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隧道與隧洞的區別范文第1篇

關鍵字：TSP GPR 隧道工程 地質超前預報

中圖分類號：TB21 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（c）-0056-02

隨著我國鐵路、公路運輸、隧道及水電建設南水北調引水隧洞建設的加快，隧道（洞）的勘查設計時間比較短，在隧道（洞）工程建設開發之前，很難提供足夠的時間物資來用于詳細的巖土工程地質勘察，況且我國目前的勘察手段、鉆探等很難準確的全面的探明整座隧道（洞）工程地質、水文地質等條件，很難查明所有的不良地質作用。特別對那些埋深大（如錦屏水電樞紐引水隧洞工程，一般埋深190 km左右，最大埋深達2300 m），長度大（如南水北調引水隧洞工程穿越雅龍江—— 大渡河的分水嶺隧洞長71.4 km），地質環境條件又復雜的隧道（洞）。因此隧道（洞）建設工程的超前地質預報技術的應用迫在眉前提上日程。

1 地質雷達和TSP簡介

地質雷達和TSP都是目前在隧道超前地質預報中的常用方法。兩種方法各有所長：TSP是長距離預報手段預報距離可以達到150 m左右，地質雷達是短距離預報手段每次探測距離在35 m左右；二者探測精度也有所不同，TSP了解大致的地質情況，在此基礎上運用地質雷達進行復核，準確查明不良地質情況，長短結合，這是目前運用這兩種探測技術進行超前預報的普遍做法。

1.1 地質雷達的發展應用情況簡介

自20世紀80年代末以來，地質雷達的應用領域得到了迅速擴大。在采礦工程、水利水電工程、地質工程與巖土工程勘察、建筑工程、公路工程、隧道工程、管線工程、環境工程、考古等眾多領域已經開始了應用。

地質雷達在礦山工程中用于探測采空區，地下水防突層厚度，滲水裂隙，破碎帶，斷層，溶洞，自燃區，瓦斯突出，巷道圍巖（擾動區）松動圈以及采場充填體缺陷等工程災害隱患；在水利水電工程中主要用于探測堤壩工程災害隱患和壩基災害調查；在地質工程與巖土工程勘察中主要用于建筑物滑坡災害調查、基巖面探測、地基夯實加固檢測、地基勘察（如地質異常、舊基礎、溶洞、采空區等地質隱患探測）、溶洞災害探測、地層分層、地質結構災害和地下水災害隱患探測以及地質災害評估；在公路工程中主要用于公路路面厚度檢測、公路路面密實度、地基勘察、公路路面與路基病害調查。

在隧道工程中的，地質雷達的應用較晚，在運營期它用來進行隧道病害診斷，施工期用來做質量檢測對二次襯砌厚度進行評估等；另外一方面重要的應用就是施工期的超前地質預報中，近幾年的應用已經獲得了良好的效果并取得了很多有益的成果。

1.2 TSP簡介

TSP（Tunnel Seismic Prediction）是瑞士安伯格測量技術公司于20世紀90年代初期研制開發的一套超前預報系統。該系統專門為隧道地質超前預報設計，對隧道施工、地下礦藏和洞穴都能開挖提供有效的幫助.自1994年TSP系統進入國際隧道建筑市場以來，TSP的工程應用已經超過10年。90年代初，瑞士的特長鐵路隧道，20 km長的費爾艾那隧道采用TBM施工技術，為了配合TBM施工，TSP探測技術首次投入費爾艾那隧道施工中，對保證TBM施工安全起到了積極的作用。隨后，TSP測量技術被世界各地的隧道工程界普遍接受并得到廣泛應用。

自1994年TSP系統進入國際隧道建筑市場到今天為止，已經成功地在全球諸多國家如瑞士、瑞典、意大利、法國、伊朗、日本、韓國、等國家的公路和鐵路隧道、輸水隧洞、煤礦巷道等進行了上千次卓有成效的地質超前預報工作并且得到了中國的隧道工程技術人員廣泛認同，并成功地應用于國內的公路和鐵路隧道、輸水隧洞和煤礦巷道等工程中。

2 TSP和GPR綜合超前地質預報分析

電磁波傳播特性要求地質雷達資料處理在相當程度上有別于彈性波的方法，這方面存在許多值得研究的課題，如地質雷達波的衰減特性與地震波有很大區別，地質雷達波與地震波在地下介質中的傳播特性也明顯不同。對不同隧道工程地質條件，充分考慮其地球物理特征，選擇多種有效的地球物理方法進行綜合勘探，結合地質構造特點對觀測資料進行綜合分析和解釋，有助于最大限度地消除資料解釋的多解性。

綜合地球物理勘探解釋可以是利用反映介質相同或相似特性的不同方法之間的綜合解釋，如地震反射資料、折射資料和天然地震資料的綜合解釋，也可以是反映介質不同待性的不同方法之間的綜合解釋，如地質雷達資料、TSP資料的綜合解釋。

GPR方法是利用隧道前方巖石介質界面的電磁特性差異而產生的電磁反射波進行隧道超前預報，其發射的是高頻的電磁脈沖，在復雜的地質環境下，電磁波的衰減很快。在巖性較好情況下該方法僅適應于預報隧道掌子面前方SOm范圍內的地質情況，一般用來探測開挖面前方10～30 m范圍內及隧道周圍的地質狀況，屬于短期超前地質預報的范疇。由于利用了高頻電磁波，所以GPR分辨率比TSP要高，相應地，其地質異常定位比TSP精確。另外，由于電磁波透過空洞或溶洞以后能夠繼續向前傳播，而地震波勘探時，前面的較大的溶洞往往會將后續地質異常遮住，形成探測盲區。

