管道地質(zhì)災(zāi)害防治精選(九篇)

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第1篇：管道地質(zhì)災(zāi)害防治范文

[關(guān)鍵字]地質(zhì) 滑坡 崩塌 應(yīng)急方案 應(yīng)急措施

[中圖分類號] P5 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-4-215-2

0 前言

2011年9月下旬，陜西省遭遇強(qiáng)降水，10市1區(qū)受災(zāi)，受災(zāi)縣（區(qū)、市）達(dá)92個，受災(zāi)人口217.86萬人，因?yàn)?zāi)死亡28人。其中商洛市商州區(qū)2人、洛南縣1人。西安～商州天然氣輸氣管道K1403～K1414樁段商州市麻街嶺鎮(zhèn)麻街嶺北坡中流村東側(cè)山體滑坡。導(dǎo)致西商線此段管道局部彎曲變形，天然氣商州市輸氣中斷。

1 K1403～K1414段地質(zhì)環(huán)境背景

1.1 地形地貌

K1403～K1414管線敷設(shè)地段屬剝蝕山區(qū)低中山地貌單元與丹江河谷階地過渡地帶，海拔一般在750～1200m，相對高差200～300m。溝谷多呈 “V”型，坡度一般在30～50°，斜坡多被第四系殘坡積物覆蓋，植被較為發(fā)育。

1.2 氣象、水文

管線區(qū)地處秦嶺山區(qū)暖溫帶濕潤氣候區(qū)。多年均降水量768.3mm。降水夏季314.1mm，多大雨，暴雨；秋季降水量225.2mm，占年降水量的31.15%，多連陰雨。2011年9月降水量資料未收集到。管線北側(cè)河流為丹江，常流量為24.5m3/s，年平均徑流量13.5×109m3。丹江在洪水期水深5～5.5m，流速5.5～6m3/s；常水期水深1.5～2m，流速1.2m3/s；枯水期水深0.5～1m，流速0.5～0.7m3/s。

1.3 地層巖性

元古界（Pt）寬坪群（Pt2kn）：管線沿線主要巖性為綠簾綠泥片巖、鈉長綠簾陽起片巖、綠簾綠泥陽起片巖，主要分布與管線北段；硅質(zhì)條帶（紋）大理巖、條帶狀石英大理巖、透閃大理巖為主，夾石英巖分布于管線南段。地層產(chǎn)狀與坡向一致，屬順向坡。第四系全新統(tǒng)（Qh）沖洪積層（Qhal+pl）：分布于丹江河谷階地區(qū)。巖性下部為砂、礫卵石，松散狀，厚數(shù)米，不穩(wěn)定，上部為黃棕、褐黃色粉質(zhì)粘土，厚數(shù)米。坡積、殘積層（Qhdl+el）：分布于坡體表層，巖性為粘性土、含碎石粘性土、碎石土，松散或可塑狀，厚度變化大，厚數(shù)米，為本區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的主要易崩易滑體，此次的天然氣管線破壞多與此有關(guān)。

1.4 水文地質(zhì)特征

本次地質(zhì)災(zāi)害形成與上層滯水關(guān)系密切。上層滯水是存在于包氣帶中局部隔水層（片巖、片麻巖）之上的重力水。主要補(bǔ)給來源為大氣降水。上層滯水接近地表，受氣候、水文條件影響較大，故水量不大而季變化強(qiáng)烈。坡度較陡的地段，大部分降水以地表徑流方式流走，因而不易形成上層滯水。但在坡度較緩處，尤其是能匯集雨水的洼地，卻最易于形成上層滯水。上層滯水的動態(tài)主要決定于氣候、隔水層的范圍、厚度、隔水性等條件。由于滑坡地段屬順向坡，強(qiáng)降水期對邊坡穩(wěn)定性影響大，是此次管線地段滑坡地質(zhì)災(zāi)害形成的主要誘因

1.5 巖土體類型及特征

巖體：按巖石強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、建造將巖體分為堅(jiān)硬巖、較堅(jiān)硬巖、較軟巖三類。①堅(jiān)硬巖類：主要為深變質(zhì)石英巖，以元古界寬坪群為主，巖性較為復(fù)雜，為薄層～中厚層結(jié)構(gòu)，力學(xué)強(qiáng)度高，具良好的工程地質(zhì)性質(zhì)。②較松軟的片麻巖組：巖性主要為片巖，巖體結(jié)構(gòu)類型多呈層狀結(jié)構(gòu)，由于巖層較為古老，構(gòu)造活動強(qiáng)烈，導(dǎo)致巖石較為破碎，節(jié)理、裂隙發(fā)育。③軟弱片狀淺變質(zhì)巖組：區(qū)內(nèi)局部出露，巖性以千枚巖為主，千枚狀結(jié)構(gòu)，力學(xué)強(qiáng)度低，片理發(fā)育，各向異性明顯，抗風(fēng)化侵蝕能力差，遇水軟化，全風(fēng)化～強(qiáng)風(fēng)化帶厚數(shù)米～數(shù)十米，風(fēng)化巖體呈碎片狀。該套巖體既是區(qū)內(nèi)易滑體，也是殘坡積層滑坡的滑動接觸面。

土體：按照工程地質(zhì)特性劃分為粘性土、卵礫類土、砂礫土、碎石土四類。①粘性土：分布于丹江河谷階地區(qū)及局部坡體表層，土質(zhì)不均。②卵、礫類土：分布于丹江漫灘和河床地段，巖性以砂卵石為主，夾含礫粉砂、粉土、粉質(zhì)粘土等透鏡體。以均一結(jié)構(gòu)為主，松散，滲透性強(qiáng)，中密～密實(shí)，分選差，承載力中等，抗沖蝕力弱，工程地質(zhì)性質(zhì)一般。沖積砂礫③土和砂：巖性疏松，中密，厚度不穩(wěn)定，承載力中等或偏小，易被沖蝕，工程地質(zhì)性質(zhì)較差。④碎石土：主要覆蓋于斜坡凹地或堆積于溝谷坡腳地帶，厚度變化較大，粒度大小混雜，含有機(jī)質(zhì)，孔隙度高，結(jié)構(gòu)疏松，承載力低，穩(wěn)定性差，工程地質(zhì)性極差，是該區(qū)堆積層滑坡的主體。

1.6 人類工程活動

312國道公路建設(shè)，切坡、開挖坡腳，形成高陡邊坡，一定程度上破壞了原有坡體的穩(wěn)定性，使原本穩(wěn)定邊坡力學(xué)平衡被破壞，穩(wěn)定變?yōu)椴环€(wěn)定，為滑坡的形成提供了基礎(chǔ)條件

2 地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀及穩(wěn)定性、危險(xiǎn)性預(yù)測評價(jià)

經(jīng)現(xiàn)場實(shí)地調(diào)查，確定天然氣輸氣K1403～K1414樁段調(diào)查區(qū)有地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)5處，其中滑坡點(diǎn)3處，崩塌2處。

2.1 滑坡

H1滑坡，位于麻街嶺鎮(zhèn)中流村東側(cè)，即原始管道沿丹江河灘地敷設(shè)至土地廟穿越312國道，沿國道右側(cè)擋土墻向山頂敷設(shè)段，北側(cè)為312國道及丹江，坐標(biāo)：X=3756920、Y=37393700。

