1台；中后期采用SGB6-100型注浆泵，配套搅拌机和制浆机3台套。双液注浆混合器为自制孔口花洒式施喷混合器。
4.6.2 注浆材料
采用R425普通硅酸盐水泥， 35 Be、M=2・4水玻璃。
4.7 注浆运作顺序
根据设计的注浆孔分布的顺序，采用分层挤压，以保证注浆效果，按此将注浆孔分为5个序次：Ⅰ序次为38孔，Ⅱ序次为101孔，Ⅲ序次为124孔，Ⅳ序次为105孔，V序次为120孔，Ⅰ序次的注浆孔是采用低压力、大注浆量，其作用是封堵大的、连通性好的泄浆和串浆通道，形成一个相对封闭的注浆环境。所以在塌方体，并与其它序次保持4孔的间距。Ⅱ～V序次为高压力、充填至挤压注浆，逐渐增加土体强度。
5 结语
对洞外滑坡和洞内塌方地质灾害的治理，效果显著。对洞外滑坡采用抗滑桩加锚杆进行支挡，在滑坡体外缘修建截水沟，减少地表水入渗以减轻水对滑坡体的软化和作用，使滑坡体不再下滑，处于稳定状态。对洞内塌方采用地表钻孔注浆是成功的，它首先改善了塌方体的物理力学性质，从抽心检验结果，内摩擦角值为20°～27°，c值为35 ～70kPa。在隧道恢复施工后，工程进展顺利，在掌子面上可以见到水泥结石脉，并使导坑壁稳定，确保了施工安全，塌方体全部通过，未再作超前支护工程等。其次是有效地阻止了地下水的渗透，使施工在无水条件下进行，改善了施工条件，为隧道的全面贯通奠定了基础。
参考文献：
[1]张守峰.离军高速公路隧道塌方施工处治体会[J].科学之友（B版）.2008（05）
公路隧道地质灾害范文3
【关键字】隧道施工；对策；姑咱镇
一、引言
姑咱镇，位于四川省甘孜藏族自治州康定县东部，大渡河西岸，距县城35公里，辖8个村3个居委会，全镇常住人口16万余人，平均海拔1400米，属干热河谷气候，常年气温15―17℃，是甘孜藏族自治州的文化教育中心和科研基地。作为甘孜藏族自治州功能较为齐全，品味较高的文化中心镇，其地理位置的作用也是不可忽视的。姑咱镇地处位置多山，因此隧道就成了必不可少的一道风景，隧道的重要作用举重若轻。
隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车动车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。本工程隧道主要是为了保证地震台的正常使用，避免因拆迁延误时间而采用城市下穿隧道形式。
二、隧道施工存在主要问题
姑咱镇原有顺大渡河贯穿该镇道路一条，由于辖区内社会经济发展需要（主要是水电站建设），需在镇左侧延山脚新建道路，本文要解决的是康定县姑咱镇黑日至羊厂桥市政道路工程，该项目是新建道路，全长3130米。其中新建的道路长3004米，宽12米，新建羊厂沟中桥一座，桥梁长30米，桥梁宽12米，新建地震台下穿隧道一座，隧道长96米，净宽8.5米，净高4.5米，该道路总占地面积34865。该工程的主要特征是本道路设计为双向单车道，路基宽度为12米，其中行车道路7米，双向横坡1.5%，两侧人行道宽各2.5米，单向横坡2%。
但是，北京时间2013年4月20日8时02分，在四川省雅安市芦山县（北纬30.3，东经103.0）发生7.0级地震。震源深度13公里。这场地震对姑咱镇的隧道施工造成了一定的危害，使得姑咱镇黑日至羊厂桥市政道工程施工路段（K0+150～K3+280）高边坡山体出现松动、裂缝、滑坡、滚石，给施工带来了极大的障碍及安全风险。