3 某隧道工程地質條件

隧道跨越了某大斷裂的次生帶區，洞內巖性變化頻繁，地下水極為豐富。隧道經歷了自穩性極差的炭質板巖、泥巖，溶洞、溶縫極為發育的灰巖及較為富水的砂巖及斷層破碎帶含瓦斯地層等不良地質構造。隧道兩次穿越南溪河的沖積層，線路在較長地段順沖溝而行，隧道圍巖多屬Ⅱ、Ⅲ類，強度較低，自穩能力差，且巖性經常變化，地質條件較為惡劣，施工難度極大。

復雜多變的地質條件常常導致勘察得到的隧道圍巖與實際發現的圍巖有著較大的差異（如圖1）。

3.1 地層巖性

隧道圍巖屬上三疊統一碗水組地層，少量屬路馬組地層，巖性相對比較復雜，硬質巖有板巖，含炭質板巖、弱變質灰巖；超基入巖體，軟質巖有砂巖、泥巖。由于受哀牢山大斷裂及次一級構造的影響，隧道基本上出露灰巖、深灰色板巖和炭質板巖。表層強風化破碎，圍巖范圍內板巖基本上呈現出弱風化碎塊狀或塊狀，節理裂隙發育，不均勻風化，弱變質深灰色灰巖及超基入巖體為弱風化大塊狀，隧道圍巖出現的淺黃色砂巖和紫紅色泥巖屬軟質巖類。

地層巖性對隧道施工中地質災害的產生具有決定性作用，特別是塌方的發生主要與巖性有關。90%以上的塌方發生在碳質板巖中。而在灰巖和砂巖中，主要表現為掉塊現象，僅局部地段出現塌方。涌水的發生也與巖性有關，砂巖中一般是線狀流水，板巖中一般為多處同時滲水，灰巖中則一般為線狀或股狀水流。由于巖性界面往往是富水部位，因而在巖性發生變化的部位也是涌水易出現的位置。

3.2 地質構造

安定向斜：由三迭系上統路馬組和一碗水組組成，軸部向西北端昂起，東南段延展幅寬達24 km，巖層傾角40°～60°，次級褶皺發育，受走向斷裂的干擾破壞，地層重復而構造重迭，遞錯，使向斜支離破碎，殘缺不全。

隧道范圍內有斷裂穿過。斷裂延伸30～90 km不等，沿斷裂帶常見片理巖、糜棱巖、碎裂巖、擠壓角礫巖及巖石破碎帶等，并有超基性巖漿巖侵入，斷面多傾向北東，局部傾角450°，為壓扭性構造。

區內構造復雜，斷裂和節理發育。據統計，隧道內圍巖中主要發育四組構造，產狀分別為143°/NE/74°，80°/NW/79°，172°/NE/28°和170°/NE/76°，其中以第一組最為發育。節理的長度一般50～2250 cm，局部地段長度達3 m甚至l0 m以上。節理面一般較為粗糙，較長的節理面則較為平直光滑。

短小的節理多數閉合，而長度較大的節理縫則寬度較大，多為0.5～2 mm，最大達6～9 cm。塌方和涌水即出現在節理長度大、節理縫寬、節理面平直光滑的地段。

根據地表地質調查，下行線K255+180和上行線K255+210的地表為一常年流水河溝通過，見斷層角礫巖，氣孔構造的噴發巖，還有煌斑巖。上行線K255+280的地表為一山坳，兩側巖層產狀雜亂。其中隧道下行線255+160～+282、上行線K255+200～+349位于兩條斷層的交會處，即斷三角帶。

3.3 水文條件

隧道磨黑端常年水位線高于隧道，上行線隧道洞頂距最高地下水位線為128 m，下行線隧道洞頂距最高地下水位線為214 m。路線區域內分布松散層孔隙水，碳酸鹽巖巖溶水和基巖裂隙水三大類。基巖裂隙水分布最為廣泛，其中以碎屑巖裂隙水為主。松散層孔隙水：松散層孔隙水主要分布于第四系沖洪積和殘坡積層中，在砂性土中相對較豐富，接受大氣降水補給，徑流排泄不暢，常年滯水，而粘性士，水量相對貧乏。碳酸鹽巖巖溶水：區域出露的碳酸鹽巖較少，只是在隧道部分出現了少量的灰色灰巖接受孔隙水及基巖裂隙水的補給，一般以溶洞的形式排泄。裂隙水對洞口滑坡和洞內崩塌的形成起重要作用。砂巖及灰巖中賦存有裂隙水，由于裂隙水壓力的作用，水沿裂縫的楔入作用使巖體凝聚力降低，內摩擦角減小，力學強度降低，引起塌方。

總之，隧道的水文地質條件相當復雜，從某種意義上說，水已經成為影響圍巖穩定的最主要的因素。

4 某隧道TSP&GPR聯合探測結論

隧道K255+689～K255+539段TSP探測時，因為TSP探測在該處縱波反射能量比橫波弱，反射能量分別為3.67e～4，2.42e～3，呈現反射波振幅，所以預報K255+689～K255+574段為硬巖層，在K255+605附近富水。實際施工情況K255+689～K255+574段為硬質板巖和灰巖，在K255+600處涌水量大，大1000m3/h，施工中增加了排水設施，增強了支護。

