深埋隧洞中的巖溶地基工程地質(zhì)問題及地基處理

[關(guān)鍵詞]深埋隧洞 巖溶地基 施工 地質(zhì)問題 地基處理 

　　深埋隧洞的地質(zhì)條件復(fù)雜，主要分布著碳酸鹽巖和砂頁巖，這樣就導(dǎo)致了地貌單元的特征明顯不同，因此在開挖施工中受到條件的限制，容易出現(xiàn)一系列的地質(zhì)問題，不僅影響了開挖的質(zhì)量和效率，而且容易引發(fā)相應(yīng)的安全問題，給人們造成了較大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，這就需要對地基進(jìn)行相應(yīng)的處理，為深埋隧洞的巖溶地基施工創(chuàng)造一個安全穩(wěn)定的環(huán)境。 

　　1深埋隧洞中巖溶地基工程中的地質(zhì)問題 

　　深埋隧洞中的巖溶地質(zhì)條件復(fù)雜，各種因素共同影響著地基的穩(wěn)定，在巖溶地基工程中，存在著多種地質(zhì)問題，主要包括以下幾個方面： 

　　1.1圍巖穩(wěn)定問題 

　　圍巖的穩(wěn)定問題是深埋隧洞中巖溶地基工程中常見的問題之一，主要是指在開挖的過程中由于受到圍巖變形失穩(wěn)而引發(fā)的塌方、巖爆以及收斂變形等問題。 

　　首先，巖體的結(jié)構(gòu)破壞失穩(wěn)引發(fā)的地質(zhì)問題。在深埋隧洞的巖溶地基工程施工中，巖體的分布是呈層狀的，導(dǎo)致強(qiáng)度較低且初始地應(yīng)力較低，進(jìn)而導(dǎo)致圍巖在開挖時的穩(wěn)定性較低，，極易引發(fā)失穩(wěn)變形。圍巖出現(xiàn)變形失穩(wěn)主要是受到層面、斷層、裂隙的控制，進(jìn)而在重力作用下出現(xiàn)塌落、滑移、松動以及收斂等變形破壞。對于碳酸鹽巖洞段的圍巖而言，其穩(wěn)定性較強(qiáng)，圍巖的變形失穩(wěn)僅僅發(fā)生在斷層和溶洞等圍巖松散的地段，其塌方也多集中在大的斷層破碎帶上。 

　　其次，巖體強(qiáng)度破壞引起的失穩(wěn)，主要分為復(fù)雜巖失穩(wěn)和溶洞充填物失。在深埋隧洞的地質(zhì)工程施工中，溶洞分為無填充、半填充和全填充等類型，且填充物多為碎石和粘土，其結(jié)構(gòu)松散且強(qiáng)度較低，這樣在進(jìn)行開挖施工時容易引發(fā)失穩(wěn)問題。 

　　1.2巖溶地基穩(wěn)定問題 

　　一般而言，深埋隧洞除了會出現(xiàn)圍巖失穩(wěn)問題而導(dǎo)致塌方外，還會出現(xiàn)地基沉陷和巖溶滲透問題。在深埋隧洞中，溶洞的填充物多是粘土夾雜碎石或者是粉砂碎石塊，因此呈半固結(jié)狀態(tài)，其整體強(qiáng)度低，結(jié)構(gòu)松散，容易出現(xiàn)架空的問題，這就對深埋隧洞的開挖造成了很大的困難。 

　　1.3巖溶涌水問題 

　　巖溶涌水問題也是影響深埋隧洞工程施工的一個關(guān)鍵問題，重要是因?yàn)樗矶磧?nèi)分布著大量的碳酸鹽巖，地表多為溶蝕洼地，甚至出現(xiàn)溶蝕裂隙，加上充沛的雨水，形成了大量的隧洞暗河，特別是在雨季容易出現(xiàn)隧洞的暗河涌水，進(jìn)而加大的外水的壓力。 

　　1.4外水壓力問題 

　　在深埋隧洞的地基工程施工中，容易遇到外水壓力的問題，對地基的穩(wěn)定造成了嚴(yán)重的威脅。首先，是地下水位因素，在枯水期，地下水位的凸峰和凹槽是相間出現(xiàn)的，前者洞壁干燥，僅僅出現(xiàn)少量的滲水，后者多為巖溶的暗河洞段。在暴雨時期，地表巖溶的封閉地就轉(zhuǎn)化為積水坑，地表的水在洼地內(nèi)匯聚，進(jìn)而集中滲透給地下水，導(dǎo)致隧洞在短時間內(nèi)出現(xiàn)地下水位升高的現(xiàn)象。 

