隧道掘進(jìn)穿越逆斷層時(shí)可能會(huì)遇到多種地質(zhì)危害,那么,主要有什么地質(zhì)危害呢?另外,有沒(méi)有什么好的技術(shù)手段可以降低穿越逆斷層的風(fēng)險(xiǎn)呢?下面一起來(lái)看看吧。
隧道掘進(jìn)穿越逆斷層的地質(zhì)危害
1. 斷層破碎帶:逆斷層通常伴隨著強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng),導(dǎo)致巖石破碎、裂隙發(fā)育,形成斷層破碎帶。在隧道掘進(jìn)過(guò)程中,這些破碎的巖石容易發(fā)生坍塌或滑落,增加施工難度和風(fēng)險(xiǎn)。
2. 地下水問(wèn)題:斷層區(qū)域往往與地下水有密切聯(lián)系,隧道穿越時(shí)可能會(huì)遇到涌水、突水等問(wèn)題。大量的地下水涌入不僅會(huì)影響施工進(jìn)度,還可能導(dǎo)致隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損,甚至引發(fā)安全事故。
3. 地應(yīng)力變化:逆斷層區(qū)域的地應(yīng)力分布復(fù)雜且不穩(wěn)定,隧道掘進(jìn)可能引起地應(yīng)力的重新分布,導(dǎo)致巖體變形、開(kāi)裂,甚至誘發(fā)地震等次生災(zāi)害。
4. 巖爆和煤與瓦斯突出:在某些情況下,如穿越含煤地層或高應(yīng)力巖石區(qū)時(shí),隧道掘進(jìn)可能會(huì)引發(fā)巖爆(巖石突然爆裂)或煤與瓦斯突出(煤礦中的煤塵和瓦斯突然大量釋放),這些都是極其危險(xiǎn)的情況。
5. 地表沉降和地面建筑損害:隧道掘進(jìn)過(guò)程中的擾動(dòng)可能導(dǎo)致地表沉降,影響周邊建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施的安全。如果隧道位于城市下方或靠近重要建筑物,這種影響尤為嚴(yán)重。
6. 地質(zhì)災(zāi)害鏈發(fā)效應(yīng):逆斷層區(qū)域的地質(zhì)條件復(fù)雜,隧道掘進(jìn)可能會(huì)觸發(fā)一系列連鎖反應(yīng),如滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,進(jìn)一步加劇工程風(fēng)險(xiǎn)。
降低穿越逆斷層風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)手段:
1. 詳細(xì)的地質(zhì)勘查:在隧道設(shè)計(jì)之前,進(jìn)行全面的地質(zhì)勘查,包括地質(zhì)調(diào)查、地球物理勘探、鉆探取樣等,以準(zhǔn)確識(shí)別斷層的位置、性質(zhì)和活動(dòng)性,評(píng)估潛在的風(fēng)險(xiǎn)。
2. 先進(jìn)的隧道掘進(jìn)技術(shù):使用現(xiàn)代化的隧道掘進(jìn)設(shè)備,如全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)、盾構(gòu)機(jī)等,這些設(shè)備能夠在掘進(jìn)過(guò)程中提供更好的支撐和保護(hù),減少對(duì)周圍巖體的擾動(dòng)。
3. 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法:采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法,即在施工過(guò)程中根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況調(diào)整設(shè)計(jì)方案,及時(shí)優(yōu)化隧道支護(hù)結(jié)構(gòu),確保隧道的穩(wěn)定性和安全性。
4. 預(yù)加固和注漿技術(shù):在隧道掘進(jìn)前,對(duì)斷層破碎帶進(jìn)行預(yù)加固,如使用錨桿、鋼架、噴射混凝土等,以及通過(guò)注漿技術(shù)填充裂隙,提高巖體的整體穩(wěn)定性。
5. 地下水控制:合理設(shè)計(jì)排水系統(tǒng),采用井點(diǎn)降水、帷幕注漿等方法控制地下水,防止涌水和突水事故的發(fā)生。
6. 地應(yīng)力監(jiān)測(cè)與管理:通過(guò)安裝應(yīng)力監(jiān)測(cè)設(shè)備,實(shí)時(shí)監(jiān)控地應(yīng)力變化,必要時(shí)采取卸載或加固措施,以減輕地應(yīng)力對(duì)隧道的影響。
7. 巖爆和瓦斯突出預(yù)防:對(duì)于可能發(fā)生巖爆或煤與瓦斯突出的區(qū)域,采取爆破減壓、預(yù)置錨索、加強(qiáng)通風(fēng)等措施,降低風(fēng)險(xiǎn)。
8. 綜合支護(hù)體系:結(jié)合不同支護(hù)手段,如錨桿、鋼架、噴射混凝土、預(yù)制襯砌等,形成綜合支護(hù)體系,提高隧道的整體穩(wěn)定性。
9. 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng):建立完善的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)隧道及周邊環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),包括位移、應(yīng)力、滲流等參數(shù),一旦發(fā)現(xiàn)異常立即啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制,及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。
通過(guò)上述技術(shù)手段的綜合應(yīng)用,可以在很大程度上降低穿越逆斷層的風(fēng)險(xiǎn),確保隧道施工的安全和順利進(jìn)行。