工程地质在高速公路建设中的作用.doc

工程地质在高速公路建设中的作用

一、工程地质学与土力学的概念
地质学是研究地球的一门科学，地质学现阶段是以地球的表层（地壳）为主要的研究对象，研究物质的组成，促使地壳运动变化的各种地质作用。随着生产实践的需要和科技发展，地质学已形成许多独立的分支，工程地质学作为地质学的一个分支，主要研究工程设计、施工和正常运用有关地质问题的科学。
土力学是研究土的物理，化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下工程性状的应用科学。它是利用力学知识和土工试验技术来研究土的渗透及其规律，一般认为，土力学是力学的一个分支，但由于它研究的对象是土，其力学性质与刚体、弹性及流体等都有不同。因此，一般的力学规律，在土力学中应结合土的特征加以应用，并且还必须结合土工试验技术来研究土的特性。
工程地质学与土力学虽然研究的方向不同，但研究的目的是相同的，即都是为保证建筑物地基的岩土体稳定和建筑物的正常使用提供可靠的科学依据。所以这两门学科在工程实践中是互相依存、互相渗透，互相结合的。
1、工程地质在工程建设中的重要性
一般的建筑物，例如隧道、桥梁、电站、厂房等，都是建筑在地壳表面兴建和使用过程中，必然会遇到各种各样的地质问题，如果对地质条件事先没有仔细查明或对工程地质问题重视不够,将会给工程建设带来严重后果。
这方面的先例在世界各国都有，例如西班牙的蒙特哈水库，建后不能蓄水，库水通过水库周围石灰岩裂缝和溶洞而漏光；72M高的大坝起不到作用，耸立在干枯的河沿上。再如美国的法兰西斯混凝土重力坝，由于坝基含石膏粘土质砾岩，被水浸后软化溶解，引起坝基漏水，后遭失稳破坏；类似的例子还有很多。
在我国虽然解决许多复杂的地质问题，但也有少数工程对于工程地质条件研究的不够，或对工程地质处理的不当，造成水库、坝基漏水、水库淤积、边岸塌滑及隧道塌方等工程事故。如北京十三陵水库坝基和库区存在着深厚的渗透性较强的古河道冲积层，建坝时未做好垂直防渗处理致使水库不能正常蓄水，后来虽做了坝基防渗墙，但对库区古河道未作处理，水库至今不能满库运行。
由上述可见，在工程建设中，工程地质工作是相当重要的。为解决上述问题，工程地质工作的主要任务是：
建筑地区的工程地质条件，指出可能出现的工程地质问题，并提出解决这些问题的建议，为工程设计、施工和正常运用提供可靠的地质资料，以保证建筑物修建更经济合理和安全可靠的依据。
2、土力学在工程建设中的重要性
工程建设中，土被用作各种建筑物的地基，建筑材料和周围介质。承受建筑物荷载而引起应力变化的部分地层，称为地基；与地基接触的建筑物下部结构，称为基础；基础底面下的，称为持力层；持力层以下的地基范围内的土层，称为下卧层。
在工程建筑中，如果不注意研究土的物理力学性质和工程性状，有时将会产生严重后果。例如加拿大修的一座31M高的谷仓，由于设计时不了解地基下部有软弱土层，建成后，因地基失去稳定而发生严重倾斜，谷仓一侧陷入土中8M多倾斜27°，以致完全不能使用。
再如巴西有一大厦，采用了钢筋混凝土桩，建好后还未投入使用即倒塌。在施工中曾发现地基土有明显变形，但误认为是正常情况未加注意，事后查明是沼泽土，邻近的建筑物采用的桩是26M，而该大厦的桩只有21M，桩未打入较好的持力层，任然是浮于软土层中，因承载力不足而产生严重的后果。
还有我国的山西文河峪水库，在修建过程中，坝的下游发生了滑坡土方达几十万立方米，正在坝下游施工的民工全部被埋在土内，伤亡几十人，后来在坝的上游从40多米相交处开始下滑，给国家造成重大损失，严重影响了水库的发挥。
由此可见，在工程建设中，对土的物理。力学性质研究是否深入，直接关系到建筑物的质量和安全问题。
二、常用的工程地质基本知识
（一）、岩石
岩石是有一种或多种矿物组成的天然集合体，简单的说，岩石就是石头。
1、岩石的分类：
