项目2　隧道工程地质环境

项目描述

隧道是埋置在地层中的工程建筑物，地层情况千差万别、错综复杂，隧道工作者的任务就是要针对不同的地质条件采取相应的施工措施建成隧道。只有摸清和正确预知隧道周围的水文地质和工程地质条件，才能正确选择工程措施，安全、优质、快速、不留后患地修建隧道。

教学目标

1.能力目标

（1）能够识读隧道施工纵断面图，提出相关专业问题；

（2）隧道施工中，能够根据围岩级别采用相应的施工方法和支护类型。

2.知识目标

（1）了解铁路隧道工程地质调绘的内容及勘探、测试工作要求；

（2）了解地质超前预报的内容和方法；

（3）掌握我国现行的围岩分级的方法；

（4）掌握围岩压力的类型及其分类、围岩的成拱作用、影响围岩压力的因素。

相关案例——隧道超前地质预报

隧道工程设计的基本依据是地质勘察资料，而隧道施工的依据主要是设计文件。大量的隧道工程建设实践表明，由于地质勘察精度、经费等诸多条件的限制，根据地质勘察资料做出的设计与实际不符的情况屡有发生，由此而来的隧道洞内塌方、涌水、涌泥、涌沙、岩爆、瓦斯爆炸等灾害也时有发生，从而给隧道施工造成极大的危害。因此，在隧道施工期间，采用各种技术、手段和方法对隧道掌子面前方地质条件（情况）进行及时准确的预测，是提前采取预防措施、避免灾害发生或在一定程度上减少因灾害造成的损失，保证隧道施工安全的需要。

一般而言，隧道在勘察设计各阶段对隧道地质背景（条件）进行的地质调查和勘探是对隧道地质条件的预估和预评价。对地质条件单一的短隧道，这一工作已足以满足设计与施工所需，无须在施工期实施超前预报工作，或只需在施工阶段采用地质法进行常规地质预报工作。

近年来随着隧道工程技术的进步，隧道修建越来越长，在复杂地质条件下修建的隧道也越来越多，所遇到的隧道工程地质问题越来越复杂，因此，对隧道进行地质超前预报，特别是施工期地质超前预报显得尤为重要。

1.南昆线康牛隧道断层预报

隧道地质平、剖面图表明，地表DK555+860处断层走向与隧道轴线呈38°交角，断层倾向进口。

探测隧道掌子面（DK555+784.5）地质调查表明，掌子面岩体破碎，已进入断层影响带，围岩稳定性差。

采用HSP声波反射法探测，确定测试掌子面前方3.34m和0.94m（测试点至反射界面的垂距）存在两反射界面。根据断层产状进行断层在隧道掌子面前方位置校正，第一反射界面在隧道轴线上距测试掌子面8.2m（DK555+793.7），第二反射面在隧道轴线上距测试掌子面10.63m（DK555+796.13），考虑到断层产状变化，预报DK555+793.7～DK555+798.06为主干断层，DK55S+798.06～DK555+807为断层影响带（岩体破碎）。

隧道施工开挖揭示，DK555+793.5～DK555+808.5为主干断层，DK555+808.5～DK555+825为断层影响带（岩体破碎）。

2.渝怀线圆梁山隧道DK354+361.5掌子面前方岩溶发育分布探测预报

圆梁山隧道深埋高水位富水区主要位于毛坝向斜范围。向斜段地下岩溶形态主要为溶蚀（构造）裂隙、溶孔、溶槽及溶洞。主要地层为嘉陵江组、大冶组、长兴组、吴家坪组、茅口组、栖霞组。由于各层的岩性不同，岩溶发育程度各异，其富水性差别亦较大。

2002年4月23日，进口正洞掘进至DK354+361.5，在进行超前水平钻探过程中，发生钻孔涌水涌砂，最大射程达30m左右，淤积物为粉细砂，淤积厚度达2m多，长度100余米。为确定掌子面前方岩溶发育状况，采用HSP法进行了超前探测预报。

通过该案例可知，超前地质预报是复杂地质环境下，确保隧道施工安全的一项重要工作。HSP声波反射法探测是一种先进的超前地质预报的方法，除此之外，还有其他超前地质预报方法。通过该项目的学习，可以掌握隧道施工需要的相关工程地质知识。