隧道挖掘到K255+600灰巖地層附近遇到巖隙涌水，隨后利用GPR進行短期超前探測。得到雷達探測剖面，從剖面圖上明顯看到反射波振幅異常強烈，從而無需進一步的分析即可圈定涌水通道的范圍。后經施工證實，K255+600處涌水通道為灰巖垂直溶隙。

參考文獻

隧道與隧洞的區別范文第2篇

關鍵詞：裂縫處理；輸水隧洞

在深圳城市供水管網工程中，輸水隧洞是一種較為有效的輸水形式。輸水隧洞的優勢在于輸水能力強、施工對外部環境影響小、工程造價合理等特點，因而在深圳城市供水管網中獲得廣泛應用。然而隧洞也存在一些缺陷與不足，維護檢修也較為麻煩、不便。在隧洞各種缺陷中，裂縫是最為常見的形式。裂縫可能引起滲漏，減少輸水量；混凝土二襯出現裂縫將會使其結構整體性與耐久性受到損害，進而影響隧洞使用壽命，因此裂縫問題應引起足夠的重視。本文就輸水隧洞裂縫產生的原因和處理方法進行了相關分析。

1 輸水隧洞裂縫形式與形成原因

1.1 裂縫形式

對于鋼筋混凝土襯砌的輸水隧洞，根據形成原因可將裂縫分為溫度裂縫、干縮裂縫、超載裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、堿骨料反應裂縫、地基不均勻沉陷裂縫等形式[1]。按照滲漏特征，隧洞裂縫又可分為股狀滲水裂縫、線狀滲水裂縫和點狀滲水裂縫。以裂縫開度變化，還可分為活縫、死縫和增長縫。所謂活縫是指裂縫寬度隨環境條件與荷載條件的變化而變動，但死縫一旦形成則不受這些條件的影響，增長縫隨時間而變長或變寬。依照分布特點，裂縫也可分為沿隧洞縱向分布的長度裂縫（水平裂縫）、沿斷面分布的環向裂縫（垂直裂縫）和斜裂縫。按深度，裂縫還可分為表層裂縫、深層裂縫以及貫穿裂縫。

1.2 形成原因

1.2.1 溫度裂縫

顧名思義，溫度裂縫是由于溫度變化引起的裂縫，一般出現在混凝土襯砌施工期和運行期。施工前，隧洞內部溫度較低，混凝土澆筑后由于水化熱積聚，而混凝土本身導熱性較差，內部溫度遠較表面高，由此產生的溫度應力超過了材料強度極限就形成了裂縫。混凝土澆筑3～7d產生的水化熱較多，這個時候最易產生裂縫。

1.2.2 施工裂縫

施工裂縫是指由于施工措施不到位引起的裂縫。例如混凝土襯砌澆筑時頂拱部位入倉、振搗比較困難，倉與倉之間銜接處也不易振搗密實或容易漏振，這些部位的澆筑質量比較差，就成為容易出現裂縫的薄弱環節。再如受工期緊張、成洞條件差影響，澆筑、養護做不到位，導致混凝土強度較低，再加上錨固支護不當，圍巖應力沒有很好地控制也導致混凝土裂縫出現。類似的原因比較多，可能各工程有所不同，但都與施工組織控制不完善有關。

1.2.3 變形裂縫

由于隧洞地質、水文條件復雜，而設計、施工中未能很好掌控，那么也會出現難以預料的裂縫。例如隧道線路上存在構造斷裂帶、軟弱帶，而隧道與巖層層面夾角偏小，施工中不僅容易出現塌方等嚴重事故，成洞后裂縫現象也會很突出。這與勘察設計不充分、施工時缺乏對復雜情況變化的合理應對等原因也有著密切關系。

2 輸水隧洞裂縫的處理方法

2.1 裂縫的調查和觀測

對于隧洞裂縫，應通過調查和觀測取得第一手資料后再制定有針對性的處理措施。隧洞入水前或抽排掉水后，可以入洞檢查，觀察裂縫部位，判斷裂縫類型。表面可見裂縫的長度、寬度可以采用尺量或專用測縫儀器進行檢測。對于混凝土結構內部缺陷，應采用探地雷達和紅外熱像儀器進行檢測。探地雷達可以分辨介電常數差異較大的界面，通過連續脈沖掃描，得到隧洞全斷面雷達圖像。隧洞運行期間可通過漏水量變化發現滲漏裂縫的存在。

2.2 裂縫處理的常用方法

2.2.1 表面處理

對表層非貫穿裂縫可以采用表面封閉處理的方法，直接在裂縫區域批抹水泥砂漿、聚合物水泥砂漿、環氧膠泥或涂刷瀝青防水、防腐厚漆等。對有一定寬度的裂縫，可沿裂縫中線開槽，開槽深度應超過裂縫深度1～2cm，界面清洗干凈后壓嵌聚合物水泥砂漿，再在表面粘貼玻纖布進行加強。而對于貫穿裂縫，這種方法不一定有效，特別是存在泌鈣現象時更是治標不治本，應采用化學灌漿方法處理。

2.2.2 灌漿處理

（1） 回填灌漿。當襯砌完成后在襯砌與巖體之間仍會存在空洞，彼此之間的空洞有可能連通形成滲水通道和孔隙，此類型滲水可采用回填灌漿封堵滲漏通道。回填灌漿的方法是在襯砌表面以一定間距，鉆透襯砌進入圍巖內部，然后灌入一定壓力的水泥漿或水泥砂漿。其中注漿壓力應根據設計取值范圍通過試驗確定參數，對于孔隙大的部位兼顧經濟因素可采用水泥砂漿作為注漿材料。同時在灌漿過程中，應加強二襯混凝土變形的監測，防止意外發生。