随着现代隧道越建越长，穿越的地层地质条件也会越来越复杂，这就对隧道工程的设计和施工提出了更高的要求更高的水平。但是近些年中，塌方、地震、岩溶塌陷、涌水和山体变形和支护开裂等地质灾害也对隧道的建设造成了很大的影响。尽管这些问题发生的条件迥异，但是对隧道的施工造成的危害确实类似的。
现如今康定姑咱镇市政道路的隧道施工工程出现的问题主要有：
山体出现松动、裂缝、滑坡、滚石，围岩变形等等也是隧道施工工程中最常见的地质灾害问题。这主要表现为土质松散，破碎围岩体的塌方，软弱和膨胀性岩土体的局部和整体的径向等地方造成大变形和踏滑。塌方是隧道施工过程中最常见的问题之一。
这些灾害的发生主要是由于围岩体的岩性，岩石的表面结构和结构体的特征，除此之外，还和地下水的状况和地应力有着不可分割的密切关系。另外，岩爆问题也是深埋岩石质地隧道在无地下水的条件下经常会发生的问题。岩爆问题主要是脆性围岩体处在高地应力状态下的弹性应变能突然释放而发生的破坏现象，其主要表现为片帮、劈裂、剥落、弹射，这样会更容易引起地震等灾害。
三、隧道施工问题对策
针对康定姑咱镇市政道路工程隧道施工中存在的这些问题，除按设计采用人工挖孔采用护壁桩外，我们也采取了相应的措施进行治理：
1、将已坍落的石方排除路基外，运至弃土场，以免造成废弃物过多造成的隧道施工困难；
2、对高边坡进行增设挡墙防护，避免泥石、滚落以及滑坡，防止除了地质灾害以外造成不必要的人力、物力和财力的损失；
3、对高边坡悬浮石块进行清理，挖除易滑落的石块，并对其进行锚杆网护喷浆；
4、由于道路隧道右侧为甘孜卫生学校和康定三中及居民居住区，因此必须加强对现场的监控，设专人在安全地带对山体进行观察，禁止无关人员在山脚下逗留，驱散无关人员远离现场，施工人员在现场必须戴合格的安全帽，在确认安全的情况下作业；
5、危险地段设置警示标牌、警示带，特别危险的地方要设置专人看守；
6、针对不同的地质灾害问题采取相应的治疗方法和手段，还要同时注重新型技术和方法的采用，加强隧道施工信息的交流和学习，减少类似条件下地质灾害造成的危害；
7、注重隧道施工过程中的施工管理，从上层到基层都要认真了解隧道施工过程中地质灾害问题引起的严重危害程度，严格规范施工的操作，使得工程的建设中的风险能够减小到最低。
除此之外，还应该从别的方面进行加强和预防更多的施工问题的产生。
首先，必须重视施工质量管理，它是隧道项目施工的核心内容，能保证施工的高质量和更多人民的生命健康。这样就需要制定合理的管理制度、明确小组领导、深入施工现场，更应该全面深入的了解施工现场的质量情况，协调好各个部门的工作，加强协作合作。
其次，要注重关键环节。在浇筑混凝土的施工中必须要达到严格规定的要求，特别要注意止水带不能被钉子、钢筋等尖锐物体刺破。并且在发现止水带破裂之后，应即时采取相关措施，注重混凝土的震荡，防止出现气泡。防水层在铺设前，应确认检测喷混凝土层的表面不能有杆头或者钢筋头等尖锐物体的暴露，对局部凹凸不平的部位进行平整，保证混凝土的表面平顺。当喷层表面漏水要及时做好排水工作，防止造成不必要的损失。