滑坡所處微地貌為陡坡，上部坡度約30°，下部約50°，前緣因修建312國道人工開挖形成的高陡邊坡，坡面植被以草地、灌木為主。滑坡在平面上呈半圓形，滑坡體高程介于794～850m，長120m，寬70m，厚2～3m，體積約2.1×104m3，屬小型堆積層滑坡，滑向13°。滑坡體組成物質(zhì)下部為片巖強(qiáng)風(fēng)化碎塊石，粒徑一般為5～10cm，最大50cm，結(jié)構(gòu)松散。上部為含碎石粘土，碎石含量10%～15%，粒徑一般為0.5～3cm，呈可塑～軟塑狀態(tài)。下伏元古界寬坪群片巖，為順向坡。滑坡體與下伏基巖接觸的風(fēng)化帶為滑面。滑坡誘發(fā)因素為強(qiáng)降水。致使原輸氣管道受損，停止運(yùn)營。該滑坡已滑方量約500m3，后緣滑壁高1.1～2.0m，坡面出現(xiàn)多條弧形拉張裂縫及剪切裂縫，最長約80m，錯坎高60～80cm，裂縫寬20～60cm，現(xiàn)狀穩(wěn)定性差。在強(qiáng)降雨及人工擾動等因素作用下可能發(fā)生滑動，威脅下部312國道、車輛行人的安全，危害較嚴(yán)重，危險(xiǎn)性大。

H2滑坡，該滑坡位于麻街嶺鎮(zhèn)郭家堂村312國道南側(cè)，坐標(biāo)：N：X=3756500、Y=37393980。滑坡所處微地貌為緩坡，上部坡度約25°，下部約20°，坡面開挖耕種，前緣因修建312國道人工開挖形成高陡邊坡，植被覆蓋差。滑坡在平面上呈舌形，高程802～1050m，長500m，寬150～250m，厚2～5m，體積約35×104m3，屬中型堆積層滑坡，滑向15°。滑坡體組成物質(zhì)為粘土。下伏元古界寬坪群石英巖。滑動面為碎石土與下伏基巖接觸面。修路切坡，在降水因素影響下局部變形，產(chǎn)生多個次級滑體，出現(xiàn)錯坎及拉張裂縫，現(xiàn)狀穩(wěn)定性差，可能發(fā)生再次滑動，威脅312國道車輛行人的安全，危害較嚴(yán)重，危險(xiǎn)性中等。

H3滑坡，該滑坡位于麻街嶺鎮(zhèn)郭家堂村312國道南側(cè)，坐標(biāo)：X=3756570、Y=37394360。滑坡所處微地貌為陡坡，坡度約40°，坡面植被以草地為主，覆蓋差。滑坡在平面上呈半圓形，高程805～920m之間，長200m，寬120m，厚1～3m，體積約4.8×104m3，屬小型堆積層滑坡，總體滑向335°。滑坡體組成物質(zhì)為碎石土，土石比約2：8，碎石粒徑一般為2～10cm，最大20cm，結(jié)構(gòu)松散。下伏元古界寬坪群石英巖。滑面為滑坡體與下伏基巖接觸面。滑坡體前緣緊鄰溝道，野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)滑坡體中下部有新近滑塌跡象。該滑坡現(xiàn)狀穩(wěn)定性較差，在強(qiáng)降水作用下可能發(fā)生滑動，無威脅對象，危害較輕，危險(xiǎn)性小。

2.2 崩塌

該區(qū)段共發(fā)現(xiàn)崩塌災(zāi)害點(diǎn)2處，多發(fā)育于坡度大于60°的破碎邊坡地帶（人工高邊坡附近），節(jié)理、裂隙發(fā)育，規(guī)模為小型，分述如下：B1崩塌：該崩塌位于312國道南側(cè)人工邊坡體，坐標(biāo)：X=3757040、Y=37393780。崩塌體所處地貌單元為低中山，位于斜坡下部，高程介于797～817m，寬80m，高20m，厚3～4m，體積0.56×104m3，屬小型巖質(zhì)崩塌，崩向16°。崩塌體局部已發(fā)生崩塌，崩落石塊規(guī)模為5×4×3m3。崩塌體組成物質(zhì)為元古界寬坪群石英巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，中等風(fēng)化，產(chǎn)狀16°∠46°。因修路爆破取石，斬坡，坡體較陡，坡面下部基巖，植被破壞。該崩塌體現(xiàn)狀穩(wěn)定性較差，主要威脅下部312國道及過往行人安全，危害程度中等，危險(xiǎn)性中等。B2崩塌：該崩塌位于312國道石咀廟橋南側(cè)溝道西側(cè)坡體，坐標(biāo)：X=3756940、Y=37393970。崩塌體所處地貌單元為低中山，高程介于805～835m，寬120m，高10～30m，厚2～3m，體積0.6×104m3，屬小型巖質(zhì)崩塌，崩向108°。崩塌體局部已發(fā)生崩塌，崩落方量約15m3。崩塌體組成物質(zhì)為元古界寬坪群石英巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，中等風(fēng)化，產(chǎn)狀30°∠36°。坡體陡峭，坡面基巖，植被差。該崩塌體現(xiàn)狀穩(wěn)定性較差，無威脅對象，危害程度輕，危險(xiǎn)性小。

綜上，管線沿線主要地質(zhì)災(zāi)害為滑坡、崩塌。滑坡地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)共3處，均為殘坡積滑坡，其中2處為小型滑坡，1處為中型滑坡，現(xiàn)狀穩(wěn)定性差2處，較差1處，危險(xiǎn)性大1處（H1），危險(xiǎn)性中等1處（H2），危險(xiǎn)性小1處（H3）；崩塌災(zāi)害點(diǎn)2處，現(xiàn)狀穩(wěn)定性均較差，危險(xiǎn)性中等1處，危險(xiǎn)性小1處。

3 應(yīng)急處置方案

根據(jù)野外現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀，結(jié)合設(shè)計(jì)院管線敷設(shè)有關(guān)規(guī)程，針對天然氣輸氣管道K1403～K1414樁段特提出如下三套應(yīng)急處置方案。

方案一，管道沿河灘地敷設(shè)，于土坡前東溝村小橋涵洞處穿越312國道，接著沿國道右側(cè)敷設(shè)至山前沿目前山體較為穩(wěn)定的地段上山，于原K90+100樁處和現(xiàn)有管道碰頭。改線起點(diǎn)為東溝村北側(cè)土坡前管道，改線終點(diǎn)為原K90+100里程后出，推薦方案一管道長度約634m。管線末段通過該滑坡體中后部，原管線K1403～K1414樁段通過H1滑坡體。由于該滑坡后緣裂縫發(fā)育，穩(wěn)定性差，該方案必須對滑坡進(jìn)行有效地工程治理后，才能保證輸氣管線運(yùn)營安全，治理滑坡H1需要采取削方卸載，坡腳支護(hù)等，費(fèi)用相對較高，而且需要辦理林地征用等手續(xù)，工程期限較長。

方案二，管道沿河灘地敷設(shè)，穿過土坡后繼續(xù)沿312國道和丹江河漫灘地敷設(shè)，于前側(cè)615m處經(jīng)312國道小拱橋涵洞底穿越國道，爬山敷設(shè)與現(xiàn)有管道碰頭。改線起點(diǎn)為施工改線頂管穿越312國道左側(cè)前，改線終點(diǎn)為原FS532樁，推薦方案二管道長度約為1170m。線路西距H1約300m，不受其影響。該方案沿線基巖，無滑坡，巖質(zhì)崩塌規(guī)模小，工程治理費(fèi)用低，但管線敷設(shè)過程中施工難度相對較大。

