隧道勘察中围岩工程地质的重要性

【摘要】随着我国社会的不断发展以及经济技术的不断提高，我国的隧道工程施工技术水平也随之提高，尤其是隧道勘察技术的进步对于我国的经济发展以及我国的基础建设都有着十分重要的作用。隧道的建设与围岩的稳定性是密切相关的，围岩的稳定性不仅影响着隧道的选址、结构、施工措施和方法以及隧道的衬砌形式，更影响着我国隧道的建设和发展，因此围岩工程的地质条件与围岩的稳定性紧密相关。隧道的挖掘过程必须从设计规划初期开始就要将围岩工程的地质调查放在首要位置，确保隧道施工过程中的安全性支护结构的稳定性以及竣工后隧道运营的顺畅性。本文主要对隧道勘察中围岩工程地质的地质调查以及地质的重要性进行了详细的分析。

【关键词】隧道；勘察；围岩工程；地质条件

引言

隧道勘察是隧道工程建设重要前提条件，隧道勘察不仅影响着隧道的路线选择，更影响着隧道的长期运营、关系着我国交通建设的发展。隧道勘察的主要目的是为了能够确定隧道的施工位置、方法以及支护结构、衬砌类型等技术设计方案，隧道勘察必须对所处范围内的地形地貌状况、地质条件、地下水的分布及水文水量等环境情况进行勘察，尤其是对隧道的施工位置的工程地质条件要进行仔细分析，对于围岩的稳定性熟悉了解，为隧道的施工路线选择以及全程施工资金预算提供科学依据和重要保障。由于隧道所处的地质条件复杂，且断面大、隧道长，所以隧道的施工过程中的不良地层容易引起塌方、涌水等危险，加之围岩地层又具有不可见性和复杂性的特点，都给施工增加了难度系数和危险系数。因此，隧道勘察中对围岩工程地质的详细调查和分析对后期隧道的设计和施工具有十分重要的作用。

一、隧道施工前勘察设计工作重点

在进行隧道设计施工前，应先获取各种详细资料对施工做到确切的了解，所以需要对设计规划范围进行调查和分析，例如地形地貌特征、地质条件、环境气候、施工条件等方面的调查，分析有关资料和经验总结，广泛深入的获取重要的资料，为隧道的设计规划以及维护管理做好充分的准备。

（一）文献资料的收集和整理

文献资料的收集和整理主要是对隧道施工所处的相关地形地貌、工程地质、水文地质、气象条件、环境灾害等资料进行收集和整理，做好详细的规划和设计。

（二）地形地质调查

地形的调查关系到隧道的施工路线的设计，选取最优路线，是施工的重要前提；地质调查主要是关系到实际地质条件是否符合隧道施工的结构稳定性，例如是否存在活动断裂，大型破碎带和滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用的调查工作。

二、隧道勘察中围岩工程地质的重要性

（一）围岩工程地质对隧道的重要性

工程地质条件不是一成不变的，它是随着环境的改变以及区域的不同而发生变化，这不仅关系到隧道的前期施工，更关系到竣工后隧道的运营和养护。本节主要从以下三个方面讨论围岩工程地质条件对隧道的重要性。

1.岩体结构及种类

岩体的种类复杂多样，不同种类的岩体结构也不同，特别注意花岗岩、凝灰岩、千枚岩、片岩、板岩、泥岩、页岩等。很多岩体受环境影响较大，例如泥岩、页岩受风化影响较大，时间久了便会形成深度风化甚至变为花风化土，沿断层风化且存在于岩体内部的断层难以发现，风化带的宽度也不相同。另外，岩石的种类及发生的物理化学风化对于隧道的选址和后期的施工都会带来不同程度的影响，因此必须把施工地段的基本岩体种类和结构以及特殊地质条件进行详细调查，以防出现额外的经济损失。

2.地质构造

地质构造方面主要是隧道的建设必须避开活动断裂带以及断层破碎带，尤其是含水量丰富的破碎带地区，如若无法避开，则需令隧道与破带垂直或大角度斜交通过，并及时做好支护以及排水措施，防止出现塌方、破碎带出现水涌等安全事故。所以在隧道勘察中除了采用必要勘察手段外，还要采用工程地质测绘、工程物探相配合的勘察手段。对可能存在断裂或大型破碎带的地段要重点调查，必要时应进行专题研究。

