某隧道地质勘察及隧道进出口边坡稳定性评价分析

2021-11-29李闯

中国金属通报 2021年12期

李闯

（湖南省地质矿产勘查开发局四一三队，湖南常德 415000）

在公路工程建设过程中，有关影响隧道洞口边坡稳定性因素，以及公路隧道围岩稳定性，是目前研究的一项重点内容。高速公路是当前我国公路工程事业发展中的一项重点工作，高速公路建设可以为人们日常出行提供更多便利，而且能够带动不同地区更好发展，推动我国交通事业的更快进行。在实际高速公路建设期间，在很多情况下会面临隧道施工问题，此类问题的出现会增加整体施工难度。基于此，针对高速公路隧道地质勘查、边坡稳定性评价等工作，需要有关部门以及相关工作人员能够加强重视程度。促使各项施工工作能够顺利进行，减少质量等问题出现。

1 工程概况分析

在某高速公路工程中，拟建隧道设计采用分离式隧道方式，整个隧道全长为660m，建筑界限为11.5m*5.0m，隧道为近直线型展布方式，走向角度大约为254°，隧道属于中隧道，最大埋深大约在190m。隧道所处地形较为复杂，处于峰林谷底和峰丛谷地貌区域，在整个区域内，最的大标高为YK45+600，而高度大约为594m，隧道出口附近处有最低标高，相对高差大约在214m左右。实际的隧道走向，与山脊走向几乎处于平行状态，隧道所处区域山体区域地形坡度较为陡峭，进口端与出口端的自然坡度分别是在80°～85°之间，以及，50°～55°之间，岩质较为松软，而且在该段区域中，植被较为丰富，水土保持情况较好。

2 高速公路隧道地质特点分析

2.1 地质构造分析

拟建的高速公路隧道构造单元，地处复式背斜北侧，在这一地段中，已经经历过加里东期等构造运动阶段。新构造的运动表现被分为两种类型，一种类型为大面积上升，另一种类型是大面积下降。断裂继承性活动发生在不同方向中，使得地块出现差异性断块升降情况，从而形成不同地貌，比如，众多断块山系地貌、谷地地貌等。通过对相关资料的分析，以及调查工作的全面落实可以了解到D2d2，进口段地层产状，以及出口段地层产状，分别为3°∠15°、240°∠5°。通过现场勘查工作可以发现，在附近存在两条断层情况。经过相应分析与调查可以明确，这两条断层并没有出现活动情况[1]。钻孔工作的开展能够发现，在两侧存在破碎带情况，而破碎带内岩性主要是灰质断层角砾岩，这一情况的出现，会在不同程度上对施工产生影响。

2.2 水文地质条件分析

在高速公路隧道施工中，施工部门需要对水文地质条件进行全面分析与了解，这样才能为后续施工工作的开展打下良好基础。对于水文地质条件分析，本文主要从以下几点进行阐述与分析：

（1）地表水分析。隧道的进口与出口，处在斜坡地段上，这也是坡面地表水容易想沟谷排泄的一个重要原因，坡面漫流对于对高速公路隧道工程施工而言影响相对较小。洞身段的基岩，主要是有灰岩组成，属于相对隔水层，因此，地表水对于工程施工产生的影响相对较小。局部裂缝发育部位透水性相对较好，这对于隧道施工也会产生一定影响。

（2）地下水分析。结合该隧道含水介质性质情况、地下水赋存状态，以及运移特征可以了解到，地下水被分为不同类型，一种是松散层孔隙潜水、基岩裂缝岩溶水，水量大小会受到不同因素影响，比如，孔隙率影响、裂隙发育程度影响、季节辩护哈影响等，大气降水下渗为主要补给来源[2]。隧道区基岩通常为相对隔水层，水量情况相对匮乏，而且对于工程施工影响较小。但因为受到隐伏岩溶影响、强烈风化影响、节理裂隙发育带影响等，在局部区域产生透水带。因此，在高速公路隧道工程施工中，很有可能会出现涌水情况。地下水的出现会对隧道工程施工产生负面影响。

