针对铁路隧道工程的地质现状问题分析.doc

1、针对铁路隧道工程的地质现状问题分析【摘 要】在铁路隧道选线和工程地质勘察中, 广泛采用物探、地质调查和钻探相结合的综合地质勘探方法, 往往会收到良好的效果。本文通过工程实例把我们运用综合地质勘探法的情况过分析的基础上,探讨了该隧道的岩溶、断层状况以及地下水文条件等，旨在为提高铁路隧道工程的地质勘探效果。 【关键词】铁路隧道；地质勘探；岩溶；地质状况 中图分类号：U45 文献标识码： A 引言 随着我国国民经济发展迅速，高速铁路、高速公路、城市轨道交通等工程大规模地建设，长大隧道数量也越来越多。作为隐蔽工程的公路隧道、铁路隧道、矿山隧道、输水隧道等在施工过程中，由于前方地质情况不明，经常会因遇到

2、断层、破碎带、暗河、高地应力等不良地质体而导致塌方、泥石流、涌水、岩爆冒顶等地质灾害发生。这些灾害的出现往往会影响施工进度，造成人员伤亡，给施工单位、国家和人民带来严重的经济损失。有些隧道不仅延伸很长，而且深埋于山体中。对于这些埋藏很深的长隧道，由于其前期的地勘工作受到技术水平和经费的限制，因而在施工前不可能查清隧道围岩的地质情况。随着隧道工程施工的逐步深入，其安全隐患会一一暴露出来。这时需要在施工过程中采取有效方法，对前方不良地质灾害进行准确的预报，以便及时地修正开挖和支护设计方案，避免施工事故发生。 综合地球物理测井技术在其它勘探领域(炭、石油、矿产等)应用较为广泛，在铁路勘探中近年来才开

3、始应用。当今新建铁路中长大隧道越来越多，隧道勘察也越发的重要，隧道勘察包括钻探、物探等勘探方法。综合测井技术和孔中电视物探方法能够在钻探的基础上提供更多的地质信息，为地质隧道围岩的分级、地下水的活动提供有力的数据支持，提高综合勘察的精度。 2、本研究对象的工程概况 本工程对象以成昆线的某隧道为例，该隧道与大渡河大桥首尾相连。在确定标高时，出现互相矛盾的情况。该隧道希望在地质较好的地层中穿过，工程容易，造价低。但大渡河水深流急，水下施工困难，工期十分紧迫。经过认真分析权衡，认为大桥工程艰巨，是控制工期的重点，是困难的主要方面，因而最后决定把高程放在对大桥有利的高程上，而该隧道只好从一层沙卵石层中

4、穿过。如此，虽然隧道施工增加了一些困难，但是，以后的实践证明，从整体利益考虑，这样的安排是合理的。 3、工程地质问题及评价 3.1 隧道平面位置的选择 垭口是选定越岭隧道线路方案的控制点。因此，应根据线路走向及地形条件选择可供越岭的垭口。选择越岭垭口时，可由面到线，由线到点，由近而远，由低而高，寻找可能穿越的各个垭口进行研究。一般利用小比例尺的航测照片或地形图根据线路的方向和克服高程的不同要求及条件，进行大面积纸上选线，而后对这些方案进行同等的调查研究，特别是区域工程地质的调查、测绘，查清区域性构造与线路的关系，地质条件与隧道的关系。除了考虑平面位置以外，还要考虑垭口两端沟谷的分布情况和台地的

5、开敞程度，主沟高程是否相差不大和沟谷是否靠近，以便设计必要的展线。 随着我国隧道设计与施工技术水平和施工机械化程度的逐步提高，为使铁路运量满足和适应国民经济发展的需要，在技术可行，经济合理的条件下，应充分认识越岭长隧道方案的优越性，并可通过慎重比选确定。 3.2 地质断层情况 在一般情况下，隧道进洞以前，总要有一段引线路堑。当路堑深度达到一定程度时就开始进洞。因此，决定洞口位置实质上就是决定从引线路堑转为隧道最适宜的转换点。隧道洞口位置选得恰当，隧道和路堑的安全稳定程度就高，总的造价也最合理。反之，选择得不恰当，就会产生路堑边坡坍塌、崩解，隧道上方的仰坡滚石掉块，危及行车安全。必要时，还得花较