方案三，方案三沿用方案二思路，管道在穿過土坡后繼續(xù)沿312國道和丹江河漫灘地敷設(shè)，于前側(cè)郭家堂村前頂管穿越312國道，爬山敷設(shè)與現(xiàn)有管道1414樁碰頭。改線起點(diǎn)為施工改線頂管穿越312國道前，改線終點(diǎn)為原設(shè)計(jì)FS534樁，管道長度約為2640m。線路西距H1滑坡約700m，但受H2、H3滑坡影響，且線路長度大，費(fèi)用相對較高，但施工方便。

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)合三方案對比，改線方案二安全性高，合理，經(jīng)濟(jì)可行。推薦應(yīng)急處置方案二為首選方案。

管道沿河灘地敷設(shè)，以原1403樁為起點(diǎn)，沿丹江河漫灘地敷設(shè)，于前側(cè)615m處經(jīng)312國道石咀廟橋底涵洞處穿越國道，爬山敷設(shè)與現(xiàn)有原管道，管道長度約為0.95km。

該方案經(jīng)過嚴(yán)格的勘察設(shè)計(jì)，采取可行的建設(shè)方案及必要的工程措施治理后，建設(shè)場地基本適宜工程建設(shè)。

第2篇：管道地質(zhì)災(zāi)害防治范文

Abstract： The groundwater in karst tunnel is one of the main causes of geological disasters in the tunnel. Scientific and reasonable method of groundwater prevention and control is the basis of ensuring construction safety. Based on the practical engineering， this paper introduces the basic principles and engineering countermeasures of the treatment of groundwater in karst tunnels， and puts forward some suggestions for the treatment groundwater in karst tunnels.

關(guān)鍵詞： 隧道；地下水；防治

Key words： tunnel；ground water；control

中圖分類號：TU46 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）12-0140-03

0 引言

造成隧道工程地質(zhì)災(zāi)害的重要因素就是巖溶與地下水，高壓富水巖溶地層是經(jīng)過地表層水以及地下水在補(bǔ)給、滲漏 、循環(huán)以及徑流過程中，可溶性巖層受到了物理破壞作用和化學(xué)物質(zhì)溶解，使之形成了一種特殊性的地質(zhì)環(huán)境。隧道穿越高壓富水巖溶地層，由于地下水的滲透性和對巖層的侵蝕作用，極易發(fā)生涌水、突泥、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害，也造成了對地下水資源的浪費(fèi)。如何解決富水巖溶隧道災(zāi)害防治和對地下水的有效利用問題，是亟待解決的技術(shù)難題。本文依托工程實(shí)踐，應(yīng)用超前預(yù)報(bào)、超前鉆孔、超前帷幕注漿及地下水引流利用技術(shù)，解決了上述問題，以期對類似工程提供參考。

1 工程背景

滬昆客專貴州段5標(biāo)中鐵十七局承擔(dān)DK593+466.41～DK623+941，該項(xiàng)目施工任務(wù)共30.520km。全長20761m，管段內(nèi)共12.5座隧道。屬云貴高原剝蝕―溶蝕低中山、低山丘陵和高原盆地地貌，沿線主要位于云貴高原及邊緣過渡地帶。巖性主要是灰?guī)r、白云巖類可溶巖，板巖、泥巖、砂巖、頁巖及煤系地層相間分布，局部地段有玄武巖分布。不良地質(zhì)主要有巖溶，且?guī)r溶發(fā)育。線路穿越可溶性碳酸鹽巖地層，地下形態(tài)主要是溶洞、落水洞等。地下水入滲條件較好，主要為巖溶裂隙水，在開挖過程中經(jīng)常遇見地下巖溶洞穴、溶洞以及巖溶裂隙水等，并伴隨著突水、突泥，且出水點(diǎn)多而分散。其中以茅坪山隧道涌水最為嚴(yán)重，最大涌水量可達(dá)到72200m3/d。地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)極大，巖溶水防治是隧道工程施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2 溶洞水處理的基本原則

在溶洞處理過程中應(yīng)本著"方案合理、結(jié)構(gòu)安全、保持水土環(huán)境、施工易操作、工程成本低"的原則，確保隧道通過巖溶地段時順暢安全。對于巖溶水的處理原則主要采用排堵結(jié)合、以排為主、帶水施工，二襯施工時對隧道結(jié)構(gòu)防排水進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)施工的處理方法，部分地段采用超前帷幕注漿堵水方式進(jìn)行處理。

3 巖溶水預(yù)防技術(shù)

對于已探明的巖溶區(qū)域，為保證隧道施工的安全性，主要是以預(yù)防為主，常用的巖溶預(yù)防措施主要有地質(zhì)預(yù)報(bào)與超前鉆孔、超前支護(hù)、短進(jìn)尺與弱爆破、信息管理等措施。

3.1 地質(zhì)預(yù)報(bào)與超前鉆孔結(jié)合運(yùn)用

由于隧道地質(zhì)復(fù)雜，必須未雨綢繆，在正式施工前掌握隧道地質(zhì)情況，即在管理實(shí)施中納入超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，根據(jù)設(shè)計(jì)文件有關(guān)資料，在隧道施工前利用TSP、紅外探水、地質(zhì)雷達(dá)及地質(zhì)素描等手段對掌子面實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，以查明溶洞的分布范圍、類型情況（大小、有無水、溶洞是否在發(fā)育中及有無充填物）、巖層的穩(wěn)定程度和地下水流情況（有無長期補(bǔ)給來源，雨季水量有無增長）等。在施工時根據(jù)地質(zhì)預(yù)報(bào)資料并結(jié)合現(xiàn)場情況采用超前地質(zhì)水平鉆孔手段進(jìn)一步探明前方巖溶地質(zhì)，盡量摸清其分布及發(fā)育的狀態(tài)和規(guī)模，由此來判斷其產(chǎn)生的危害性及影響程度，從而決定下一步的施工預(yù)防和技術(shù)措施。

施工時利用超前水平地質(zhì)鉆機(jī)對開挖前進(jìn)方向進(jìn)行30～60m的鉆探，一般可按照斷面大小布設(shè)3～6個孔，拱頂及拱_盡量都布設(shè)鉆孔，鉆機(jī)鉆孔時要固定牢固，不得隨意擺動。在巖溶高發(fā)地段，必要時結(jié)合風(fēng)鉆進(jìn)行5m超前鉆孔，對洞身前方進(jìn)行全方位空間探測，探孔成放射形布設(shè)。

3.2 超前帷幕注漿

當(dāng)探明前方為可溶巖與非可溶巖接觸帶、斷層破碎帶及向斜核部地段時，根據(jù)地質(zhì)預(yù)報(bào)資料，預(yù)測水壓大于1.5MPa，涌水量難以控制，開挖后圍巖無法自穩(wěn)極可能產(chǎn)生嚴(yán)重突水突泥地段，采用超前帷幕注漿。注漿鉆孔的布置，應(yīng)綜合考慮多項(xiàng)因素，包括鉆孔作業(yè)要求、毛洞斷面大小、含水層分布情況、巖溶（巖層裂隙）發(fā)育情況、單個注漿鉆孔的作用范圍、注漿段長、注漿范圍等，超前預(yù)注漿注漿鉆孔宜長短結(jié)合并呈傘形輻射狀布置，施工中則應(yīng)根據(jù)具體情況適當(dāng)調(diào)整。帷幕注漿孔口布置圖見圖1，注漿縱斷面布置見圖2。