（2） 固結灌漿。固結灌漿是為了提高圍巖的承載力，使隧洞周圍的圍巖結成整體。當圍巖破碎嚴重且襯砌厚度也不滿足要求時，固結灌漿是較為有效的方法。固結灌漿方法與回填灌漿相似，又有所區別。固結灌漿的鉆孔深度一般更深（要深入基巖），灌漿壓力更大。東涌水庫隧洞三標出口段曾因漏水而采取固結灌漿常規做法：環向間距0.94m，縱向間距1m，鉆孔深度3m，孔徑 42mm，灌漿壓力為1.5MPa，最終解決了漏水問題。

（3） 化學灌漿。化學灌漿是采用化學材料進行灌漿。化學灌漿材料目前工程上使用最多的為環氧樹脂、聚氨酯、水玻璃等。如對于泌鈣較嚴重的即可沿裂縫兩側鉆孔，孔以斜45°角向鉆入，孔距0.3～0.5m，孔深11cm，孔徑 25mm，并以0.5～0.6MPa的壓力灌入環氧樹脂。水性聚氨酯也是一種常用的灌漿材料，其固結體遇水膨脹的特性使其具有較好的止水效果，特別適合變形縫止漏。聚氨酯灌漿后再在其表面刮涂聚脲材料，并埋置一層胎基布，具有良好的封閉止水效果。

2.2.3 結構加固

當裂縫危及襯砌混凝土結構性能時，常采用結構加固方法進行處理，例如增大混凝土截面積、內嵌套拱、增加支撐點、構件角部外包型鋼、預應力加固、噴射混凝土加強等。隧洞出口存在較多縱向和環向裂縫，采用內嵌套拱結合橫向支撐的方法，經過長時間監測表明加固效果顯著。但多年后再觀察也存在內嵌套拱和橫向支撐銹蝕，并且會對過流產生影響，因此結構加固方法存在局限性，選用加固方案時應綜合考慮再加以選擇。

2.2.4 其他方法

裂縫處理還有其他一些方法可供選用。例如置換混凝土，先將損壞的混凝土剔除，再以新混凝土（普通混凝土或聚合物混凝土）進行置換。再如仿生愈合法，在混凝土加入具有“自愈”功能的組分，當混凝土中出現裂縫時這種組分釋放出液芯纖維，能夠讓裂縫自動愈合。對于裂縫可能加速鋼筋銹蝕，也可采用陰極保護等電化學方法保證長期的防腐效果。

3 結語

裂縫對于輸水隧洞可能是很嚴重的問題，如一些裂縫降低承載力，危及結構安全，也可能只是一些危害不大的微裂紋，因此應通過加強監測掌握裂縫發展變化的規律，對影響嚴重的裂縫制定處理方案，積極有效地解決問題，以消除隱患，確保隧洞安全、穩定地運行。

參考文獻：

隧道與隧洞的區別范文第3篇

關鍵詞：高速；鐵路；隧道；圍巖分級

由于當前國內外盛行的隧道圍巖分級，大多僅適用于長度及埋深較小或勘探工程量很多、或開挖有導洞等條件的圍巖分級。我國多年的勘探設計資料表明，在勘察階段，其工程量是比較少的，特別是深埋長大隧道，即或有較多的勘探工程量，但與埋深和長度相比較，其控制程度遠不如一般的地下洞室，仍是很有限的。在此情況下，如何做好深埋長大隧道的圍巖分級、評價是相當關鍵的。為此，必須對隧道全線工程地質條件做全面、深入的了解，進而尋求一些新的方法去獲得巖石的RQD值、結構面狀態、巖體完整性等資料。

另外，高速鐵路隧道與其他隧道相比有各自的特點。水電隧洞雖然規模大，但勘探工作十分詳細，而且其位置本身就是選地質構造、地層巖性相對優良的地區。鐵路因為展線的需要則有時不得不穿越地質條件很差的地段。所以，在施工過程中因圍巖級別的諸多問題（如設計中確定圍巖級別與實際圍巖級別的差異、按照規范確定的圍巖級別進行支護仍然滿足不了要求等）而往往延誤工期，提高工程造價甚至發生工程事故。作者參與了正在建設的云桂高鐵（昆明到南寧高速鐵路）的施工，在施工中最為棘手的問題就是前期勘察設計階段對隧道地質情況了解不全面，導致工程進度困難、造價調整、事故頻發、高頻率的設計變更等諸多問題。

因此，根據高速鐵路隧道的特點盡快建立有效的圍巖分級方法已成為廣大高鐵建設者的強烈愿望，也成為高鐵工程地質研究急需解決的課題。我認為，所謂有效的圍巖分級就是技術上可行，能充分利用勘察設計、施工階段的工作信息，逐步由粗到細的一種分級，并能立即用于指導施工的分級。本論文就是沿著上述思路開展研究工作的。

1 基于TSP探測成果的圍巖分級

根據設計階段的地質勘察工作成果可以對隧道的圍巖進行分級，這一分級結果對于指導設計和招標、投標均能起到一定的作用。但是，由于勘察工作的現場調查是在地表進行的，對隧道的圍巖分級帶有很大的推測性；鉆探雖然深達隧道位置，但鉆孔數量有限；物探雖然也是進行深部探測，但難以對圍巖的頻繁變化做出較為準確的探測；這種分級的準確性和精度都難以保證，而地質條件本身的復雜性又使其更為困難。所以，更靠近隧道的、更為準確的分級就成為隧道設計、施工人員的迫切需要。