6、多的费用接修明洞。所以，洞口的位置应审慎比较而决定。 隧道平面是指隧道中心线在水平面上的投影，显然是越直越好。因此，在可能的情况下，隧道平面线形应尽量采用直线或大半径曲线，避免小半径曲线。这是因为曲线隧道建筑限界需加宽，净空尺寸相应加大，增加了开挖和衬砌的工程量；列车在曲线隧道内运行，空气阻力加大，抵消了部分机车牵引力，并使洞内通风条件恶化；列车在曲线隧道行驶，产生的离心力使钢轨磨耗严重，增加了线路维修工作量。在此带中分布的地层为奥陶系安山岩、志留系千枚岩夹板岩、三叠系砂岩夹页岩及薄层煤、加里东期侵人闪长岩及各断层带中的构造碎裂岩、泥砾岩等。主断层带有断层泥、断层角砾岩、强烈压碎石英岩、泥质砂

7、岩、泥质细砂岩组成。 3.3 岩溶状况 (1)岩溶地区铁路隧道的主要水文地质工程地质问题有：岩溶水的侵袭；位于隧道顶部的洞穴充填物坍塌和位于隧道底部充填物基础松软或洞穴顶、底板的稳定性，巨大岩溶空洞使隧道悬空。至于尺寸小于隧道断面的一般小洞穴，虽然经常碰到，但较易处理，不是主要问题。 (2)铁道工程特别是隧道工程最迫切需要了解和解决的是地下岩溶的位置和规模，以便选择线路和建筑物的合理位置。岩溶发育是有一定规律的。通过地质、地貌方法，在岩溶地区的铁路选线中，是可能避开那些岩溶发育较强、危害较大的地段，而选择岩溶发育相对较弱、危害较小的地段通过，以确保工程的稳固。这就是避重就轻，绕避与整治相结合的

8、选线原则。 3.4 岩爆性质 岩石破碎及岩石中的纵向裂隙所引起的视电阻率异常比声波速度异常更明显；但在低阻背景下，岩石破碎及岩石中的横向裂隙所引起的声波速度异常比视电阻率异常明显。二种方法综合应用可从不同的物性角度解释异常，再结合其它方法，可提高了异常解释的可靠性。岩爆频繁，先是响声，并伴有薄片状，在硬质岩中随着时间的延续，将产生大块剥离。爆破后 2h 内，掌子面岩爆频繁，多为薄片，有脆裂响声，在致密岩层中，有闷雷响声。 4、隧道施工水文地质状况分析 铁路隧道或地下结构位于地层之中，使它在设计、施工以及使用的诸多方面有着和地面结构很不相同的特点。一类如光照、通风差，温度、湿度比较稳定，少受地面

9、自然、人为因素的影响等，这些是显而易见的，而且和所处怎么样的地层关系不大。另一类所呈现的特点则和地层的地质性状密切相关，称之为地质环境。地质环境对建筑物的重大影响表现于多方面，其中最为普遍、最为显著的是地层在开挖过程中的稳定性。地层稳定性程度的差异将直接决定地下建筑不同的支护结构设计和施工方法。正因此，如何把握地层(也称岩体，包括土体在内)的性状及对工程的影响，一直是地下工程学科内容的重要组成。由于浅埋，岩溶发育、断裂及裂隙交错，地表水与地下水相互串通，地下水极为丰富。根据岩性、构造对富水程度区划分为弱富水区、中富水区与强富水区。 岩体或地层被挖开以前，一般说总是稳定的，但在开挖过程中及开挖以后，由于原有平衡被打破，岩体性状发生变化，人们直接观察到的即是大部分岩体或迟或早将出现或大或小的坍落，有的洞壁还会发生明显的内挤位移，这是修筑隧道经常会遇到的问题。 5、结语 在系统、深入地质工作的基础上，选择合理的隧道平、纵断面位置是规避和减少隧道灾害的基本前提，但是，随着隧道工程施工的逐步深入，需要在施工过程中采取有效方法，对前方不良地质灾害进行准确的超前预报，以便及时地修正开挖和支护设计方案，避免施工事故发生。通过结合工程实例，提出隧道地质问题及状况进行探讨，为同类工程提供参考借鉴。