岩溶区隧道施工风险及问题探讨

岩溶区隧道施工风险及问题探讨

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云南交投集团云岭建设有限公司 云南 650000

摘要：岩溶区隧道施工是一项充满挑战的工程活动，涉及到复杂的地质条件、不稳定的岩体处理、地下水控制以及灾害监测等多方面的风险和问题。这些因素共同构成了施工过程中的主要难题，对施工安全、工程质量以及进度管理提出了高要求。文章通过分析岩溶区隧道施工的特点，探讨了各种风险因素和面临的主要问题，并概述了有效的风险管理策略，包括地质勘察与预报技术的应用、岩体加固与支护技术、地下水控制与处理技术以及灾害监测与应急管理体系的建立。本文旨在为岩溶区隧道施工的风险管理提供理论基础和实践指导。

关键词：岩溶区；隧道施工；风险；问题

引言

岩溶区隧道施工因其特有的地质环境而成为工程建设中的一大挑战。岩溶区的地质结构复杂多变，包括不稳定的岩体、频繁的地下水活动以及不可预测的洞穴和空洞等，这些因素极大地增加了施工过程中的风险。因此，深入研究和探讨这些风险及其对施工安全、工程质量和工期的影响，对于提高岩溶区隧道施工的成功率具有重要意义。

1.岩溶区隧道施工风险因素分析

岩溶区隧道施工风险因素分析关键在于理解和评估这些地区独有的复杂地质条件对施工安全和效率的潜在影响。首先，岩溶区的地质结构多变，充满不确定性，其中空洞和溶洞的存在会极大增加坍塌和地下水突破的风险，这要求施工前进行细致的地质勘查以确保施工方案的准确性和可靠性。其次，地下水活动在岩溶区尤为活跃，不仅可能导致施工期间水害事故，还会影响隧道的长期稳定性和安全性，因而必须采取有效的水控措施，如排水和防水系统的设计与实施。此外，岩溶区的岩石通常具有较低的机械强度和较大的可变性，加之化学腐蚀作用，对隧道支护结构提出了更高的要求，强调了先进支护材料和技术的应用重要性。

2.岩溶区隧道施工面临的主要问题

2.1 不稳定岩体处理问题

在岩溶区隧道施工中，不稳定岩体处理问题是一个技术挑战，主要由于岩溶区独特的地质特征所导致。这些地区的岩体常因溶蚀作用形成的空洞、裂隙以及不同程度的溶洞，使得岩体结构复杂、力学性质不均匀，导致在施工过程中面临诸多问题。首先，不稳定岩体极易导致隧道周围岩体的局部或整体崩塌，特别是在进行爆破作业时，控制难度加大，安全风险显著提高。其次，由于岩体内部空隙和裂隙的存在，地下水的流动性增强，不仅增加了隧道施工中水害的风险，还可能引起地基的不稳定，进而影响隧道的整体结构安全。此外，不稳定岩体的存在还会给隧道的定位和导向带来困难，尤其是在大型溶洞或密集裂隙区域施工时，难以准确预测和控制施工路径，易造成偏差，影响隧道工程的质量与进度[1]。

2.2 地下水与泥水流入问题

地下水与泥水流入问题是岩溶区隧道施工中的一大挑战，主要由岩溶区特有的地质条件引起。这些地区地下水系统发达，裂隙、空洞广泛，地下水流动性强，一旦施工过程中遇到这些地质结构，便可能导致大量地下水和泥水流入隧道，引发一系列问题。首先，地下水的突入不仅增加了施工难度，还可能导致施工现场环境恶化，如视线不清、机械设备故障等，严重影响施工安全和进度。其次，地下水流入还会引起地质条件变化，如土体软化、溶解，增加了隧道坍塌和地面沉降的风险。此外，地下水中含有的化学物质可能对施工材料产生腐蚀作用，降低隧道结构的耐久性。在某些情况下，地下水的流动性还会带动细小颗粒物质流入隧道，形成泥水流，这不仅会增加排水难度，还会堵塞施工设备，进一步加剧施工延误。

2.3 岩溶洞穴及空洞处理问题

岩溶洞穴及空洞的存在是岩溶区隧道施工中不可忽视的问题，这些自然形成的空间对施工安全和工程稳定性构成了显著挑战。岩溶洞穴和空洞的大小、形状及其分布的不确定性直接影响施工策略的制定和执行。首先，这些空间的发现往往是不可预测的，可能在施工进程中突然遇到，导致施工计划的变更，进而影响工期和成本。其次，洞穴和空洞内部可能充满水或泥浆，增加了施工难度，特别是在进行爆破作业或机械挖掘时，存在较高的安全风险。此外，空洞周围的岩石受到不均匀的力学性质影响，可能导致局部不稳定，甚至崩塌，对隧道的结构安全构成威胁。在没有准确地质信息的情况下，难以准确判断洞穴和空洞的具体位置和规模，给施工带来了额外的复杂性。