TSP和其它反射地震波方法一樣，采用了回聲測量原理。根據對TSP探測資料的解釋，每次可得到掌子面前方150m左右的范圍內圍巖的地質狀況，并由巖性變化、巖體中富水性強弱程度和換算出的圍巖力學，參數按照《鐵路隧道設計規范》進行圍巖分級。根據TSP探測結果所得的圍巖分級結果這與勘察階段的圍巖分級結果基本一致。但是，根據TSP探測的圍巖分級與勘察階段的圍巖分級相比，又有一定的差別，表現在各類圍巖的距離較短，顯然更為精確，將其直接應用于指導設計和施工更為可靠。另外，同一級圍巖中包括了不同的軟硬程度的巖石，或者巖性類似，但富水情況不同，這顯然更為接近圍巖實際，使設計和施工人員有了更為可靠的依據，也為施工過程中的變更設計提供了極有價值的資料。

2 基于超期水平鉆孔的圍巖分級

利用超前鉆孔確定掌子面前方圍巖級別主要是依據鉆速的快慢機鉆孔中回水的顏色來判斷前方掌子面圍巖的巖性、構造及巖石的破碎程度，進而判斷圍巖級別。其工作程序是，首先對掌子面圍巖特征進行描述，作掌子面地質素描圖，然后進行鉆探，在鉆進過程中記錄鉆進速度、回水的顏色、從鉆孔沖出的巖石顆粒大小等，最后對這些資料進行整理分析，確定圍巖級別。在被鉆的圍巖開挖過程中對圍巖進行詳細描述，并作開挖面地質素描圖，一方面為了驗證分級結果，另一方面，為后續的圍巖分級積累經驗。當然，由于目前還沒有根據鉆進資料進行圍巖分級的定量指標體系，所以，根據我們的經驗，這種分級應該是在一個隧道掘進過程中，特別是在掘進初期就不斷總結完善十分重要。實踐證明，在掘進到幾十米后即可通過信息反饋總結出一些規律。

從云南山區多座隧道的圍巖分級實例發現，不同級別的圍巖在鉆進過程中表現出不同的特征，這些特征就是區分圍巖級別的依據。通過觀察總結，對于鉆進工程中的現象得出如下認識：

（1）鉆進正常表明圍巖節理少，巖體完整；卡鉆表明圍巖破碎，往往是幾組節理交匯的反映，而且顯示節理較為密集；吃鉆表明是從堅硬巖層突然進入軟弱巖層，而且軟弱巖層一般出露寬度大于20cm。

（2）鉆進過程中流出的液體顏色是巖性的反映。

（3）從鉆孔中沖出的巖粉粗表明巖石軟弱或破碎，巖粉細表明巖石堅硬或完整。

（4）從鉆孔中流出的水流量越大，表明巖體中裂隙越發育。

（5）鉆進速度快表明巖石軟弱，鉆進速度慢表明巖石堅硬，但對因裂隙發育而出現的卡鉆現象或巖石軟弱出現吃鉆現象的情況需區別分析。鉆速忽快忽慢表明圍巖變化頻繁。由于對于指導施工來說圍巖級別不宜變化頻繁，特別是不宜在1～2m左右變化，所以，根據鉆速變化進行圍巖分級時必須結合其他現象綜合考慮。

3 基于監控量測資料的圍巖分級

雖然已經有不少的研究者已經提到應用監控量測資料進行判斷圍巖性質，進而確定下一工序的支護參數，但截至目前還沒有一個判斷標準，甚至用哪些指標來判斷也沒有形成統一的認識。而應用監控量測數據進行圍巖分級則一方面開展的較少，另一方面研究程度更低。

總所周知，圍巖級別不同，隧道開挖后圍巖的松動范圍大小不同，圍巖應力調整時間的長短不同，圍巖施加在襯砌上的荷載（特別是施加在初期支護上的荷載）大小也不同。所以，根據以上認識，通過對圍巖與初期支護直接的接觸壓力的分析，我們提出以圍巖與初期支護直接的接觸壓力趨于穩定的時間（d）、圍巖與初期支護直接的接觸壓力變化速率（MPa/d）（監控量測數據穩定之前）兩個指標作為圍巖分級的依據。

綜上所述，高速鐵路隧道圍巖分級雖然已經進行了很多的研究工作，然而，研究工作是沒有止境的，有些問題，限于資料不足，加之作者才學疏淺，目前尚無力進行研究，即使本論文討論的問題，也難免有不盡人意之處，因此，作者懇切希望得到師友們的批評指正。

參考文獻

隧道與隧洞的區別范文第4篇

【關鍵詞】隧道工程；地下水處理；環境地質效應

中圖分類號：E271 文獻標識碼： A

一、前言

作為隧道工程地下水處理中的重要工作，其環境地址效應在近期得到了長足的發展和進步。該項課題的研究，將會更好地優化隧道工程地下水處理的實踐效果，從而保證環境地質效應的良好控制。

