[公路隧道不良地质灾害处治措施数据库研究]地质灾害和自然灾害

　　摘　要：随着我国基础设施的建设，我国公路隧道设计、施工技术有了飞速的发展。由于隧道工程的数量越来越多，遇到的地质条件越来越复杂，因此在公路隧道施工中地质灾害频繁出现，为我们提出了许多棘手的技术处治问题。“公路隧道不良地质灾害处治措施数据库管理系统”是基于Visual Basic 6.0软件技术开发的，对隧道施工中遇到的各种地质灾害及其相应的处治措施进行了归纳和总结，并收集了许多灾害处治的工程实例，为以后隧道施工灾害处治措施方案的制定提供经验资料和意见。
　　关键词：道路工程；数据库；公路隧道；地质灾害；处治措施。
　　1 引言
　　由于隧道工程是隐蔽工程，人们事先根本无法准确了解其工程地质情况，只能通过现有的测试手段基本了解其所处的地质环境等基本地质资料，因此给隧道设计和施工带来很大的盲目性，从而使得施工中经常出现预料不到的大规模塌方、冒顶、涌水等工程事故，事故一旦发生，轻则影响施工、损坏施工机械、增加工程造价、损失国家财产，重则造成极大的人员伤亡，而且事故发生后的处理工作难度大，带来极大的负面社会效应[1]。针对此,本数据库前期工作主要以公路隧道施工诱发的各种可能的地质灾害为研究对象，通过研究不同隧道中出现的不同地质灾害概念与特征、发生条件,建立公路隧道开挖不良地质灾害体的预处治技术、施工灾害应急预案及综合防治措施，从而形成一套较完整的复杂地质条件下公路隧道施工地质灾害安全保障技术。
　　本文主要就常见地质灾害处治措施和数据库系统两部分作相应介绍。
　　2 隧道施工中常见地质灾害类型及防治措施
　　在隧道工程施工中，常见的地质灾害类型有：塌方、涌水和突水、岩溶塌陷、山体变形和支护开裂、泥屑流、岩爆。这些灾害发生的条件虽然不同，但它们对隧道施工造成的危害却是类似的[2]。这里简要介绍两种经常发生的灾害类型。
　　2.1 隧道塌方及其处治措施
　　塌方是因地层结构不良，雨水冲刷或修筑上的缺陷，隧道的顶部突然坍塌，也说坍方[3]。塌方是隧道施工中最常见的灾害现象之一，由于围岩失稳所造成的突发性坍塌、堆塌和崩塌，常会造成严重的安全事故。如日本1984～1997年间，在隧道施工中死亡的220人中，因崩塌而死亡的占26%；意大利和瑞士之间的勒奇山隧道(14.6km)因坍塌死亡25人；我国成昆铁路427座隧道，总长314m，施工开挖期间约有25%隧道发生过大型的塌方；川黔线凉风垭隧道(4.27 km)因断层泥遇水膨胀使平行导坑及正洞遭受巨大压力，从而出现拱顶大量塌方，支撑压裂拱圈和边墙[4]。
　　关于塌方的处治措施，根据不同的地质情况、塌方范围等均有不同的处置技术，目前塌方的处理原则一般是先加固，防扩展，后处理的原则，要求处理塌方宁早勿迟，宁强勿弱，实践证明塌方发生后在一段时间内就会趋于稳定，形成自然拱，而自然拱的高度、宽度与普氏平衡拱理论计算结果基本相符，以平衡拱理论和“新奥法”原理为依据来指导塌方处理经实践证明是行之有效的[5]。对松散、破碎围岩体隧道的塌方，可采用提高围岩的整体强度和自稳性的措施加以处理，如施工中常用的超前长管棚、超前锚杆及加固注浆、超前小导管注浆等施工措施预防隧道塌方。如杭州—金华—衢州高速公路新岭隧道采用长度为45m的108mm×6mm超前长管棚+注浆预支护措施，避免了因公路浅埋隧道跨度大、结构受力复杂、施工难度大、岩松散破碎、自稳能力差的特点而易发生的塌方事故。对于开挖断面较大的隧道，通过软弱围岩区域可采取分步开挖，为了减少围岩的暴露时间，开挖后应立即支护，从而可提高隧道围岩体的自稳性[6]。
　　2.2涌水和突水及其处治措施
　　突水是隧道隧洞施工中仅次于塌方的最常见的地质灾害之一。特别是在我国降雨量较大地区施工中的隧道隧洞更为常见。造成突水最为常见的不良地质是断层（断层裂隙水）、大型溶洞和暗河（岩溶水），煤系地层中的采空区（老窖积水）和金属、非金属矿山老积水。其中以突水和携带大量碎屑物质的涌水危害性最大[7]。据不完全统计，我国1992年以前已建成的铁路隧道中，有五分之四在施工中不同程度地发生过涌水灾害，其中有30座属大型涌水；著名的大瑶山隧道中段地表塌陷、F9断层上盘压碎岩段大量塌方和涌水，遇到0.5m3/s的突水、射程达8～10m；家竹箐隧道在1995年的建设中，洞内多处发生岩溶管道涌水，水量达8×104m3/d，由于涌水发生在高洞口端而无法自行流向洞口排放，致使几次淹没隧道迫使停工。
　　随着隧道建设不断向长大深方向发展，加之我国岩溶地层分布广泛，岩溶问题处处可见。由于岩溶引起的涌水、突水的地质灾害也随处可见。这些年来隧道工程界进行了多方面的试验研究，对岩溶隧道涌水的治理原则和方法，有了新的认识和新的想法，而且研究了新的技术，即以堵为主，适当辅以截排措施的治水原则，在措施上采用预注浆技术封堵岩溶水。目前“以堵为主”的涌水处理方法一般有4个基本步骤：超前预报、预注浆堵水、强支护、短台阶开挖。预注浆封堵这项技术已在多个岩溶极为发育，涌水量很大的新建隧道中应用，取得了较好的效果[8]。云南大理老青山隧道采用了预注浆堵水处理,注浆前涌水量达8.57m3/h，注浆后检查孔出水量只有1.8m3/h，恢复了施工，而且效果较好。又如成渝高速的缙云山隧道也采用了以堵为主的处理原则，开挖前对可能涌水的部位进行了预注浆处理，开挖时未出水,达到了注浆效果。
　　3 数据库管理系统介绍
　　3.1数据库系统的基本原理
　　数据库技术是一门信息管理自动化的新兴学科,是计算机科学的重要分支，是数据处理的重要手段。它于上世纪六十年代中期萌芽，六十年代末和七十年代初开始发展。随着国民经济的飞速发展，它在教育、军事、文化、科研、商业和管理等方面的应用日益广泛，越来越受到人们的普遍重视。
　　数据库一词由英文database译得，简称DB。六十年代以来，有许多从事数据库研究的专家都给出了数据库的定义，从不同的角度去描绘数据库。一种较通用、全面的定义是：应用服务；数据的存储独立于使用它的程序；对数据库插入新的数据、检索或修改原有的数据均能按一种公用的和可控制的方法进行；数据被结构化，为今后的应用研究提供基础。当某个系统存在结构上完全分开的若干数据库时，则说该系统包含一个数据库集合[9]。