3 高速公路隧道进出口边坡稳定性评价

3.1 进口稳定性评价分析

在一近东西向斜坡上属于进口位置，在进口位置上覆盖一层粉质粘土，该粘土的厚度大约为半米，浅表层岩体较为破碎，斜坡的自然陡峭坡度大约为80°～85°，洞口斜坡临空面与路线走向，主要呈现为60°斜交。进口仰坡主要为切向坡，这对于确保边坡稳定性而言能够起到积极影响。洞口处岩石裂隙情况逐渐发育，因为岩体较为破碎，在开挖施工工作开展中，容易出现洞门边坡失稳情况，为防止此类问题的出现，施工人员需要做好支护工作。放坡坡率要严格按照相应规定与标准进行，这样才能推动各项施工工作的顺利进行。在此期间，围岩分级为V级，成洞条件相对较差，围岩容易出现坍塌情况，如果在处理过程中，出现处理不当情况，那么很有可能会出现冒顶情况与大体积坍塌情况。隧址区的浅表层有着良好透水性，因为所处位置相对较高，在基岩当中含有风化裂隙水，但是含水量较少。在斜坡位置，径排条件相对较好，基于此，并不会对洞口稳定性产生太大影响。在实际隧道洞口施工工作开展中，针对暴雨期间施工过程中，地表面流对洞口产生的冲刷破坏作用要给予更多重视，可以采用截流方式、疏排方式等，将这一问题更好解决。

在该项工程中，隧道进口段的斜坡坡度为82°，地形坡度在80°～85°之间，岩体较为破碎，节理裂隙发育情况相对较好。通过相关分析可以了解到，岩层产状通边坡坡向斜交，节理裂隙能够产生相应的切割岩体，这一情况的发生会对斜坡稳定性产生直接影响。经过相关调查可以了解到，斜坡并未出现变形情况，而且整体稳定性相对较强。

3.2 出口稳定性评价

在北向斜坡上属于出口位置，同时在出口位置会覆盖一层残破积层薄，坡体在自然坡度在50°～55°之间，洞口斜坡临空面，与路线走向之间属于斜交，大约为45°。出口仰坡为顺向坡形式，这对于边坡稳定性会产生直接影响。因为岩体较为破碎，在开挖施工过程中，洞门边坡会出现不稳定性情况，针对这一问题，要采用合理支护方式。同时，放坡坡率要结合实际情况，将其控制在有效范围内。围岩仍然为V级，成洞条件相对较差，围岩容易出现坍塌等情况，如果在这一施工环节中，出现处理不当情况，那么也会产生冒顶问题，以及大体积坍塌问题。隧址区松散层有着良好透水性能，含水量较少，地下水含量情况，并不会对洞口稳定性产生严重影响。但在暴雨施工过程中，针对流水对洞口的冲刷，需要相关工作人员能够给予更多重视，采用截流方式或者疏排方式等，将这一问题更好解决。

隧道出口段斜坡坡向大约为243°，岩体破碎，通过相应分析可以了解到。岩层产状的通边边坡主要为顺层。工作人员通过调查，斜坡没有出现变形情况，稳定性较强。但在开挖施工中，因为可能会出现洞门边坡不稳定情况，所以，施工人员要结合实际情况，采取最为合理的支护方式。