開挖后先對掌子面進(jìn)行壓漿固結(jié)，以增加掌子面的穩(wěn)定性。壓漿采取全斷面超前帷幕注漿，加固范圍掌子面及開挖輪廓線外5m～8m，鉆孔深度30m，注漿壓力0.5～3.0MPa。漿液擴(kuò)散半徑為2.0～3.0m，注漿方式采取前進(jìn)式分段注漿，分段長3m～5m，即鉆進(jìn)3m～5m，注3m～5m。注漿材料采用水泥單液漿或水泥水玻璃雙液漿。采用定量定壓相結(jié)合方式進(jìn)行注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)控制。結(jié)束注漿的標(biāo)準(zhǔn)是注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓，但是注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量的80%以上，只有達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)，才能結(jié)束注漿。注漿參數(shù)見表1。

4 隧道地下水利用

對于失水地區(qū)可以采用設(shè)置洞口集水池收集涌水，安裝多級泵，通過抽水向蓄水池送水，失水村落分別修建蓄水池進(jìn)行輸水。以茅坪山隧道為例，對隧道地下水的引流方案如圖3所示。

地下水的再利用方法施工流程如下：施工準(zhǔn)備――調(diào)查隧道仁屎先誦蠹骯喔仁褂盟源――“生活飲用水水源水”水質(zhì)分析檢驗(yàn)――測量水量――測繪布管路線位置及高程――施做集水池（與壓力池及蓄水池可同時施做）――布設(shè)管道（泵房建設(shè)可同時施做）――安設(shè)水泵――初始調(diào)整――正常運(yùn)營。地下水利用方案的關(guān)鍵在于：

①掌握了隧道區(qū)域水文地質(zhì)和環(huán)境特點(diǎn)，即反坡隧道施工、大型充填溶洞、斷層巖溶角礫巖等區(qū)段隧道施工涌水安全風(fēng)險(xiǎn)大；巖溶地下水難以和不宜水封堵，區(qū)域地面居民生活及生產(chǎn)的地下水資源施工流失風(fēng)險(xiǎn)大。

②根據(jù)本富水巖溶隧道反坡施工情況，設(shè)計(jì)并制訂了隧道常規(guī)和最大涌水位置的反坡排水總體方法和設(shè)備選型配套，并在隧道底部具有落水洞處研發(fā)應(yīng)用了浮力自動啟閉單向排水裝置，可減少按裝隧道排水設(shè)施，降低工程費(fèi)用及耗能。

③根據(jù)復(fù)雜巖溶地質(zhì)區(qū)巖溶地下水不宜封堵、區(qū)域環(huán)境地下水資源流失敏感的特點(diǎn)，采用洞內(nèi)巖溶裂隙地下水豐富區(qū)隧道洞內(nèi)側(cè)邊鉆井集水、引水洞、洞外引水管等措施，解決地表居民生活和灌溉用水，形成流失地下水的再利用方法。

5 結(jié)論與建議

茅坪山隧道在施工過程中未發(fā)生一起安全事故，巖溶水的防治方案科學(xué)合理，保障是隧道施工質(zhì)量和進(jìn)度。對防治方案總結(jié)如下：①超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)合超前鉆孔是指導(dǎo)隧道巖溶水防治的基礎(chǔ)，其預(yù)測精細(xì)化程度直接關(guān)系到巖溶水處置方案的效果。②超前帷幕注漿對巖溶水具有一定隔斷、封堵作用，工程應(yīng)用效果顯著。③對于特殊地理環(huán)境，要充分探查水文地質(zhì)情況，在施工過程中對巖溶水的處置方案要充分考慮地下水的引流、地下的局部匯聚等特殊因素，防治地下水對鐵路后期運(yùn)營造成安全隱患。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁小平，駱文.試論六盤山特長隧道地下水問題[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2016（05）：48-49.

第3篇：管道地質(zhì)災(zāi)害防治范文

關(guān)鍵詞：隧道；施工；復(fù)雜地質(zhì)；處理措施

0引言

山區(qū)隧道施工因地形、地質(zhì)條件復(fù)雜多變極易發(fā)生不良地質(zhì)災(zāi)害，導(dǎo)致在施工過程中，出現(xiàn)一系列的施工難題，會不同程度地對隧道穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅，使施工無法滿足設(shè)計(jì)的要求，滿足實(shí)際工程的需要，甚至?xí)绊懙剿淼赖陌踩┕ぃ绕涫菚o跨度大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的中長隧道的施工帶來很大難度。因此在不良地質(zhì)段進(jìn)行施工時，應(yīng)充分對地質(zhì)情況做嚴(yán)格的勘察，根據(jù)不同的地質(zhì)情況，依據(jù)每一種地質(zhì)條件的特點(diǎn)，制定相應(yīng)的解決方案，逐個擊破。

1工程概況

由我司施工的茅臺高速壇廠隧道位于貴州仁懷市，隧道全長2080，高速公路雙幅設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)行車速度120km/h。

2地質(zhì)情況分析

該隧道位貴州仁懷市；途經(jīng)瓦斯地層帶，巖溶地段，石膏地層帶，松散地層帶，斷層破碎帶以及容易發(fā)生滑坡的地段，其地質(zhì)情況非常復(fù)雜，需要結(jié)合相關(guān)地形，對每一種地質(zhì)情況的特點(diǎn)進(jìn)行具體分析，并分別采取相應(yīng)措施來處理，以保證施工質(zhì)量。

3施工的要點(diǎn)以及主要內(nèi)容

3.1 施工要點(diǎn)

1)隧道施工時一定要做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，從而為施工提供指導(dǎo)。

2)隧道在遇到特殊地質(zhì)施工時，不能生搬設(shè)計(jì)文件，要保持巖變我變的原則，依據(jù)實(shí)際情況確定出合理施工方案。

3)隧道在遇到溶洞時，遇水采取以堵為輔、以排為主的施工方法。無水地段可采用填堵、跨越、繞行的方法。3.2主要內(nèi)容

1)確定隧道圍巖的類型，提出與之相匹配的支護(hù)方案；

2)對各種地質(zhì)情況能夠進(jìn)行準(zhǔn)確辨認(rèn)、以及對其造成危害可能性進(jìn)行評估，并提出防治對策；

3)根據(jù)相應(yīng)的地質(zhì)條件，提出與之相匹配的施工方法和施工工藝，并認(rèn)真組織施工。

4各種不良地質(zhì)的處理措施

4.1瓦斯地層

隧道穿越煤層和煤礦開采時的隧道不同，瓦斯隧道一般僅穿過一兩處煤層，特別是陡傾角的煤層穿越厚度只有幾米，連同煤系地層也不過幾十米隧道穿過時，如果洞內(nèi)瓦斯含量過高，很容易遇火引起爆炸

該隧道局部為低瓦斯隧道，施工過程中應(yīng)當(dāng)做好通風(fēng)、防突、防暴及瓦斯檢測工作，設(shè)置消防設(shè)施；對瓦斯工區(qū)進(jìn)行鉆爆作業(yè)時，采用濕式鉆孔，炮眼封泥不嚴(yán)或不足不得進(jìn)行起爆；該隧道通過便攜式瓦檢儀，以方便在施工時注意做好檢測工作。襯砌采用全封閉結(jié)構(gòu)，選用氣密性混凝土，及時封堵施工縫。同時在灌注過程中，做好加壓封堵工作。

4.2巖溶地段隧道設(shè)計(jì)

巖溶由于可溶性巖層在受水的化學(xué)和機(jī)械作用時，產(chǎn)生的各種溝槽、裂隙及空洞，以及由于空洞的頂部塌蓓使地表產(chǎn)生陷穴，洼地等現(xiàn)象和作用。常用的處理溶洞的方法，有“引、堵、越、繞”等，與此同時還要加強(qiáng)襯砌支護(hù)。