① 岩浆岩（火成岩）
岩石分为三大类: ② 沉积岩
③ 变质岩
（1）、岩浆岩
岩浆岩是由岩浆凝结形成的岩石，岩浆岩又称火成岩，是构成地壳最基本的岩石，约占地壳总量的95%。
（2）、沉积岩
沉积岩分为四个形成阶段是沉积而成的岩石。沉积岩是地壳表面分布最广的一种岩石，占陆地面积的75%，所以对沉积岩特征的研究具有重要意义。
① 风化阶段
沉积岩的形成： ② 搬运阶段
③ 沉积阶段
④ 硬结阶段
(3)、变质岩
变质岩是由于构造运动和岩浆活动等造成的物理化学环境的改变，由原来的岩石成分、结构、构造上发生一系列变化而形成的岩石。
2、岩石的结构、构造
（1）岩石的结构
① 岩浆岩的结构：是指岩石中的结晶程度、晶粒大小、晶体形状以及相互组合关系等。
① 隐晶结构
② 显晶质结构
岩浆岩常见的结构： ③ 玻璃质结构
④ 斑状结构

② 沉积岩结构：是指组成岩石矿物的颗粒大小、形状及结晶程度。
① 碎屑结构
② 泥质结构
沉积岩常见的结构： ③ 结晶结构
④ 生物结构

③ 变质岩的结构
① 变余结构
变质岩常见的结构： ② 变晶结构
③ 碎裂结构
（2）岩石的构造
① 岩浆岩的构造：是指岩石中矿物在空间的排列，配置和充填方式。反映的是岩石的外貌特征。
① 块状构造
岩浆岩的构造： ② 流纹构造
③ 气孔和杏仁构造
② 沉积岩构造：是指沉积岩各个组成部分的空间分布和排列方式。
① 层理构造
沉积岩的构造： ②层面构造
③ 化石构造
④ 结核构造
板状构造
① 片理构造 片麻状构造
③变质岩的构造： 片状构造
干板构造
② 块状构造

块状构造是指岩石中矿物均匀分布，无定向排列的构造。它是大理岩、石英岩等常见的构造。
3、岩石的描述及识别方法
根据以上的知识对岩石进行描述，描述岩石的颜色、结构、构造、矿物成分等。
比如：玄武岩：是分布较广的基础性喷出岩，呈黑、灰绿及暗紫等色，主要矿物成分为斜长石，角闪石，次为黑云母、灰石等，多为细粒隐晶质结构，气孔及杏仁构造，柱状节理发育。岩石致密坚硬，性脆，是良好的建筑材料。
石灰岩：又称灰岩，常呈浅灰至深灰色，主要矿物成分为方解石，含少量的白云石和粘土矿物等，结构致密、质地坚硬、强度较高、遇冷稀盐酸、剧烈气泡、可溶蚀各种岩溶形态。按成因和结构不同，还有生物碎屑灰岩，鲕状灰岩等结构。
白云岩：多为浅灰、浅黄色，矿物成分主要为白云石，其次会有少量方解石。白云岩的外观与石灰岩相似，但滴上冷稀盐酸基本不起泡。硬度较灰岩略大，岩石风化面上常有刀砍状溶沟纹。
砂岩：是由50%以上2—0.05mm的沙粒组成，按颗粒大小可分为粗砂、中砂岩和细砂岩；按碎屑成分又可分为石英砂岩、长石砂岩。胶结物成分为泥质胶结或钙质胶结和铁质胶结；从颜色上分为灰色、深灰、紫灰色，水平层理或斜层理。
页岩：页岩成因与泥岩相同，但具有明显的薄层理（又称页理），岩性致密均一，不透水。根据混入物的成分或岩石的颜色可分为钙质页岩、硅质页岩、碳质页岩等，除硅质页岩强度较高外，其余的易风化，性质较软，浸水后强度显著降低。
板岩：板岩常为深灰、灰绿、紫红等色，变余结构，具明显的板状构造，易裂开成薄板，矿物颗粒细小，主要成分为泥质和硅质。岩性均匀致密。板岩与页岩相似，但页岩较软，没有板状结构和光彩分为原构造和次结构。
三、地质构造
1、地质作用：①外力地质作用。②内力地质作用。
1）、外力地质作用：主要是地球以外的能源，例如太阳辐射能，日月引力能和陨石碰撞等引起。其中太阳辐射能起到最主要的作用。
外力地质作用的表现形式有：风化作用，剥蚀作用，搬运作用和沉积作用等。外力地质作用往往带来地壳物质成分，内部结构，地表形态的缓慢变化。经过漫长的地质年代，可导致地球面貌的巨大变化。比如喀斯特地貌就是经外力地质作用而形成的地貌。