二、隧道工程對地下水平衡破壞的影響分析

巖層受到內力和外力地質作用的聯合影響，風化卸載帶及其附近的新鮮巖帶內各種成因、不同序次的非連接結構面十分發育，使其成為巖石圈中連續性、整體性最差的圈層。

同時，該層位又是地下水最為集中的部位，陸地部分宏觀上看就像巖石表面籠罩著一層地下水。因此，隧道工程建設往往是修建在由水、巖、熱、氣等構成的一個復雜的巨型系統之內的。天然情況下，巖土具有自身的（動態）邊界（力學、補給或排泄），系統各構成要素或不同要素之間維系著一種動態平衡的關系。隧道的開挖，相對于在一定空間范圍內改變了系統的邊界（對于巖體）或增加了輸出邊界（對于流體）。這樣，系統本身就必然按照其固有的運動規律對此作出反應，具體表現則為隧道附近一定范圍內的圍巖破壞，水、熱、瓦斯氣向隧道排泄，或者尋求新的動態平衡。地下水埋藏在巖體里面分布著的大量空隙，這些空隙既是地下水儲存場所，也是其轉移通道。隧道開挖不可避免的會破壞一些地下水的儲存點和轉移通道，引起地下水的轉移，造成地下水的重新分配，從而形成新的含水層和地下水轉移通道。而原來的含水層和轉移通道中地下水將減少甚至枯竭。將會導致隧區局部地下水位降低。便演化為施工中乃至建成后對各類水文地質的影響，進而延伸至對巖體表面附著的生態環境影響，出現地表植物大面積枯萎甚至死亡等生態危機。

三、隧道工程水文地質及生態環境影響的評估

近年來的研究，我們認為在新建隧道工程項目的整個過程中，要把隧道---環境水文地質---生態環境影響作為一個系統工程來考慮，把穩定原有隧道水文地質環境和保護生態環境作為環境影響評估的重點。

1.環境水文地質及影響的評估范圍

隧道水文地質勘測和環境影響評估的范圍與水文地質條件復雜程度以及隧道埋深和長度有關。隧道排水與大口徑井抽水類似，將在洞頂含水層中形成疏干漏斗，其引用半徑R0=R+B/2。隧洞排水引發的洞頂環境災害主要發生在疏干漏斗的范圍內。由于隧道長度遠大于寬度，加之洞口段含水量的厚度往往變小，因此洞頂疏干漏斗與井點降落漏斗的形態還有區別，其空間形狀不是倒圓錐體而是倒橢圓錐體，其地面范圍不呈圓形而近似于橢圓形。根據我國若干隧道因開挖改變地下水環境、并影響地表生態環境的實例，隧道兩側的影響寬度為400～2600m或更大，因此，隧道環境水文地質勘察和環境影響評估的范圍以隧道兩側各1000～5000m為宜。

2.環境水文地質評估項目

（一）環境水文地質評估項目，主要包括：地形地質；水文地質條件、分區、計算參數選擇；預報涌水量的方法、公式、成果等。

（二）環境因素調查的主要項目及內容

地表水體（河流、井、泉、水庫、貯水池、水渠等）的長度、面積、容量、水位及其重要性分類；農田、林業用地的類型、面積，需保護的重要性或名貴植物的數量和范圍；人口密度；建筑物和構筑物的數量、類型和分布，特別注意有無重點保護文物景點；其它，如棄碴堆放場地的地形和水文條件、水土流失狀況、不良地質現象等。

3.公路隧道環境影響的評估內容和標準

當公路隧道通過強富水區及中等富水區，以及巖溶發育區時，即工程施工及運營期間大量地下水涌入或從中排放時，對周圍環境將有較大的影響。因此，在新建隧道時應對環境影響程度和范圍進行評價，并應提出有關補救措施或相應對策，對于公路隧道重要程度尤為突出。

四、隧道建設對地下水環境的影響

地下水滲流系統給隧道的建設和運營造成了嚴重影響，同時隧道建設也會給地下水環境帶來嚴重影響。隧道工程對于地下水的疏干和改造作用顯得尤其突出，目前一些竣工的隧道工程已經表現出對隧址區的嚴重影響。

1.隧道對地下水的疏干作用

隧道開挖后，由于集水和匯水作用，地下水不斷進入隧道中，地下水動力場因此發生改變，引起地下水的運動通道發生轉移，形成新的勢匯。隨著隧道排水過程的延續，整個隧址區的地下水系統發育形成了新的地下水轉移通道，隧道開始大量排出地下水，從而形成一個降位漏斗，漏斗不斷擴展，疏干其影響范圍內的地面水源，引起地下水與地表水徑流發生改變，直接造成隧址區地表泉水流量減少甚至溶泉消失，井水水位下降，水量減少甚至干涸，直接影響當地工農業生產及人民的生活。隧道的建設造成地下水位降低，當地下水位到一定程度時，會使當地土壤含水量減少，植物生長受到抑制，甚至萎蔫、停止生長，給當地的環境帶來負面影響和經濟損失。

2.隧道排水導致巖土應力變化

隧道排水會引起地下水滲流場的變化，造成地下水位下降，飽和巖土層中的孔隙水壓力下降，圍巖承受的有效應力增加。其次，由于地下水動力場的改變，地下水流方向改變為向隧道中心流動，其方向是向下的，地下水滲流力增大了豎直向下的應力，造成總應力上升，更增大了圍巖的有效應力。在有效應力增大的情況下，圍巖會發生新的沉降，直到巖體應力達到新的動態平衡。大面積的巖體沉降使隧道的使用效能降低，維護成本增加。