1)遇到暗河或有水溶洞時，宜排不宜堵。最好是通過各種方法，將水排出洞外。當(dāng)巖溶水流的位置在隧道頂部或高于隧道頂部時，通過相應(yīng)的工程手段，將水位降低到隧底標(biāo)高以下，再進(jìn)行排出。

2)對已停止發(fā)育、跨徑較小、無水溶洞，可以根據(jù)實(shí)際情況，采用混凝土、漿砌片石或干砌片石予以回填封閉；或加深邊墻基礎(chǔ)，加固隧道底部。當(dāng)隧道拱頂部有空溶洞時，根據(jù)相應(yīng)的破壞情況，采用各種加固手段，如果需要，可依據(jù)實(shí)際情況注漿加固，并加設(shè)隧道護(hù)拱及拱頂回填進(jìn)行處理。

3)當(dāng)隧遭底部遇有較大的溶洞并有水流時，可在底部砌筑圬工支墻，支承隧道結(jié)構(gòu)，并通過設(shè)置相應(yīng)管道，把水排出。

4)如果施工過于困難，或者是不經(jīng)濟(jì)，可根據(jù)實(shí)際情況，采取迂回導(dǎo)坑繞過溶洞，繼續(xù)進(jìn)行隧道前方施工，并同時處理溶洞，以加快施工效率。

4.3石膏地層

4.3.1 超短臺階的開挖

根據(jù)實(shí)地環(huán)境，如果可以，可以采用人工開挖或鉆爆法結(jié)合人工開挖，依據(jù)“減少擾動、屏蔽環(huán)境、及時封閉”的施工原則進(jìn)行開挖。

4.3.2 初期支護(hù)。

初期支護(hù)按“抗讓結(jié)合、以抗為主、限制放壓”的原則設(shè)置，按柔性、及時、多次的支護(hù)思路，將高強(qiáng)、早強(qiáng)、以及大變形材料和構(gòu)件熔入初期支護(hù)之中。同時對于隧道拱墻，采用自進(jìn)式錨桿，仰拱采用中孔注漿錨桿，形成鋼管鋼架、超前注漿小導(dǎo)管、錨桿和噴混凝同作用的聯(lián)合支護(hù)。

4.3.3 排水與通風(fēng)。

嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范，做好排水工作，避免積水和漫流，保持圍巖干燥；同時加強(qiáng)通風(fēng)，降低洞內(nèi)濕度和溫度。

4.4松散地層

1)在爆破之前，將超前錨桿或小鋼管打入巖層，同時末端支承在格柵拱架上。

2)對于空隙較大的松散地層，采用超前小導(dǎo)管注漿法通過。首先將鋼管頂入，然后再對圍巖的空隙進(jìn)行注漿，使圍巖形成一個整體，從而增加穩(wěn)定性。

3)及時進(jìn)行噴錨支護(hù)，必要的時要做襯砌。

4.5斷層破碎帶

本隧道穿越多條斷層破碎帶，因?yàn)樵摰囟蔚刭|(zhì)條件比較差，圍巖級別一般為V級。同時由于該地段地下水較多，應(yīng)采用較強(qiáng)的支護(hù)形式并結(jié)合完善的輔助施工措施、以保證施工質(zhì)量和施工安全。設(shè)計(jì)時，由于斷層破碎帶支護(hù)結(jié)構(gòu)松散荷載較大，二次襯砌均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。進(jìn)行隧道施工時，開挖前，首先采用超前錨桿或者是超前注漿小導(dǎo)管，對掌子面前方巖體進(jìn)行預(yù)支護(hù)，然后坍再進(jìn)行開按，以保證施工安全；對于地下水特別多的地段，事先應(yīng)當(dāng)做好封閉處理，以防止各種突然發(fā)生的災(zāi)害。

4.6滑坡

1)如果滑坡為坡殘積土沿基巖頂面滑動，并且滑坡后基巖，且處暫時穩(wěn)定狀態(tài)，則一般不會再惡化，如果此邊坡不高，最好采用路塹的方式。注意抗滑樁和擋護(hù)的結(jié)合，同時還要與各種排水設(shè)施配合，做好排水工作。

2)如果滑坡沿開挖臨空的坡腳滑出，滑面隨開挖深度而變化，則地質(zhì)情況比較差，最好不要修隧道，可以考慮使用明洞。

3)如果由于開挖，水的滲入，造成以前的滑坡再次滑動，產(chǎn)生順層推移式的滑坡，最好在滑體上部進(jìn)行減載，再配合回填反壓，同時還要在滑體下部增加抗滑力。

4.7腐蝕性地下水

隧道進(jìn)入灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r地段后，經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，在很多地方，地下水具有腐蝕性，主要有分解類弱腐蝕和結(jié)晶類中等腐蝕兩種情況。可能會降低隧道襯砌結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、縮短隧道襯砌結(jié)構(gòu)的使用年限。其原因主要由于可溶性灰?guī)r的巖性造成，腐蝕的類別又與灰?guī)r的種類及地下水的作用有關(guān)。經(jīng)研究列出如下處理措施，列于下表1

表1腐蝕性地下水防護(hù)措施表

5效果檢查

為檢查對各種不良地質(zhì)情況的處理效果，依據(jù)相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，對各種情況進(jìn)行抽樣檢查，經(jīng)過監(jiān)測結(jié)果表示，以上處理方法能夠很好地治理相應(yīng)的地質(zhì)難題，而且有效地限制了圍巖的變形，取得了非常好的效果，值得大力推廣。

6結(jié)束語

第4篇：管道地質(zhì)災(zāi)害防治范文

關(guān)鍵詞：長輸管道；建設(shè)工程；安全管理

中圖分類號： C93 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

石油石化行業(yè)的快速發(fā)展促使長輸管道建設(shè)項(xiàng)目逐漸增多，然而長輸管道建設(shè)項(xiàng)目的增多，此時長輸管道建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量問題逐漸涌現(xiàn)出來。因此施工部門要從長輸管道建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際情況出發(fā)，考慮到工程所處的地質(zhì)條件、氣候環(huán)境等因素，制定合理的、切實(shí)可行的方案來保證長輸管道建設(shè)工程的整體質(zhì)量。

一、天然氣長輸管道建設(shè)工程管理概述

（一）天然氣長輸管道建設(shè)工程管理的實(shí)質(zhì)

通俗的講，天然氣長輸管道建設(shè)工程管理的實(shí)質(zhì)就是指天然氣長輸管道建設(shè)施工企業(yè)依靠必要的制度與手段，在天然氣長輸管道建設(shè)工程施工的過程中，對施工工程的各項(xiàng)費(fèi)用的消耗進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督和管理的一種活動。天然氣長輸管道建設(shè)工程管理作為天然氣長輸管道建設(shè)施工企業(yè)管理的核心，其工程項(xiàng)目管理的實(shí)質(zhì)主要體現(xiàn)在如下兩個方面：

第一、建設(shè)工程的管理水平是對施工工程工作質(zhì)量的綜合反映，工程項(xiàng)目的控制情況，充分體現(xiàn)了項(xiàng)目施工過程中物化資源和人力資源的耗費(fèi)與節(jié)約情況。

第二、天然氣長輸管道建設(shè)工程管理是增加天然氣長輸管道建設(shè)工程施工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益以及進(jìn)一步擴(kuò)大企業(yè)資本的主要途徑。

（二）天然氣長輸管道建設(shè)工程管理的特點(diǎn)

第一、工程管理以成本控制為中心。天然氣長輸管道建設(shè)施工企業(yè)承接工程后，首當(dāng)其沖的工作就是要根據(jù)施工組織的相關(guān)設(shè)計(jì)、施工成本預(yù)算、以及施工企業(yè)內(nèi)部有關(guān)的工程項(xiàng)目管理規(guī)定，確定施工工程項(xiàng)目的各種費(fèi)用，全面做好工程項(xiàng)目管理的成本控制工作。