　　1.5巖爆問題 

　　由于深埋隧洞的埋深度大，多達(dá)幾百米，且隧洞的圍巖多是高儲能體，再加上深埋隧洞復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，容易出現(xiàn)巖爆問題。在隧洞發(fā)生巖爆以后，洞壁的圍巖出現(xiàn)破碎，進(jìn)而對施工安全構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。 

　　2深埋隧洞中巖溶地基工程中地基處理 

　　在深埋隧洞的巖溶地基工程施工中，上述的地質(zhì)問題嚴(yán)重的影響了施工的進(jìn)步和質(zhì)量，并對施工安全構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅，因此需要采取有效的措施對巖溶地基工程中的地基進(jìn)行有效處理。 

　　首先，要加強(qiáng)對深埋隧洞的地質(zhì)勘查，了解其地形構(gòu)造以及巖溶的主要特征，進(jìn)而為后期的地基處理提供有力的依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。其次，要根據(jù)不同的地質(zhì)問題采取有針對性的措施，就圍巖失穩(wěn)問題而言，需要結(jié)合不同巖洞段的特征進(jìn)行地基處理，對碳酸鹽巖洞段的失穩(wěn)處理需要從填充物著手，主要的方法有掛網(wǎng)噴錨鋼支撐法、回填混凝土開挖鋼支撐法以及混凝土鎖口支護(hù)法，對于砂頁巖洞段的地基處理，需要結(jié)合砂頁巖的特征，采用錨桿、噴錨、鋼支撐以及混凝土襯砌或者是進(jìn)行組合的方式進(jìn)行處理，進(jìn)而提高圍巖的穩(wěn)定性，避免安全事故的出；巖溶地基的處理方式主要為：地基置換、加強(qiáng)襯厚、特殊結(jié)構(gòu)（板梁、拱橋、樁基等）及高壓固結(jié)灌漿；對于巖溶涌水問題主要是通過疏通、堵塞、排出以及引導(dǎo)的方式，避免涌水對隧洞地質(zhì)工程施工的阻礙；為了預(yù)防外水壓力對隧洞地基的影響，需要加強(qiáng)對外水壓力數(shù)據(jù)的收集，并根據(jù)外水壓力數(shù)據(jù)設(shè)置相應(yīng)的排水支洞并采取加強(qiáng)襯厚和高壓固結(jié)灌漿的方式；為了減少巖爆問題，保證地基的穩(wěn)定性，需要對弱巖爆洞段，采用在洞壁噴冷水和噴漿錨桿支撐處理，并對強(qiáng)烈?guī)r爆洞段，采用噴錨、掛網(wǎng)噴漿、打應(yīng)力釋放孔等綜合處理或鋼肋支撐等措施。 

　　此外，考慮到深埋隧洞的地質(zhì)特點(diǎn)，一般避免采用樁基和拱橋的剛性基礎(chǔ)處理方式，而是結(jié)合溶洞的直徑數(shù)據(jù)，進(jìn)行插錨、然后進(jìn)行一定深度混凝土的深填、并對鋼筋混凝土的底板進(jìn)行澆筑，上部采用管梁結(jié)構(gòu)，使荷載較均勻地分布在較分散的“支撐”巖體上，從而較好地避免局部地基承載力不足的問題，最后對地基巖體進(jìn)行高壓固結(jié)灌漿處理以提高溶蝕碎裂巖體的強(qiáng)度。 

　　3結(jié)束語 

　　總之，深埋隧洞的地質(zhì)條件復(fù)雜，在地基施工過程中容易出現(xiàn)一系列的地質(zhì)問題，為了保證施工的進(jìn)度和質(zhì)量，確保施工人員的生命安全，對地基進(jìn)行處理是非常有必要的。因此在深埋隧洞進(jìn)行地質(zhì)工程施工以前進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘查，收集充足的數(shù)據(jù)，為地質(zhì)問題的預(yù)測以及工程處理方案的制定提供參考和依據(jù)，同時結(jié)合不同的地質(zhì)問題進(jìn)行相應(yīng)的地基處理。 

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