五、環境地質效應的系統防治分析

1.開展有效的工程地質勘察

通過詳細的勘察為設計施工提供相關的參數和指標，確定合理的挖方案、步驟。如果勘察工作所提供的數據不詳細，勢必給支護工作留下隱患。對深基坑注意查明以下幾個方面：場地位置、地形地貌、地質構造、不良地質現象等：對場地地層進行劃分：調查地下水的類型、埋藏條件、侵蝕性及土層的凍結深度；測定土的物理力學性質指標；調查基坑周圍地質環境。

2.優化開挖方案

地下工程的開挖方法很多，大型地下工程施工不可能全斷面一次成洞，實際上是根據出渣運輸洞不同、施工機械類別和巖石特性等條件，選擇開挖施工方法。這樣就決定了大型地下洞室是分層分塊開挖，逐步形成洞室設計體系的特點。

3.科學的降水設計方案

要降低地下水位，就要合理的選擇降水方法，并在此基礎上進行工降水的方案設計。人工降水方法的選擇是人工降水成敗的關鍵在降水技術方法的選擇時，應注意考慮以下幾點：降水場地的水地質條件；含水層的透水性：地下工程開挖的深度及技術要求；水場地的施工條件和施工設備的能力范圍；選用的方法是否經濟理便于施工；可根據條件將多種方法組合使用，充分發揮不同方之間的互補性。

4.推行地下工程建設系統管理與防御技術

地下工程的建設是一項系統工程，必須從勘察、設計、施工、監測全方位實施工程防御體系。勘察設計方面，首先了解地質情況，查明周圍各種地下管線和建筑物的要求，設計時要對地質資料了解清楚，精心設計并做到優化：施工方面，必須嚴格按照設計進行施工，對于有支撐的圍護結構，必須遵守先撐后挖，嚴禁超挖，盡量縮短墻體暴露時間以及分層開挖。

六、結束語

通過對隧道工程地下水處理的環境地質效應的相關研究，我們可以發現，該項工作的開展有賴于對多方面技術優勢因素的掌控，有關人員應該從隧道工程地下水處理的客觀實際出發，研究制定最為切合實際的環境地質效應掌控方案。

參考文獻：

[4]吳治生.不同地質邊界條件巖溶隧道涌水量預測及展望[J].鐵道工程學報.2011（07）101-102.

隧道與隧洞的區別范文第5篇

關鍵詞：地鐵工程；防水技術；排水措施

1 地鐵工程的防水目的及意義

地鐵防水是地鐵建造質量的重要環節，防水的好壞關系到地鐵的使用性、耐久性、安全性，這就要求地鐵需具有良好的防水性能，主要表現為以下幾方面：

1.1 地鐵安全、常規運營需要防水

地鐵是人流擁擠、密集的地方，同時也是電力設備集中設置的地方。因此保證人員的舒適和設備的防潮是非常重要的事情。

1.2 地鐵工程本身的安全和持久性需要良好防水

當侵蝕性地下水侵入鋼筋混凝土中時，會發生化學反應，腐蝕墻體，降低混凝土的硬度和強度，同時在混凝土內部的鋼筋也會被侵蝕，使得鋼筋混凝土的承重力被削弱，造成坍塌的隱害。

1.3 環境保護需要地鐵防水

我國一直都面臨著水資源短缺的問題，尤其是城市。當地鐵工程滲水排至地面時，不僅僅寶貴的地下水被浪費掉了，地面植被遭到淹埋，地下水水位的下降也將使地面下沉，地表不平均，地上建筑物會沉降或塌陷。

1.4 地鐵運營階段減少維修成本需要良好的防水

地下水的滲漏將帶來地鐵內部裝潢的霉變，潮濕的空氣會腐蝕鐵軌，使鐵軌生銹。地鐵內部的線路一旦遭到侵蝕，不但會發生觸電、漏電等隱患，將會給線路運營帶來極大的安全事故和不可控性。

2 地鐵防水施工的要求與一般原則

2.1 地鐵防水施工要求

按照《地鐵設計規范》，地鐵車站和機電設備集中地段防水等級為一級，即不允許滲水，結構內表面無濕漬。結合地鐵結構的防水原則，可將設防標準定為：多道設防，其中必有一道結構自防水，并根據需要可設附加防水措施。地鐵區間隧道及連通道等附屬工程，防水等級為二級，結合地鐵結構的防水原則，可將設防標準定為：一道或二道設防，其中必有一道是結構自防水，并根據需要可采取其他的附加防水措施。結構自防水是區間隧道防水的根本，任何輔防水措施都不是萬能的，必須重視結構自防水。

2.2 地鐵主要的防水施工原則

（1）依據工程實體的結構和用途等具體特點，兼顧全封閉性和排水性，秉著以防為主、防排結合，因地制宜，多道設防，剛柔結合，經濟效益，綜合治理的原則，確保工程能夠不滲不漏，安全穩定。

（2）必須在充分考慮結構自防水的情況下，做圍護結構。鋼筋混凝土圍護結構要能夠達到不滲不漏，嚴絲合縫，治標治本，壽命長久的要求，考慮具體工程是否需要抗滲標號和防水混凝土抗壓強度試驗的措施，確保防止變形縫、穿墻管道和施工縫等接縫在結構中產生。

3 地鐵工程中的主要防水技術

3.1 主動防水技術

3.1.1 降 水

在地下水位下開鑿隧洞或深挖基坑時，為了能夠滿足施工需要，營造適宜的施工環境，必須阻止基底、基坑或隧道側面的滲水；為了不致使邊坡發生小面積滑坡的現象，危害工作人員人身安全，必須防止側壁或基層土壤流失；為了減少隧道內的空氣壓力，應在隧道初期，盡量降低側柱支擴的壓力；為了不使基底在施工過程中隆起并且破壞；為了更好地改善基坑和填土的砂土特性，這一切都需要降低地下水才能完成。