4 高速公路隧道地质勘察注意事项

为促使高速公路隧道施工工作能够顺利进行，在实际施工工作开展之前，需要安排专业工作人员做好现场地质情况勘查工作。在具体勘查工作的落实中，可以从以下几点展开：

（1）做好初级勘察工作与水文地质条件勘查。隧道初勘是整个地质勘察的重要阶段，在这一阶段中需要手机相应资质资料、航片资料、线路走廊资料等，促使地质遥感工作能够有针对性的落实。确保施工部门能够对沿线地形情况、地貌情况以及岩土结构情况等有初步的认识与了解，接着针对沿线要按照1:10000比例，进行工程地质调绘。对于沿线出现的不良地质情况以及具体规模情况进行全面排查，保证能够将地质选线作用发挥出来，同时做好线位、隧址优化工作。在完成线路方案、隧址方案的基本选定工作后，针对隧址要按照1:2000比例进行地质调绘。与此同时，要对自然剖面情况、断面情况等进行提前了解与分析。按照地质调绘结果以及物探结果，对勘探工作的开展进行有效引导，并在进口位置以及出口位置，要进行钻孔的适量布设。水文地质条件勘查是初级勘察中的一项重点工作内容，针对水文地质条件勘查工作，需要相关工作人员能够加强重视程度，安排专业工作团队完成该项工作。在落实水文地质条件勘查工作之前，需要及时做好自然地理资料、区域地质资料、水文地质资料、河流水文资料收集工作，为水文勘查工作的落实提供保障。

（2）落实详细勘察与地下水分析工作。高速公路隧道详细勘察工作的落实，需要在对线路范围、地质调绘资料有正确认识与核实基础之上展开，对隧址区地形地貌情况、特殊岩土分类情况、规模情况等进行进一步调查。结合隧道具体长短情况、规模情况以及地质复杂程度情况等，进行钻孔的合理布置，一般情况下会将钻孔布置在不同区域中，比如，不良地质区域、软岩区域、破碎带区域以及斜井区域等。针对具备条件的钻孔，在完成钻孔工作后要进行原位测试，这样能够将井壁岩层的完整度情况直接呈现在相应工作人员面前，同时对地下水含水层位置情况、出水量大小等作出明确。在详细勘察工作开展中，工作人员要对钻探方式进行合理应用，结合实际情况，对其他勘探方式进行合理选用。勘探工作的落实，要确保能够满足工程地质问题等，可以为后续施工工作的落实打下良好基础。在详细勘查工作中，地下水分析是其中一项重点工作，如果在工程施工中出现地下水情况，那么很容易引发土体流动、工程塌陷、流砂等问题出现。在施工工作开展之前，要做好地下水调查分析工作。了解地下水实际分布情况，分析地下水是否会对施工造成影响，如果会对施工产生影响，那么在施工中要采取有效应对措施，防止危险事故的出现。

（3）在隧道地质勘察工作开展中，需要工作人员对于整个勘察过程以及勘察具体情况等，进行全面记录，保证记录内容的详细性与合理性。这样可以为施方案的制定，以及施工图纸的绘制打下良好基础，并提供数据信息保障。相关工作人员可以结合记录的数据信息，针对施工中可能出现的问题，要进行全面分析，并给出相应预防措施与解决措施，尽量避免各类问题的出现，影响施工工作的顺利进行以及施工质量的提升。因此，在勘察期间每一位工作人员都要能具备较强责任心与责任意识，严格按照相应规定、流程等落实勘察工作，促使勘察工作能够顺利进行，为后续施工更好落实提供保障。

（4）岩土工程条件评价。在岩土工程条件评价中，要保证整个评价的科学性与完善性。比如，在具体的评价中要及时做好防洪安全分析工作，了解山体滑坡情况、泥石流情况、防洪高度情况等；渗流稳定性安全评价也是一项重点内容，在这一过程中，工作人员要明确含浸润线埋深情况；在边坡稳定安全性评价中，要对裂缝问题以及滑坡问题作出客观评价。

在具体工作开展中，要落实钻探监理制度。在高速公路隧道地质勘察工作的落实中，可以将钻探监理制度引入到其中，结合实际情况，对钻探质量管理体系以及规章制度等进行完善。通过各类制度的完善与融入，可以为勘察工作的落实提供有效引导，各项工作严格按照标准规定进行即可。钻探监理制度的应用，需要第三方监理人员能够确保钻机就位精准性、钻孔深度精准性，如果在监理过程中，发现存在不同问题，那么监理人员要及时指出并做好调整工作，确保整个勘察工作的顺利进行。只有全方位落实监理工作，才能促使未来施工工作的顺利进行得以保障，对于施工中可能存在的风险问题进行提前分析与了解，并给出相应预防措施与解决措施，高质量完成各项施工工作。