最后，应该注重人才队伍的培养。拥有一个好的人才团队和领导队伍是很必要的。因为隧道施工工程的条件很艰苦，而且大型隧道的施工的周期也比较长。因此，隧道施工的质量安全问题就占据了非常重要的地位。一定要高度重视隧道施工人员缺乏专业的训练和能力不高的问题，组织相关技术人员和基层干部认真学习业务技术规范，跟上时代的步伐，及时更新国内外的先进技术，真正掌握设计标准和施工方案，并在此同时，必须保证施工人员的的人身安全问题。
四、总结
我国的经济的迅速发展，带动了交通事业的兴起。因此隧道也越来越多的应用于工程中，这些年的隧道工程已经有了很大的发展。但是在自然面前，无法避免的自然灾害让我们不得不警惕，我们更要正视出现的这些问题，找到关键性的问题以及解决这些问题的关键性解决办法。只有这样，及时的发现问题和解决问题，才能为我国的隧道事业的健康发展作出杰出贡献。
参考文献：
[1]朱汉华，杜谟远. 公路隧道设计与施工新法[M]. 北京：人民交通出版社
[2]叶飞. 公路隧道工程建设质量管理研究[D]. 西安：长安大学，2004
[3]闫天俊，吴立. 现代隧道施工中的常见地质灾害问题及防治. 2003
[4]梁震，左华伟， 杨国齐. 隧道施工常见问题分析[工程技术]
公路隧道地质灾害范文4
关键词：瓦斯隧道；灾害；安全；控制
0引言
随着国家加大对基础设施建设的投入，我国高速铁路、公路建设得到了迅猛的发展，特别是随着我国西部大开发战略的实施，目前我国高速铁路、公路建设正在向西部偏远区域腹地深入。然而在西部山区修建铁路、公路，线路的选择有时候将不可避免地穿越某些含煤层地区。由于瓦斯隧道的危害性，使得目前瓦斯隧道施工难度越来越大[1]。瓦斯灾害是铁路、公路等地下工程建设中最严重的灾害之一[2]，是西部地区工程建设常见的不良地质灾害之一，一旦瓦斯灾害发生极易造成人员的重大伤亡，给企业带来巨大的经济损失[3]。由于瓦斯的危害性，瓦斯隧道在施工期间安全管理难度大、风险大、技术含量高、施工工艺复杂，加强瓦斯事故的防治是瓦斯隧道施工安全技术的重要保障[4]。因此为了确保瓦斯隧道的施工安全，加强瓦斯隧道施工安全防范措施的研究具有重要意义。
1瓦斯的性质及危害性分析
瓦斯是在施工过程中从煤（岩）层内逸出的各种有害气体的总称，主要成分是甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2）、少量的二氧化硫（SO2）和一氧化碳（CO）等。瓦斯的危害性主要体现在两个方面：(1)造成人员窒息。从岩层中逸出的无色无味甲烷，会不断地充满整个隧道空间，从而降低隧道内空气中氧气，当氧气含量降低至一定程度时，就会造成人员的窒息死亡；(2)从岩层中逸出的无色无味甲烷造成燃烧或爆炸。瓦斯在一定的条件下，容易发生燃烧引起火灾，以及出现突然的爆炸事故，产生高温高压的气流形成强大的冲击波，以极快的速度自爆点沿巷道向外冲击，摧毁隧道内设备、造成大量人员伤亡。另外由于煤与瓦斯突出而堵塞隧道，以及燃烧和爆炸产生的浓烟毒有害气体会使人缺氧危机生命，影响隧道的安全生产，甚至造成大量人员伤亡。
2斯隧道施工特点