第二、工程管理的開展需要企業(yè)全體成員的參與。由于天然氣長輸管道建設(shè)施工作業(yè)的特殊性，在工程的施工過程中，工程項(xiàng)目施工的每一個環(huán)節(jié)都會涉及到工程管理的問題，施工項(xiàng)目現(xiàn)場的每一個工作崗位的工作都與工程管理相關(guān)聯(lián)。

二、長輸管道建設(shè)工程中存在的安全問題

（一）盜竊天然氣的行為影響了管道的運(yùn)行

在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動下，盜竊天然氣的行為經(jīng)常發(fā)生。再加上缺乏有效的法律制度來約束盜竊天然氣的行為，偷盜天然氣的事件屢見不鮮。特別是開孔盜氣影響著管道的正常運(yùn)行。比如：在魯豫平原的中原油田中出現(xiàn)盜竊天然氣的現(xiàn)象非常嚴(yán)重，因此當(dāng)?shù)剞r(nóng)民借助塑料薄膜將開孔盜取天然氣，當(dāng)農(nóng)民將盜取的天然氣運(yùn)回家當(dāng)作燃料使用的時候留下了嚴(yán)重的安全隱患。

（二）第三方施工存在著非法占壓的現(xiàn)象

當(dāng)天然氣管道申請獲批之后，在科研、設(shè)計(jì)以及施工這三個階段中要從政府的建設(shè)規(guī)劃出發(fā)，避免不同的工程之間相互影響。由于第三方施工會引起以下安全隱患：安全距離不足、管線損傷嚴(yán)重等。與此同時在管道兩側(cè)5米之內(nèi)，搭建違章建筑、挖砂取土等會影響管道的安全運(yùn)行。

（三）社會以及自然災(zāi)害會長輸管道的破壞

一般情況下，長輸天然氣管道會途徑自然地質(zhì)災(zāi)害比較嚴(yán)重的地區(qū)，并且這些自然災(zāi)害會嚴(yán)重破壞天然氣管道；另外，恐怖襲擊以及故意破壞都會威脅到管道的安全，因此企業(yè)要根據(jù)不同的地段來設(shè)計(jì)不同的方案，確保每一地段長輸管道的安全運(yùn)行。

（四）設(shè)計(jì)、施工中存在的問題以及系統(tǒng)操作存在著失誤

由于設(shè)計(jì)過程中存在著失誤這就會降低管道設(shè)計(jì)的壓力。再加上沒有選擇合適的設(shè)備材料以及不合格的施工質(zhì)量等都會破壞焊接質(zhì)量以及管道防腐層。在管道運(yùn)行過程中由于操作失誤，比如：輸氣管道操作失誤，最終會破壞管道的正常運(yùn)行。

（五）天然氣供應(yīng)以及官網(wǎng)建設(shè)的問題

目前，我國管道還沒有建立完整的網(wǎng)絡(luò)，并且也正在規(guī)劃配套站庫設(shè)施，大部分城市以及工業(yè)用戶僅僅依靠單一氣源以及管道來供應(yīng)天然氣，無法共享各官網(wǎng)資源。從相關(guān)的數(shù)據(jù)我們我們可以發(fā)現(xiàn)：在十年之后我們天然氣商品量供需出現(xiàn)缺口，因此從境外引進(jìn)天然氣管網(wǎng)以及配送設(shè)施是必然的趨勢。

二、防治長輸管道建設(shè)工程中問題的具體措施

（一）不斷完善油氣管道，加強(qiáng)法制建設(shè)

當(dāng)前，我國頒布的《石油天然氣管道保護(hù)條例》中解決了石油天然氣管道運(yùn)行中出現(xiàn)的問題。但是卻要修訂這一條例或者還要做出一些必要的司法解釋，促使這部條例更加具有操作性。各地方政府通過頒布保護(hù)油氣管道的地方性法規(guī)，不僅可以使得當(dāng)?shù)鼐用竦挠蜌夤艿辣Ｗo(hù)意識得以提高，而且有助于營造安全的油氣管道氛圍。

（二）加強(qiáng)對《石油天然氣管道保護(hù)條例》等法律法規(guī)的宣傳力度

對于管道企業(yè)的工作人員來說，要了解到關(guān)于石油天然氣管道的相關(guān)知識，積極配合當(dāng)?shù)卣_展宣傳活動，促使當(dāng)?shù)鼐用癖Ｗo(hù)管道設(shè)施的安全法制意識得以提高。同時還要編制合理的油氣管道安全教育讀本，將這些讀本下發(fā)到當(dāng)?shù)厝罕娛种校酱偎麄兣c當(dāng)?shù)卣浜掀饋肀Ｗo(hù)管道的安全運(yùn)行。

（三）深入開展安全生產(chǎn)專項(xiàng)整治，不斷強(qiáng)化內(nèi)部安全保衛(wèi)工作

長輸管道建設(shè)管理部門要定期開展專項(xiàng)活動，嚴(yán)厲打擊關(guān)于油氣違法犯罪等活動，對油氣區(qū)治安環(huán)境進(jìn)行合理的改善。對于管道企業(yè)來說，要圍繞著組織保障、責(zé)任保障以及資金保障等制度來不斷完善崗位責(zé)任制；還要對應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行完善，將政府預(yù)案與企業(yè)預(yù)案有機(jī)結(jié)合起來；另外還要加大監(jiān)控重大危險(xiǎn)源，避免突發(fā)事件的發(fā)生；同時還要設(shè)置警示標(biāo)識，完善QHSE管理體系，合理的評價(jià)風(fēng)險(xiǎn)。

（四）加強(qiáng)油氣管道設(shè)計(jì)、建設(shè)以及運(yùn)營的全過程安全管理在油氣管道前期工作中，要充分考慮到管道沿線地質(zhì)、社會環(huán)境對管道安全的影響，通過加強(qiáng)油氣管道項(xiàng)目的安全評價(jià)工作，確保整個管道項(xiàng)目的順利運(yùn)行。在管道項(xiàng)目中初步設(shè)計(jì)包括了職業(yè)安全衛(wèi)生專篇，確保安全設(shè)施以及管道與設(shè)計(jì)、施工同時使用。在管道施工建設(shè)這一過程中，要積極推行QHSE管理體系以及要建立有效的工程監(jiān)理制度。對于那些重要設(shè)備，比如：鋼管，要對鋼管的資質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格審查。在管道整個運(yùn)行過程中，要按照安全管理規(guī)章制度、技術(shù)操作章程來開展生產(chǎn)活動。同時企業(yè)還要建立科學(xué)的油氣管道應(yīng)急預(yù)案，可以將緊急情況中發(fā)生的災(zāi)害降到最低，盡可能的縮短搶修時間。在管道運(yùn)行過程中要充分借鑒國外的經(jīng)驗(yàn)大力推行“完整性管理”，確保整個管道的安全運(yùn)行。其中完整性管理主要分為以下幾個方面的內(nèi)容：第一，將有缺陷的管道與其他管道結(jié)合起來；第二，確保管道地質(zhì)災(zāi)害與其周邊環(huán)境進(jìn)行統(tǒng)一管理；第三，將輸氣官網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行于各個專業(yè)管道結(jié)合起來來進(jìn)行管理。其中在完整性管理過程中包括了以下幾項(xiàng)重要工作：第一項(xiàng)，定期智能內(nèi)檢測油氣管道，及時評價(jià)管道中存在的缺陷；第二項(xiàng)，安全防護(hù)地質(zhì)環(huán)境較為惡劣的地段，并且要定期勘測以及調(diào)查每一地段；第三項(xiàng)，要檢測以及評價(jià)管道、站場設(shè)備的內(nèi)外防腐，做好監(jiān)測等管理工作；第四項(xiàng)，不斷優(yōu)化以及分析管網(wǎng)運(yùn)行的情況；第五項(xiàng)，要充分研究管道泄漏監(jiān)測等課題。

