在隧道掘进过程中,地质灾害可能会对工程的进度、安全性和经济性造成严重影响。以下是一些常见的地质灾害及其原因、危害和防控措施:
1. 塌方
- 原因:围岩强度低、结构面发育、地下水作用、施工方法不当等。
- 危害:可能导致人员伤亡、设备损坏、工期延误,增加工程成本。
- 防控措施:加强支护,合理选择施工方法,进行超前地质预报和监控。
2. 突水突泥
- 原因:穿越富水地层、断层破碎带、岩溶通道等,地下水压力大。
- 危害:造成施工人员伤亡,淹没隧道,损坏设备,影响施工进度。
- 防控措施:排水措施、超前探测、合理选择施工工艺。
3. 岩爆
- 原因:高地应力条件下,岩石储存了较高的弹性应变能,在开挖卸荷过程中突然释放。
- 危害:可能会导致岩石碎片飞射,对施工人员和设备造成伤害。
- 防控措施:释放地应力、采用先进的掘进技术。
4. 瓦斯突出
- 原因:穿越含瓦斯地层,如煤层。
- 危害:引起爆炸和火灾,威胁人员生命安全。
- 防控措施:通风、瓦斯监测、瓦斯排放。
5. 岩溶塌陷
- 原因:隧道揭露溶洞,溶洞顶部岩石支撑力不足。
- 危害:可能导致地面下沉、建筑物损坏。
- 防控措施:超前探测、填充溶洞、加强支护。
6. 软岩大变形
- 原因:软弱围岩在高地应力作用下产生较大的塑性变形。
- 危害:使隧道支护结构变形、开裂,影响隧道稳定性。
- 防控措施:采用适当的支护形式,监测和调整支护参数。
7. 高地温
- 原因:深部地层的地热作用。
- 危害:影响施工人员身体健康,降低工作效率,对设备也可能产生不利影响。
- 防控措施:通风降温、人员轮班作业。
8. 有害气体
- 原因:如硫化氢、一氧化碳等,可能来自地层或施工过程中的化学反应。
- 危害:对施工人员的生命健康造成威胁。
- 防控措施:通风、气体监测。
9. 地面沉降和塌陷
- 原因:隧道施工过程中,如果上覆土层较薄或者土体较为松散。
- 危害:可能会引起地面沉降或塌陷,影响地面建筑物和设施的安全。
- 防控措施:地质勘察、合理选择施工方法、及时监测和处理。
10. 冻融循环
- 原因:在寒冷地区的隧道施工中,冻土的冻融循环。
- 危害:可能会导致隧道结构和周围岩土体的稳定性问题。
- 防控措施:保温措施、合理安排施工时间。
11. 渗漏和涌水
- 原因:隧道施工中遇到含水层或者地下水丰富的地层。
- 危害:大量的水涌入隧道不仅会阻碍施工,还可能导致设备损坏和人员伤亡。
- 防控措施:排水系统、超前探测、封堵措施。
因此,为了减少地质灾害的影响,在隧道掘进前需要进行详细的地质勘察,施工过程中加强超前地质预报和监控量测,采取合理的施工方法和支护措施。工程团队通常会在施工前进行详细的地质勘察,评估潜在的风险,并在设计和施工过程中采取相应的措施,如加强支护、排水、监测和预警系统等。在极端情况下,可能还需要改变隧道的路线或者采用特殊的设计和施工技术来应对特定的地质问题。