山区隧道一般利用新奥法原理进行施工，基本都是采取人工开挖钻爆法施工，隧道采用爆破作业后，使得隧道内的瓦斯气体溢漏面急剧增大。在这种情况下，如果洞内通风条件不理想，瓦斯浓度就会迅速地升高，造成瓦斯突涌。另外，由于瓦斯较轻，在隧道顶部、断面变化处、在隧道断面较大、模板台车处，如果此时隧道内的通风不理想，很容易在隧道拱顶形成一个层流区，造成瓦斯的积聚，因此隧道顶部、断面变化处、在隧道断面较大、模板台车处是隧道施工中瓦斯安全防范的重点区域。另外由于施工中施工机械、设备的施工可能产生火源或火花，而一旦隧道内的瓦斯与空气混合到一定浓度时，遇火源或火花就能造成燃烧或爆炸。
3瓦斯隧道施工安全防治措施
3.1做好隧道瓦斯超前预报工作
为确保瓦斯隧道施工安全，应该根据地质构造与瓦斯溢出特点，进行隧道综合超前地质预报。为确保地质预报的准确性，准确地预报隧道掌子面前方围岩构造及瓦斯富集情况，需要通过多种超前探测方法相互验证，以确保准确无误。然后根据地质预报的结果，制定出相应的瓦斯治理方法、确保隧道的施工安全。
3.2加强瓦斯的检测工作
根据以往的瓦斯隧道爆炸事故案例中可以看出，瓦斯隧道爆炸的事故主要原因是在隧道的施工过程中存在瓦斯信息的漏检、漏报、漏处理。因此，为确保瓦斯隧道施工安全，在隧道施工过程中，必须及时、准确地进行瓦斯监测。瓦斯浓度的检测是瓦斯隧道施工的关键环节，为了确保隧道施工安全，必须进行实时监控隧道内的瓦斯浓度和风机的运行状况，以确保洞内的安全。
3.3确保可靠的通风系统
加强隧道内的通风管理，保证瓦斯隧道施工期间不间断通风，是解决隧道内瓦斯浓度不超标的根本措施，也是稀释瓦斯和排烟除尘的主要手段。通风必须按设计和规范要求执行，按照瓦斯防治要求，隧道通风必须配置备用风机、备用电源，同时，必须要保证备用电源或备用风机之间确保自动切换，保持24h连续通风。一旦电源停电时，另一路电源能在10min内启动，保证通风。另外，通风机也应配备专用的变压器、专用线路和专用开关。
3.4施工设备防爆改型
为防止瓦斯隧道内发生瓦斯爆炸等灾害，高瓦斯工区和瓦斯突出工区的电气设备与作业机械必须使用防爆型。瓦斯隧道施工过程中，应对作业机械采用适当的防爆处理。必须要求进入速调内的电气设备必须是煤矿许用的防爆型设备，瓦斯隧道必须使用防爆型机电设备。因此，在隧道施工前，应将通用型机电设备改造为防爆型机电设备。
3.5建立完善的管理制度
完善的安全管理制度是安全生产的基本保障，因此在瓦斯隧道施工前，必须要建立完善的安全管理制度，如隧道的电焊制度、隧道通风制度、瓦斯检查制度、瓦斯隧道入洞登记检查制度等，施工作业人员进洞前，必须经洞口值班人员检查，严禁携带烟草、点火物品或穿化纤衣服进入隧道内。洞内严禁使用白炽灯和电炉等易产生火花的物口。不得从事电、气焊等。出碴车辆采用柴油车或安装尾气排放净化器，防止排放尾气所带来的危险源等。
4结语
瓦斯隧道安全风险高，为确保施工安全，必须加强隧道瓦斯超前预报工作，提前设防；强化通风管理，降低浓度；机电防爆，控制火源；建立完善管理机制；加强瓦斯检测和监控；配备防爆型施工设备，同时还需要提高瓦斯隧道施工管理力度，遵守相关规章制度、发挥人为控制的巨大潜能，是确保瓦斯隧道安全施工的关键。
参考文献：
[1]赵阶勇.铁路瓦斯隧道施工特点及问题探讨[J].隧道建设,2011,31(01):82-87.
[2]莫现叁.跳花坡瓦斯隧道安全设防综合技术研究[J].企业科技与发展,2015(05):61-64.
[3]汤世良.浅谈瓦斯隧道施工安全监理[J].都市科技与企业,2015(05):120.