（五）確保資源供應(yīng)以及市場供應(yīng)的安全

通過將天然氣管道充分結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。為了保障國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，這就要化解供氣過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)。另外還要引入國外天然氣資源，借助當(dāng)前的基礎(chǔ)設(shè)施，保證國內(nèi)市場與國外市場供求平衡，保障市場供應(yīng)的安全。

結(jié)語

當(dāng)前，我國大部分管道還在建設(shè)中，要想加快城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的建設(shè)，這就要進(jìn)一步加快輸氣管道工程的發(fā)展。所以通過制定相關(guān)的法律法規(guī)，確保長輸管道安全運(yùn)行維護(hù)管理工作的順利開展。在長輸管道建設(shè)工程中，不僅要注重管道建設(shè)之前的一系列工作，而且還要注重管道運(yùn)行過程中的工作，為長輸管道建設(shè)工程營造健康的運(yùn)行環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]元振華，趙煒，靳帥剛，呂偉. 長輸管道建設(shè)工程的安全管理探究[J]. 化工管理，2014，（33）.

第5篇：管道地質(zhì)災(zāi)害防治范文

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)法；地表；沉降；地鐵隧道

中圖分類號：U455.43 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著社會的發(fā)展，盾構(gòu)法施工在城市地鐵建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，此法既起穩(wěn)定作用又可進(jìn)行不間斷掘進(jìn)作業(yè)。它適用于各類軟土地層和軟巖地層的隧道施工，尤其適用于城市地下鐵道施工。采用盾構(gòu)法進(jìn)行地下隧道施工時，由于盾構(gòu)法為地下作業(yè)且盾構(gòu)機(jī)體積較大，極易造成隧道地表出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，尤其松軟的含水層或其他不穩(wěn)定地層的沉降更明顯，因此，施工中要加強(qiáng)沉降的觀測保證工程的質(zhì)量。隨著工業(yè)化、城市化逐步加快，地鐵成為發(fā)達(dá)城市的重要交通要道，從一定程度上緩解了交通壓力，盾構(gòu)法在城市隧道建設(shè)中最大程度避免了因受施工環(huán)境給工程進(jìn)度帶來的影響。進(jìn)行盾構(gòu)施工時，確保地表的沉降控制在允許的范圍內(nèi)，加強(qiáng)對施工過程中可能發(fā)生的地表變形的預(yù)測是十分必要的。

1 地表沉降的原因分析

在城市地鐵隧道盾構(gòu)法施工時，地表沉降是施工中較為常見的一種現(xiàn)象，根據(jù)對許多工程的研究分析引起沉降的原因是多方面的，現(xiàn)將沉降的原因進(jìn)行分析。

1.1 降水引起的沉降

降水是施工中創(chuàng)造干燥作業(yè)面的重要措施，運(yùn)用盾構(gòu)法掘進(jìn)施工中難免出現(xiàn)堵水、排水的現(xiàn)象，降水后由于吸排水速度不同會形成曲面水位，進(jìn)而使降水處含水層中土的有效應(yīng)力增加，使其發(fā)生固結(jié)沉降。

1.2 地層應(yīng)力引起的沉降

運(yùn)用盾構(gòu)法進(jìn)行掘進(jìn)時，需穿過穩(wěn)定狀態(tài)的地層，同時將會造成土體松動、擠壓坍塌，使周圍土體發(fā)生擾動，導(dǎo)致地層原始應(yīng)力狀態(tài)的改變，還有就是對于盾構(gòu)施工時的彎道及對水平或垂直糾偏時，易造成掘進(jìn)時周圍土體因受擠壓而受到破壞，造成土體的極限平衡狀態(tài)發(fā)生破壞，引起地表下沉。

1.3 管片環(huán)變形引起沉降

當(dāng)隧道襯砌脫出盾尾以后，就會受到土壓力的影響，使盾構(gòu)機(jī)的管片之間的防水層和縫隙因壓力而被擠壓成緊密的狀態(tài)，最終致使管片環(huán)發(fā)生一定的變形，使地表發(fā)生沉降。

1.4 盾尾孔隙充填不足引起的沉降

在不穩(wěn)定的地層中施工時，盾尾建筑空隙必須根據(jù)施工需要及時進(jìn)行充填，并保證壓漿材料的性能及充填量滿足設(shè)計(jì)要求，否則將造成地表發(fā)生沉降。施工中受種種因素的影響，難免在彎道處發(fā)生超挖現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致盾尾的后部建筑空隙不規(guī)則擴(kuò)大，不能準(zhǔn)確掌握空隙所占的體積，如不采取措施及時對空隙進(jìn)行處理，很容易造成地表沉降。

2 掘進(jìn)控制技術(shù)

掘進(jìn)是盾構(gòu)法施工過程中重要的一環(huán)，掘進(jìn)時對機(jī)械控制不當(dāng)，使開挖面的水平支護(hù)力小于地層中的原始側(cè)應(yīng)力時，會出現(xiàn)土體向盾構(gòu)內(nèi)進(jìn)行偏移，造成地層損失導(dǎo)致盾構(gòu)上方的地表沉降。相反，當(dāng)原始側(cè)應(yīng)力小于正面的推應(yīng)力時，開挖面將會朝著前進(jìn)的方向移動，使負(fù)地層損失而導(dǎo)致盾構(gòu)前上方的土體凸起。

2.1 壓力與沉降

盾構(gòu)機(jī)作業(yè)時刀盤的推力產(chǎn)生的極限會隨著刀盤作業(yè)產(chǎn)生推力的改變而變化，主動的土壓力是側(cè)向上壓力的極限的最小值，被動土壓力是側(cè)向上壓力極限的最大值，靜土壓力則位于極限最大和最小值之間。對于刀盤前方的土壓力比主動土壓力小時，可能出現(xiàn)土體沿著滑動面滑動而致使地層和地表發(fā)生沉降的現(xiàn)象。為更好的控制土壓力和便于控制，可先設(shè)定一個標(biāo)準(zhǔn)，然后采取PDCA循環(huán)進(jìn)行管理，產(chǎn)生的上限值即是被動土壓力、水壓力和預(yù)備壓力的和，下限則是主動土壓力和水壓力之和。

2.2 淺埋隧道掘進(jìn)技術(shù)

淺埋隧道掘進(jìn)施工時，確保掘進(jìn)工作面土體的穩(wěn)定性是控制掘進(jìn)質(zhì)量的重要保證。當(dāng)隧道埋深較淺或圍巖基礎(chǔ)不穩(wěn)定時，施工人員須先掌握地質(zhì)情況，根據(jù)具體參數(shù)制定施工技術(shù)方法，采用朗金理論計(jì)算主、被動土壓力。朗金理論計(jì)算是在開挖面較為穩(wěn)定的條件下進(jìn)行主動土壓力計(jì)算的，在施工時變形是難免的，因此，對于穩(wěn)定性較差的地層、松軟或變形較大、失水嚴(yán)重的地層，運(yùn)用朗金理論計(jì)算出來主動壓力是偏小的。在盾構(gòu)施工時，當(dāng)主動土壓力比推進(jìn)土壓力大時，會出現(xiàn)土體下滑現(xiàn)象，導(dǎo)致地表發(fā)生沉陷現(xiàn)象。