（二）围岩工程地质对隧道施工的影响

随着科学技术的不断发展和经济水平的不断提高，隧道的施工工艺以及施工的设备和器械都在不断的更新和进步，多样化、复杂化的施工工艺不仅提高了隧道工程的质量，也加强了隧道施工的安全性以及环保性。

随着技术的不断进步，传统的钻爆法施工已经逐渐趋于成熟且相对于TBM技术有着自身的优势，例如：隧道施工地段的围岩种类繁多，而钻爆法可以不受隧道断面尺寸、形状的限制以及不良地质条件的限制和约束，适用于多种条件；设计方案在施工过程中会随着地质条件的变化而不断调整，传统钻爆法的施工工艺可随之灵活变化；随着时间的持久，技术人员已经积累丰富的施工经验，有着自身完整的工程工艺，技术娴熟；有一定的经济性。另一方面，钻爆法也有自身的缺陷和不足，例如施工工序繁琐多样，且各工序相互干扰性较强，开挖速度迟缓；安全性较低，工人在环境恶劣的条件下劳动强度较大；对地层的扰动影响较大，超欠挖现象尤为严重，极易引发岩爆等围岩稳定性问题。

（三）围岩工程地质对隧道衬砌类型及材料选择的重要性

隧道在长期深埋在地下时，其周围的围岩会对衬砌产生一定的压力，还会约束衬砌变形，因此，衬砌的断面类型、材料和厚度等都要根据围岩的状况经过衬砌计算来决定。

1.衬砌材料

混凝土、钢筋砼的整体性、密实性、抗渗性较好，能够有效防止围岩松动产生的透水现象；喷射混凝土密实性较高，能够快速的封闭围岩裂隙，密贴于岩石表面能够起到封闭岩石缝隙的作用；锚杆是用机械方法加固围岩的一种材料，在围岩松动时可以利用锚杆支护进行防护。

2.衬砌类型

①直墙式衬砌：这类衬砌类型主要是用于垂直围岩压力为主要计算荷载、水平围岩压力很小的情况。

②曲墙式衬砌；主要是为了抵抗较大的水平压力，另外在地基条件较差时还可设置仰拱来避免衬砌沉陷。

③复合式衬砌：此类衬砌是结合以上两种传统衬砌方法、对初期支护进行现浇混凝土二次衬砌。

④圆形断面隧道：隧道可以利用圆形或近似圆形的断面来抵抗膨胀性围岩压力，且断面可以使用掘进机进行挖掘。

⑤矩形断面隧道：采用沉管法进行施工时，断面形式为矩形。在一般的软土地区，可以采用矩形断面隧道在不能抵御较大水平推力的区域，另外，举行断面隧道的利用率较其他而言相对较高，且城市隧道使用较广泛。

结语

总的来说，隧道勘察中的围岩工程地质条件对隧道的设计和后期的施工具有十分重要的作用。主要在隧道选址、施工、运营以及后期维护等方面都有着决定性的作用，而且围岩的地质条件对隧道周围的环境也有一定的影响。随着社会的不断发展，人们普遍提倡的绿色施工、绿色运营也受到了施工方的重视，而隧道的施工建设正可以充分体现可持续发展战略，另外，围岩工程地质则决定了隧道勘察设计的好坏，因此，隧道勘察中围岩工程地质对隧道的建设具有十分重要的作用，对我国工程建设的发展具有长远的意义。

参考文献

[1]张健儒. 山岭隧道软弱围岩工程地质特性及施工对策[J]. 隧道建设，2014，08：749-753.

[2]肖广智，李齐闵，王三星. 中铁隧道勘测设计院有限公司铁路工程地质世纪成就回顾[J]. 铁道工程学报，2005，S1：47-52.

[3]钱伟平. 乌鞘岭隧道建成的思考和对规范修编的建议[J]. 铁道标准设计，2010，S1：32-35+73.

[4]贾社康. 浅谈镇安隧道围岩工程地质条件评价[J]. 华北国土资源，2010，03：55-57.

[5]曹柏树. 复杂岩溶地区长大隧道工程地质勘测及评价[J]. 铁道勘察，2004，01：37-40.

[6]朱浮声，李立新，万明富. 大跨度浅埋隧道岩体的工程地质研究[J]. 沈阳建筑大学学报（自然科学版），2006，02：237-241.