2）、内力地质作用：是由地球内部的能源，列如旋转能、重力能放射性元素衰变产生的热能以及化学能结晶能引起，根据其动力来源和作用方式可分为构造运动，岩浆运动，变质作用和地震等。内力地质作用所引起的地壳岩石发生变形、变位（如弯曲、断裂等）的运动。残留在岩石中的这些变形、变位现象称为地质构造。构造运动在内力地质作用中常起主导作用。
总之，在内力和外力作用下，地壳不断向前发展和变化。
2、 岩层产状：是指岩层在空间的位置。
岩层产状三要素：
1) 、走向：岩层面与水平面的交线；
2）、倾向：岩层面与走向线垂直并沿倾斜面向下所引起的直线称为倾斜线，所指的方向叫岩层的倾向；
3）、倾角：是岩层面和水平面所夹的最大夹角叫倾角。
3、 褶皱构造
岩层受构造应力作用的连续弯曲变形称褶皱构造。
绝大多数褶皱构造是岩层在水平面挤压力作用力下形成的。它在层状岩层中最为明显，在块状岩体中则很难见到。
1）、褶皱构造的基本特征和基本形态
(1)、背斜：背斜通常岩层向上弯曲，两翼岩层向背倾斜，核部岩层时代较老，两翼岩层依次变新，并呈对称分布。
（2）、向斜：向斜通常岩层向下弯曲，两翼岩层相向倾斜，核部岩层时代较新，两翼岩层依次变老。并呈对称分布。
（3）、褶皱构造的野外识别
首先判断褶皱是否存在并区别背斜和向斜，然后再确定其形态特征。
在少数情况下，沿河谷和公路两侧，岩层的弯曲常直接暴露，背斜和向斜易于识别，而多数情况下，由于岩层遭受风华剥蚀，出露情况不好，无法看到它的完整形态。
首先，要垂直岩层的走向观察，若岩层对称重复出现，便可肯定有褶皱构造，相反就没有褶皱构造。其次，分析岩层的新老组合关系，若中间是老岩层，则为背斜；若中间是新岩层，两侧是老岩层，则为向斜。
最后，根据两翼的岩层产状和轴面产状，对褶皱进行分类命名。
4）、褶皱构造对工程的影响
（1）、褶皱核部的影响：褶皱核部岩层由于受水平挤压作用。节理发育，岩石破碎，易于风化，岩石强度低，渗透性强，在石灰岩地区，还往往是岩溶较发育，所以在核部布置各种建筑工程时，必须注意岩层的塌落，漏水即涌水问题。
（2）、褶皱翼部
褶皱翼部布置建筑工程时，如果开挖边坡的走向近于平行岩层走向，且边坡倾向于岩层倾向一致，边坡坡脚大于岩层倾角，则容易造成顺层滑动现象。如果边坡与岩层走向的夹角大于40°，或者两者走向一致，而边坡倾向于岩层倾向相反或者两者倾向相同分布，但岩层倾角更大，则对开挖的边坡稳定性有利。
4、 断裂构造
岩层受力后产生变形，当作用力超过岩石强度时，岩石的连续性和完整性遭到破坏而发生破裂，形成断裂构造。
断裂构造在地壳中广泛存在，毫不疑问，断裂构造的发生将岩体的稳定性、透水性及其工程性质产生较大影响。
根据断裂之后的岩层有无明显位移，将断裂构造分为节理和断层两种形式。
1） 节理：没有明显位移的断裂称为节理。节理在岩层中广泛分布，且往往成组、成群出现，规模大小不一，从几公分到几百米。
节理按成因分为三种类型：（1）、原生节理；（2）、次生节理；（3）、构造节理
2）、断层：有明显位移的断裂称之为断层
（1）、断层要素：断层面、断层线、断层带、断盘、断距
（2）、断层类型：
a、正断层：上盘相对下降，下盘相对上升的断面，断面层的倾角大于45°。
b、逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降的断层，断层石较为弯曲或波状起伏，常有上下方向的擦痕。逆断层一般在构造运动强烈的地质出现较多。
按断层面倾角大小逆断层又分为：
冲断层：断面倾角大于45°；
逆掩断层：倾角45-25°；
辗掩断层：倾角小于25°。
c、平移断层：两层沿断层面作相对水平位移的断层
3） 、断层的野外识别
（1）、地貌标志是直观的标志之一
a、断层崖；b、断层的三角面；c、错断的山脊；d、串珠状湖泊洼地；e、泉水的地貌分布
（2）、地层标志
a、地层沿走向突然中断，而和另一岩层相接触，则说明有断面发生。
b、垂直岩层走向，若发现地层出现不对称现象的重复或缺失，则可判断有断层发生。
