項(xiàng)目2　隧道工程地質(zhì)環(huán)境

項(xiàng)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(cuò)綜復(fù)雜，隧道工作者的任務(wù)就是要針對(duì)不同的地質(zhì)條件采取相應(yīng)的施工措施建成隧道。只有摸清和正確預(yù)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(xué)目標(biāo)

1.能力目標(biāo)

（1）能夠識(shí)讀隧道施工縱斷面圖，提出相關(guān)專業(yè)問題；

（2）隧道施工中，能夠根據(jù)圍巖級(jí)別采用相應(yīng)的施工方法和支護(hù)類型。

2.知識(shí)目標(biāo)

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

（2）了解地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的內(nèi)容和方法；

（3）掌握我國(guó)現(xiàn)行的圍巖分級(jí)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(guān)案例——隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

隧道工程設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)文件。大量的隧道工程建設(shè)實(shí)踐表明，由于地質(zhì)勘察精度、經(jīng)費(fèi)等諸多條件的限制，根據(jù)地質(zhì)勘察資料做出的設(shè)計(jì)與實(shí)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(zāi)害也時(shí)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(duì)隧道掌子面前方地質(zhì)條件（情況）進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，是提前采取預(yù)防措施、避免災(zāi)害發(fā)生或在一定程度上減少因?yàn)?zāi)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(shè)計(jì)各階段對(duì)隧道地質(zhì)背景（條件）進(jìn)行的地質(zhì)調(diào)查和勘探是對(duì)隧道地質(zhì)條件的預(yù)估和預(yù)評(píng)價(jià)。對(duì)地質(zhì)條件單一的短隧道，這一工作已足以滿足設(shè)計(jì)與施工所需，無須在施工期實(shí)施超前預(yù)報(bào)工作，或只需在施工階段采用地質(zhì)法進(jìn)行常規(guī)地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。

近年來隨著隧道工程技術(shù)的進(jìn)步，隧道修建越來越長(zhǎng)，在復(fù)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(fù)雜，因此，對(duì)隧道進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，特別是施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)顯得尤為重要。

1.南昆線康牛隧道斷層預(yù)報(bào)

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(jìn)口。

探測(cè)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(jìn)入斷層影響帶，圍巖穩(wěn)定性差。

采用HSP聲波反射法探測(cè)，確定測(cè)試掌子面前方3.34m和0.94m（測(cè)試點(diǎn)至反射界面的垂距）存在兩反射界面。根據(jù)斷層產(chǎn)狀進(jìn)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(cè)試掌子面8.2m（DK555+793.7），第二反射面在隧道軸線上距測(cè)試掌子面10.63m（DK555+796.13），考慮到斷層產(chǎn)狀變化，預(yù)報(bào)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(cè)預(yù)報(bào)

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(zhǎng)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(jìn)口正洞掘進(jìn)至DK354+361.5，在進(jìn)行超前水平鉆探過程中，發(fā)生鉆孔涌水涌砂，最大射程達(dá)30m左右，淤積物為粉細(xì)砂，淤積厚度達(dá)2m多，長(zhǎng)度100余米。為確定掌子面前方巖溶發(fā)育狀況，采用HSP法進(jìn)行了超前探測(cè)預(yù)報(bào)。

通過該案例可知，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，確保隧道施工安全的一項(xiàng)重要工作。HSP聲波反射法探測(cè)是一種先進(jìn)的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的方法，除此之外，還有其他超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法。通過該項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，可以掌握隧道施工需要的相關(guān)工程地質(zhì)知識(shí)。