3.岩溶区隧道施工风险管理策略

3.1 地质勘察与预报技术的应用

地质勘察与预报技术的应用在岩溶区隧道施工风险管理中起到了核心作用，是确保施工安全和提高工程质量的前提。通过采用高精度地质勘察方法，如地震反射法、电磁法和钻探法，结合地质雷达和三维地质扫描技术，工程师能够深入了解岩溶区的地质条件，包括岩石类型、分布特征、裂隙发展状况以及洞穴和空洞的位置。这些信息对于预测和评估施工中可能遇到的风险至关重要。进一步地，利用高级地质预报技术，如地下探测雷达(GPR)和前方地质预报(TBM)系统，可以实时监测施工过程中的地质变化，及时发现潜在的风险点，如未预料到的空洞或水文地质异常，从而使得施工团队能够迅速调整施工方案，采取相应的预防或应对措施，有效避免或降低事故发生的风险。

3.2 岩体加固与支护技术

岩体加固与支护技术在岩溶区隧道施工中同样发挥着至关重要的作用，特别是面对不稳定岩体和复杂地下水条件时。现代岩体加固技术包括但不限于锚杆支护、喷射混凝土、预应力锚索和格栅梁结合体系等，这些技术能够有效提升岩体的稳定性，防止或控制岩体位移和变形。在特定的地质条件下，如遇到大型空洞或裂隙发达区域，可采用化学灌浆或微细水泥灌浆技术填充空隙，减少水和泥土的渗透，同时提高岩体的整体强度。支护结构的设计需要基于详细的地质数据和力学分析，以确保其能够适应复杂多变的地质环境，特别是考虑到地下水流动可能对支护结构造成的冲刷和腐蚀影响。此外，实时监测技术，如应变计和位移计的安装，对于评估支护结构的效果和及时调整支护策略也是不可或缺的[2]。

3.3 地下水控制与处理技术

地下水控制与处理技术在岩溶区隧道施工中扮演着至关重要的角色，特别是在那些地下水活动频繁的地区。有效的地下水控制技术不仅能够减少施工中的水害事故，还能够确保长期工程稳定。技术方法包括但不限于井点降水系统、水平井和集水井的布设，以及防水帷幕的建立。井点降水系统通过降低地下水位，减轻水压力，从而减少水流入隧道的可能性，这对于维持施工现场的干燥状态至关重要。在特别复杂的水文地质条件下，如遇到大规模的地下水流或压力较高的水体，采用防水帷幕，如注浆帷幕，能有效隔断水流，保护隧道工程区域。此外，地下水处理技术，包括水质净化和再利用系统，不仅确保排除的地下水不会对周边环境造成负面影响，还能实现资源的可持续利用。

3.4 灾害监测与应急管理体系

灾害监测与应急管理体系是岩溶区隧道施工风险管理的重要组成部分，旨在实时监控工程状态，及时响应可能发生的灾害事件。该体系包含一系列的监测设备和技术，如裂缝计、应变计、地表沉降观测仪以及地质雷达等，这些设备能够实时监控隧道和周边岩体的变形和移动，以及地下水位的变化，为早期预警提供数据支持。同时，应急管理体系的建立包括制定详细的应急预案和快速响应机制，确保一旦检测到潜在的风险因素，能够立即采取有效措施进行处置，如启动应急排水系统，加固隧道支护结构，或暂停施工等。此外，对施工团队进行定期的安全培训和演练，增强现场人员的应急处理能力和自我保护意识，也是确保工程安全的关键。

4.结语

总而言之，岩溶区隧道施工涉及诸多风险和问题，不仅考验着工程师的专业技能，也挑战着现有技术的极限。从地质勘察的精确性到岩体加固的创新方法，再到地下水的有效管理及灾害的即时监测与应对，每一步都需要深入思考和精心规划。这些措施的有效实施不仅能够保障施工人员的安全，还能确保工程的质量和效率。因此，在面对岩溶区隧道施工的复杂性时，采取综合性的风险管理策略是实现工程成功的关键。

参考文献

[1]张栋.岩溶区隧道施工风险及问题探讨[J].工程建设与设计,2024,(01):199-201.

[2]黄磊,陈文达,戴俊.喀斯特地貌岩溶区隧道地质灾害施工处治技术[J].四川建材,2024,50(02):85-87.