公路隧道地质灾害范文5
【关键词】隧道;信息化;施工;地质灾害;预警技术;研究
1 引言
随着我国经济的快速发展，我国西部虽然存在着地质背景复杂的特点，但是我国将在西部地区的铁路、跨流域调水、公路等领域修建隧道工程，隧道工程越长与修建面积越宽在技术上困难越多，并且存在着涌水涌泥地质灾害，甚至会发生塌方的灾害，这给施工人员人身安全带来重大灾难，因此，为了确保隧道施工安全减少灾害的发生，施工中超前预报和监控测量工作必须做好，并要求工作人员对隧道信息化施工地质灾害预警技术深入研究，促进施工人员施工中的人身安全保障。
2 隧道信息化施工地质灾害预警技术分析
2.1 综合超前预报方法
在隧道信息化施工地质灾害预警技术中，目前我国已经有很多方法对隧道开挖之前的地质进行探测，一般使用综合超前预报地质分析方法与地球物理方法，而综合超前地质预报方法主要对地质进行考察分析地质中包含的风险，隧道不同地段需要结合隧道地质实际情况运用综合超前预报分析方法采用不同物探的手段对地质情况进行预报，同时，由于预报方法不同的特点，在高风险隧道地质灾害预测中都会使用综合超前预报。地球物理方法主要使用隧道地震探测方法、瞬间电瓷方法、地质雷达探测方法与红外线探测方法等，每一种探测方法都有其优势与不足之处，因此，想要提高预警预报具备良好的准确性，对于隧道信息化综合超前预报技术必须深入研究[1]。
2.2 变形监控测量技术
在隧道信息化施工质量灾害预警技术中，变形监控测量技术是不可或缺的，主要作用是决定隧道围岩与支护结构需要的承载、变形、时间，做好隧道变形监控测量技术不仅可以对隧道施工进行有效指导，还能测量到围岩的动态变化，为围岩衬砌与支护提供了大量信息，并未隧道工程设计和施工积累到一定的技术性资料，隧道施工中会使用到一些精密的仪器，对围岩支护与衬砌所进行的力学行为关系进行测量，测量后对其稳定性给予评估，并对围岩与衬砌的稳定性进行判断，只有这样才能保证施工人员在施工中人身安全，另外，隧道变形监控测量技术主要包括应力应变检测与位移监测，近年来，位移测量技术的进步非常大，正在往全面自动化的方向发展，目前大量应用在隧道施工中，位移测量主要包括两个方面，一方面是水平收敛，一方面是拱顶下沉，研究人员经过不断努力又发明了光纤位移传感器技术，这种技术的灵敏度非常高，但是，也存在一定问题，光纤位移传感器技术在制造技术上难度非常大，并且结构非常复杂，在隧道施工中目前没有普遍对光纤位移传感器进行应用。
3 施工地质灾害超前预警
3.1 地质灾害超前预报系统
在隧道信息化施工质量灾害预警技术中，隧道地质灾害超前预报系统具有非常高的灵敏度，灵敏度可以将地震波成功接受，并转换成信号进行加大处理，当电脑接受到预报系统传达的信号时，会做一定的信号处理，进而形成对相关界面做出反应，其主要反映出隧道的平面与影响点图[2]。另外，一部分信号会被接收器所接受，接收器会把接受的信号用来计算波速，这是地质灾害超前预报系统对于地质灾害进行预报的方法，可以有效对隧道地质灾害进行预警，防止施工人员在施工过程中受到地质灾害的威胁，为施工人员的安全提供一层有效保障，促使隧道建设的成功与高质量施工。
3.2 红外线地质灾害探测