掘進(jìn)施工通過地下水較為豐富的地層時，為避免發(fā)生沉降可采取盾構(gòu)機(jī)快速通過的同將渣土倉中進(jìn)行泥漿灌注，使泥水室的壓力提高，目前，在盾構(gòu)中以水泥—水玻璃雙液漿最常用，其能迅速進(jìn)行地下水封堵作業(yè)。對精度要求較高的隧道施工一定要采取措施確保靜土壓力小于盾構(gòu)的推進(jìn)力，以致使土體向開挖方向變形而形成滑移，減少地表沉陷的目的。

3 管片的拼裝技術(shù)

管片是盾構(gòu)法施工中的重要的組成部分，其拼裝技術(shù)對掘進(jìn)質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。管片主要在盾殼內(nèi)進(jìn)行拼裝作業(yè)。根據(jù)目前國內(nèi)外盾構(gòu)機(jī)管片的類型主要有球墨鑄鐵管片、鋼管片、復(fù)合管片和鋼筋混凝土管片，并且每環(huán)由很多的零碎管片組成。

根據(jù)工程的情況不同可采取不同的拼裝方法，例如采取環(huán)管片縱縫對齊的拼裝，不但很容易進(jìn)行管片定位，使縱向螺栓容易穿過，而且施工效率較高，但是這種方法對環(huán)面的平整度較差，隨著誤差的積累，將導(dǎo)致環(huán)向螺栓難穿，環(huán)縫壓密量不夠。

4 管片襯砌背后注漿技術(shù)

管片襯砌背后注漿技術(shù)對盾構(gòu)法的施工質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響。對于能自穩(wěn)的地層，對注漿的方式要求不十分嚴(yán)格，但必須使用同步注漿，并在正常的注漿壓力下進(jìn)行注漿作業(yè)，以使建筑間隙能很好的得到填充，最大程度上防止了地層的移動，使地層的損失減小，地表沉降變形較小。

4.1 同步注漿

同步注漿是襯砌背后注漿的主要方式，對于能自穩(wěn)的地層，在進(jìn)行注漿時對填充率的影響是有限的，但對于不能自穩(wěn)的地層采用逐步注漿時，必須在正常的注漿壓力下，才能保證注漿質(zhì)量，使建筑間隙得到有效填充，阻止地層向隧道方向移動以減小地層損失。同步注漿主要使用同步注漿系統(tǒng)及盾尾的注漿管，使盾構(gòu)推進(jìn)和盾尾空隙同時進(jìn)行注漿，使注漿效率得到有效利用，保證周圍巖體質(zhì)量，防止巖體坍塌現(xiàn)象。

4.2 二次注漿

為保證壁后注漿層具有較好的防水性和密實(shí)性，在同步注漿技術(shù)后可根據(jù)情況采取二次注漿措施。管片背后注漿不能滿足要求時，須根據(jù)情況制定相應(yīng)的技術(shù)措施，確保注漿的質(zhì)量、安全，防止漏水現(xiàn)象發(fā)生。漏水不但對隧道質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響，還會因地下水流動使土體內(nèi)有效應(yīng)力發(fā)生改變，進(jìn)而出現(xiàn)固結(jié)現(xiàn)象，易使地表發(fā)生沉降。通過注漿孔鉆孔鉆入土體達(dá)到2m時，就應(yīng)對土體進(jìn)行加固處理，采取止水措施，防止地表發(fā)生沉陷。

4.3 漿液性能

注漿漿液的流動性對注漿的質(zhì)量有密切的關(guān)系。流動性好的注漿液，對保證注漿的質(zhì)量起重要作用。當(dāng)一環(huán)注漿完成后，施工人員必須在注漿液達(dá)到一定的條件后才能進(jìn)行后續(xù)工序的作業(yè)，否則易造成后期收縮變形，滿足要求后即可進(jìn)行二次注漿作業(yè)，但必須嚴(yán)格漿液的流動性，即有利于彌補(bǔ)同步注漿的缺陷，又能對同步注漿起重要的填充和補(bǔ)充作用。

對地下水較豐富的地段，施工前要做好相應(yīng)的專項(xiàng)施工技術(shù)方案。注漿漿液粘度對注漿的質(zhì)量也產(chǎn)生重要的影響，為保證注漿后的充填效果，需將漿液的凝膠時間控制在1～4min，并用漿液進(jìn)行空隙充填，同時將地下水疏干，一次注漿完成后需進(jìn)行二次注漿時，可使用水泥—水玻璃漿液材料。

4.4 注漿施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

注漿壓力和注漿量是影響注漿作業(yè)的重要因素，在注漿作業(yè)時，對二次注漿要求不高時，注漿量可依據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際地質(zhì)情況、作業(yè)人員的記錄情況，對注漿效果進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)問題及時進(jìn)行糾正，以使注漿效果達(dá)到最佳狀態(tài)。

（1）注漿壓力

注漿壓力過大過小都將對注漿效果產(chǎn)生不良的影響，為保證注漿質(zhì)量，在同步注漿作業(yè)時應(yīng)采取措施，避免注漿填補(bǔ)后出現(xiàn)劈裂現(xiàn)象。當(dāng)注漿壓力過大時，易導(dǎo)致管片周圍的土層因受到注漿液的擾動影響后期的地層沉降及隧道發(fā)生沉降，進(jìn)而出現(xiàn)跑漿現(xiàn)象，尤其剛拼裝完的管片影響更大；當(dāng)注漿壓力過小時，因注漿液的充填速度慢而不能滿足施工要求，使地表發(fā)生較大的變形。

（2）注漿量

同步注漿主要是對空隙進(jìn)行充填，但對充填有相當(dāng)嚴(yán)格的要求，不能粗心大意，造成充填不足，造成沉降現(xiàn)象發(fā)生，同時要加強(qiáng)對掘進(jìn)過程中對開挖工作面的糾偏、漿液滲透影響、注漿材料固結(jié)收縮的控制。在實(shí)際施工中，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，其注漿量為理論注漿量的1.5～2.5倍，并加強(qiáng)對地表沉降的觀測。

（3）注漿速度及時間

注漿速度及時間也是影響注漿質(zhì)量的重要因素，為了使盾構(gòu)機(jī)到最佳工作狀態(tài)，在盾構(gòu)機(jī)作業(yè)時，現(xiàn)場人員必須嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)速度及注漿時的注漿量，使推進(jìn)速度達(dá)到適中及注漿量均勻，當(dāng)不能再推進(jìn)時要停止注漿，也就是說，使注漿速度及時間達(dá)到最佳的配合狀態(tài)。當(dāng)注漿速度較快時很容易造成管道堵塞，否則過慢就會導(dǎo)致地表發(fā)生坍塌，發(fā)生偏差。

結(jié)語

綜上所述，地鐵隧道盾構(gòu)法引起地表沉降的因素是多方面的，為了保證掘進(jìn)施工進(jìn)度、質(zhì)量，必須根據(jù)掘進(jìn)處的地質(zhì)情況確定合適的掘進(jìn)模式、掘進(jìn)土壓力、注漿方式和時機(jī)、注漿量和壓力等，在施工時必須加強(qiáng)對造成沉降因素的監(jiān)測，使沉降得到有效的控制，達(dá)到小于規(guī)范的允許值。

參考文獻(xiàn)

[1]楊天亮，嚴(yán)學(xué)新，王寒梅，等.地鐵盾構(gòu)隧道施工引起的工程性地面沉降研究[J].上海地質(zhì)，2010.