一般來說，可以用井點降水法和集水明排法來降低地下水的水位。井點降水法即為了達到降水目的，對地下水施壓，通過力的作用，擠壓使地下水能夠排出。

集水明排法目的在于疏干地下水，即先在坑中挖出集水井，經由開挖的集水溝疏導，用泵將地下水從井中抽出。

不過，對當今社會而言，水資源十分寶貴，而且地鐵線一般處于人口稠密、建筑物林立的繁華地區，長時間、大量抽排地下水，將對建筑物的穩定性造成影響，甚至產生區域性地而沉降。同時，考慮到對地下水資源的保護，在降水的同時，增加回灌措施，采用降水與回灌相結合的方法，既達到了無水施工的目的，又保護了地面建筑物的穩定和地下水資源。

3.1.2 引 流

引流是指在地鐵工程隧道開挖支護施工過程中，通過設置排水管、排水溝方式，使地下水從勢能高地方向勢能低的地方流動，最后通過水泵將水流抽出。

3.1.3 區域性水份轉移

區域性水份轉移是指利用大自然的規律，實現在枯水期修建地鐵工程。如武漢長江隧道修建過程中，其入口段地處長江三級階地，與長江水、漢江水有密切的水力聯系，當長江水處于枯水期時地下水補給長江水，從而地下水壓力、流量減小，有利于地鐵施工。

3.2 被動防水技術

被動防水技術可以分為結構防水和材料防水。地鐵工程自身結構在起到承受圍巖荷載的同時又是防水結構，所以稱之為結構防水。不參與承受圍巖荷載而只依靠自身的防水性能產生防水作用的，稱為材料防水。因此結構防水和材料防水的區別就在于是否參與了承受荷載。

3.2.1 結構防水（堵水）

當采用鋼筋混凝土和混凝土做圍護結構時，強調做好圍護結構的防水，把其視為治本的項目和永久防水線，做到不滲不漏，稱之為結構防水。在地鐵車站施工中常用的方法有：

（1）連續墻堵水。在施工前構筑的鋼筋混凝土地下連續墻結構，利用其自身具有的整體性和混凝土的抗滲性，能達到堵水的效果；

（2）旋噴樁堵水。即在基坑支護坡樁完成后，再在支護樁之間的不連續部分補插旋噴樁，以封堵住地下水。但其對于滲透系數大的含水層，往往達不到堵水的目的。

（3）深層攪拌水泥土墻擋土止水技術。通過水泥與土層的攪拌混和，提高了土層的承載能力和止水能力，起到堵水的功能。

（4）淺埋暗挖法。淺埋暗挖法又能分成正臺階法、眼鏡法、中洞法、CRD工法、平頂直墻暗挖法、半斷面插刀盾構法、柱洞法等等，淺埋暗挖法是一種涉及到的地面拆遷相對較少，不影響地面交通的方法，所以經常被應用在實際工程作業中。

3.2.2 材料防水（堵水）

在地鐵防水工程中，只采用結構防水并不能滿足防水要求，必須增加附加防水層。這附加防水層并不能承受圍巖荷載，因此稱之為材料防水。附加防水層作為隔離層是一道重要的防水線，起隔水作用，目的是補償增強結構總體防水效果。

例如武漢地鐵二號線的施工縫防水問題，在該工程中，就使用了雙道遇水膨脹嵌縫膠材料，這種材料具有較好的緩脹性能，搭配注漿管，使漿液填充到嵌縫膠范圍內的空隙，這樣就達到了止水的目的。同時，二號線也使用了PZ制品型遇水膨脹止水條，這種材料由于具有遇水膨脹的性能，在防滲作業中起到了重要作用。

在淺埋暗挖法施作的地鐵工程中，材料防水主要是采用柔性外包防水層，作為地下車站結構的“輔助防水層”，其設置在初期支護結構內表面、包裹在二次襯砌結構的外表面。例如，在初期支護噴射混凝土和二次襯砌模筑防水混凝土之間采用高分子樹脂板材（如ECB、EVA板材等）作防水隔離層，就能起到較好的防水效果；而且對二次襯砌模筑防水混凝土來說，亦非常有利。

而在盾構隧道中，一方面，材料防水主要是通過管片外防水來實現。管片外防水包括設置管片外防水防腐層及管片外注漿兩方面內容；另一方面，特殊部位的防水措施也屬于材料防水措施。

4 結 語

由于地質成因的復雜性、支護條件多變性、地下水賦存多樣性等，使得地下水問題是一個涉及多學科交叉的復雜巖土工程問題。因此，要從理論、實踐中一勞永逸解決地下水問題是相對困難的。目前地鐵工程地下水影響研究尚處于初步階段，如地鐵地下水分類標準、地鐵地下水防水標準等一系列問題有待展開進一步研究。地鐵改善地面交通、減緩城市擁擠具有重要意義，地鐵工程按照百年工程的標準進行設計，這比一般工程的標準更加嚴格，倘若防水未做好，工程的百年壽命將難以保證。因此，重視地鐵防水，精心設計、精細施工應充分落實。

參考文獻

[1]楊新銳.軟土地區隧道開挖引起的地層變形研究[D].北京：北京交通大學，2007.

[2]汪 平.隧道防水防滲漏方法探討[J].中國新技術新產品，2010（021）：85～86.