红外线探测仪在隧道地质灾害中起到预测作用，主要是由掌子面向隧道洞口的墙部与拱部按顺序进行测量，每隔固定的距离就要测取一组数据，一共需要测取到十组的数据，当工作人员测取到数据后，由相关专业人员根据测取的数据绘制红外线辐射曲线图，根据曲线图可以分析出隧道前方有无水，同时，红外线场强值和距离掌子面的距离关系图，可以有利于工作人员了解到隧道内温度变化与隧道内含水情况，这对隧道施工而言非常有利，有利于工作人员了解隧道内的相关情况，在施工中根据隧道不同情况采用不同施工方法，即有利于隧道施工的顺利性也有利于施工人员的人生安全，因此，在隧道施工地质灾害预警技术中使用红外线测探仪具有良好的测量效果，起到预警预报的测量作用[3]。
4 隧道地质灾害原因分析
在隧道地质灾害中，一般包括隧道塌方与涌水涌泥地质灾害，隧道塌方事故主要是由于地质情况复杂，包括洞穴内存在破碎灰岩、存在颗粒状碳质页岩、存在黄土夹碎碎灰岩，这些都会引起隧道塌方事故，而涌水涌泥地质灾害主要是由于地下水水位过高，高于隧道底板一定距离，产生的水压非常大，涌水的来源是岩溶裂隙水与断层裂隙水，所涌出来的水也会导隧道坍塌，因此，必须避免这两个种事故的发生，需要技术人员使用隧道地质灾害预警技术对隧道进行勘察，及时了解隧道内的具体情况，避免在施工中发生隧道塌方与涌水涌泥事故，保证施工人员的人身安全。
5 总结
通过以上对隧道信息化施工地质灾害预警技术的分析与研究，可以看出，在隧道施工中想要避免发生地质灾害，必须使用预警技术，对洞穴中的情况进行全面了解，在此过程中，必须使用专用的技术人员与具有一定工作经验的人员，在勘察地质情况时才能保证勘察出的数据具备专业性与科学性，并保证数据具有准确性，为施工人员提供洞穴内的具体情况，施工人员在施工中才能根据不同情况进行不同施工方法，进而保证施工的安全性与有效性，促进我国隧道建设的顺利与施工高质量。
参考文献：
[1] 余修武，余员琴，江珊. 基于无线传感器网络的滑坡地质灾害预警监测系统研究[J]. 南华大学学报（自然科学版）. 2014（01）
公路隧道地质灾害范文6
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申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。 摘 要:在隧道施工中经常遭遇地质灾害,为了保障施工安全,在隧道开挖的同时需要进行超前地质预报。笔者结合山西某隧道中的雷达应用实例,介绍了地质雷达的工作原理及其在隧道超前预报中的应用和技巧。
关键词: 地质雷达; 隧道; 超前预报; 地质灾害
中图分类号： TN95 文献标识码： A 文章编号：
隧道开挖中常常遇到岩溶发育、出现大的空洞，充水或者充泥，有时地下暗河发育；也会遇到构造带，或者岩石破碎，同时地下水发育，这给隧道开挖和建设造成很多困难，同时也给隧道运营造成一定的隐患。因此需要采用一定的手段对这些地质构造和地质灾害进行探测和预报，提前采取措施来排除灾害。 1 地质雷达工作原理
地质雷达俗称探地雷达，它的工作原理为由控制单元向地层发射一组以某一频率为中心的高频电磁波，电磁波在传播的过程中，遇到不同的介质分界面时，一部分电磁波能量会转换成反射波返回地面，另一部分能量则透过界面继续向前传播，再次遇到界面时，又一部分电磁波产生反射返回地面。在电磁波传播的过程当中，当遇到不同的岩层或岩层的节理发育程度不同时，电磁波的反射系数、衰减系数、以及反射波频率是不一样的。雷达天线接收器接收到反射波，并输送到控制单元，将信号进行显示，对电磁反射波所带信息进行分析，就可获得被探地层的层厚、岩层完整性以及岩层含水情况，具体预报原理如图1所示。
地质雷达工作时,利用一个天线发射高频宽频带电磁波,另一个天线接收来自地下界面的反射波。一般来说发射天线和接收天线之间距离都很小,甚至可以合二为一。当地层倾角不大时,反射波的全部路径几乎是垂直地面的,因此也常把接收到反射波的旅行时间称为“双程走时”,在测线不同位置上“双程走时”的变化就反映了地层的构造形态。而通过多条测线的探测,则可了解场地目标体深部的平面分布情况。通过对电磁波反射信号的时频特征、振幅特征、相位特征等进行分析,便能了解地层的特征信息。
点测则是将雷达天线固定在掌子面一点，然后发射电磁波，根据天线接收器采集到的电磁波波形进行具体判断分析。
雷达的探测原理及工作方法见图1 。
图 1 雷达的探测原理及工作方法 2 应用实例
文中数据均来自山西省一条隧道 ,笔者将施工预报中遇到的一些典型雷达图像摘录进行研究与分析。此次探测仪器为美国劳雷公司生产的 SIR - 20 型地质雷达 ,天线主频为 100 M Hz 。 2. 1 岩溶发育的雷达图像
图 2 显示测线掌子面开挖后出露岩层为薄至中厚层状大冶组灰岩 ,层间平直 ,大量粘土充填 ,岩体破碎 ,节理裂隙发育且较多被方解石充填 ,岩体湿润。
图 2雷达实测图像
从图 2 中可见 4～25 m 范围内雷达反射波较强 ,波形杂乱无章 , 存在明显的异常 ,经现场多次测试 ,重复性极好。该地段现场地质情况较差 ,掌子面有大量泥质粘土充填 ,且处于易出现溶蚀的灰岩地段 ,而前方异常区的范围较大 ,结合现场地质情况和雷达反射波图像 ,推断掌子面前方出现溶洞的可能性极高。图 2 所示异常区内波形杂乱 ,相对介电常数不稳定 ,推断该溶洞可能为充填型溶洞 ,且充填物质不均匀。施工单位及时采取了短进尺、强支护等避险措施 ,在后期的开挖中也验证了推断结果 ,避免了事故的发生。 2. 2 裂隙发育的雷达图像
图 3 显示掌子面开挖后出露岩层为中薄 - 厚层状灰岩 ,层间泥质充填 ,底部岩体较破碎 ,节理、裂隙发育 ,拱顶处岩体完整性相对较好 ,掌子面渗水 ,岩体湿 润程度较高。
图 3 雷达实测图像
此次探测深度约为 35 m ,从图 3 中可以明显看出2～20 m 范围内 ,反射波同相轴错断 ,波形较杂乱 ,反射界面不连续 ,局部雷达波振幅较强 ,推断该处节理、裂隙发育 ,岩体较破碎 ,有泥质充填现象 ,且局部岩体的湿润程度较高(即相对介电常数变化较大) ,导致反射波振幅增大。解释结果与现场掌子面出露情况相符 ,并且在进一步的隧道开挖中也得到了较好的验证。 3 结语
超前预报应以现场地质调查、钻孔资料和理论分析为手段重点研究岩溶裂隙发育特征、规律及可能含大流量高压地下水的构造、裂隙发育规律，建立岩溶地下水流域单元识别，给出在隧洞涌水情况下潜在的流域袭夺或越流补给规律，预测潜在涌水点的分布与隧洞施工期和运营期涌水量及其动态变化。
雷达图像具有多解性 ,在后期解释时应与测区实际的地质情况相结合 ,注意排除图像中的干扰因素 ,才能做出合理的推断解释 ,达到准确预报的目的。在隧道开挖过程中 ,掌子面常常参差不齐 ,连续测量时雷达无法贴紧掌子面 ,对后期图像会造成较大的干扰 ,造成解释困难 ,在这种情况下最好选择点测方式 ,如果选用连续测量方式 ,应该尽量对掌子面进行清平。 参考文献
[1] 薄会申. 地质雷达技术实用手册[ M ] . 北京:地质出版社 ,2006.