（3） 、构造标志：由于构造的应力作用，沿断层和断层破碎带及其两侧，常常出现一些伴生构造变动现象。这些现象是识别和确定断层形状的又一重要标志。常见的这些现象有擦痕，阶步，牵引褶皱及构造岩等。
a、擦痕和阶步：断层两盘互相错动时，在断层石上留下的摩擦痕迹称为擦痕，有时在断层面上存在有垂直于擦痕的方向的小台阶称为阶步。
b、牵引褶皱：断层两盘相对错动时，断层附近的岩层因受摩擦力作用而发生弧形弯曲，形成的拖拽现象，称为断层的牵引褶皱。
c、构造岩：是指沿断层发生时，由于构造应力的作用，是断层带中岩石的矿物成分，结构、构造等发生强烈变化，变形成新的岩石，主要有断层角砾岩，断层泥、麻梭岩等。
这里需要说明的是，并非每一条断层都具有上述特征，而且有些特征也并非是断层的专利。所以在野外识别断层时，要从多方面综合考察，才能得出可靠的结论。
（4）、断层性状的判断，在判断出断层存在的前提下，需要根据两盘相对运动的方向来判断断层的性质，来确定出是正断层、逆断层、或平移断层。
4）、断裂构造对工程的影响
断裂构造的存在，破坏了岩体完整性，降低了岩体的强度，增大了岩体的透水性，加速了风化作用，地下水的活动及岩溶的发育，可能对工程建筑产生影响。
（1）、断层破碎带力学强度低，压缩性大，建于其上的建筑物地基易产生较大的沉陷，还会使建筑物产生集中渗透。
（2）、跨越断层构造的建筑物，由于断裂带及其两侧上，下盘的岩体可能不同，易产生不均匀沉降。从而进一步影响建筑物的稳定。
总之，研究地质构造对工程影响甚大，不同的构造形态和不同的构造对工程建设的影响是截然不同的，而研究地质构造就必须掌握地质年代和岩层产状。

四、物理地质作用
工程地质学是把建筑物稳定安全或经济效益有一定影响的自然产生的地质作用，称为物理地质作用。这里只简要介绍与公路工程建设密切相关的风化作用，岩溶、滑坡、地震等物理地质作用。
1、 风化作用
接近地表的岩石在太阳辐射、水和生物活动等因素的影响下，使岩石遭受物理和化学的变化，称为风化，引起岩石这种变化的作用叫风化作用。
风化作用能使岩石成分发生变化，把坚硬的岩石变成松散的碎屑或土层，降低岩石的力学强度，风化作用又能使岩石产生裂隙，破坏岩石的完整性，影响斜坡和地基的稳定。
风化作用类型：a、物理风化；b、化学风化；c、生物风化
在自然界中，上述三种风化作用是彼此并存，互相影响的，在不同地质，它们的强弱有主次之分，干燥和高山地区以物理风化为主，而在较湿或多雨地区以化学风化为主。
根据建筑物的规模和不同类型，对强度的要求和工程处理措施是不同的，对大多建筑物来说，并不是将风化岩石全部挖掉，基础置于新鲜岩石之上，而是在保证建筑物安全稳定，经济合理的前提下，只对风化严重的工程地质状态不能满足设计要求的岩体，加以开挖或进行工程处理，而对那些风化轻微，稍加处理后就能满足要求的岩体就不必开挖。所以，为了说明岩体的风化程度及变化规律，正确评价风化岩石对工程建筑的影响，就必须对岩石进行分级将岩石的风化程度分为：全风化、强风化、弱风化、微风化和岩石的新鲜岩石，5个等级。
2、流水的地质作用
1）、泥石流：是发生在山区的一种含有水和大量泥沙块的特殊洪流。它的形成条件是山坡及沟谷坡度陡、汇水面积大、汇水区域内有厚层岩石风化碎屑覆盖，且山坡植被覆盖率低，降水强度大或短期内水雪迅速消融，为泥石流活动创造了条件。
3、岩溶
岩溶是指可溶性岩石（主要是灰岩，白云岩及其他可溶性碳酸盐类岩石）部分区域，岩石长期受水的淋漓、冲刷、溶蚀等地质作用而形成的一些独特的地貌景观，如：溶洞、落水洞、溶沟、石林、石笋、钟乳石、暗河等。
1） 、岩溶形成条件：岩溶的发生和发展，受多种因素影响。形成条件有：
a、岩石的可溶性和透水性
b、水的溶蚀性和流动性
前者是产生岩溶的内在因素，后者是产生岩溶的外部动力。
岩溶的发育必须有可溶性岩石存在，由岩石的溶解度可知，能造成岩溶的岩石可分为三组：a、碳酸盐类岩石：如石灰岩、白云岩和泥灰岩；b、硫酸盐类岩石：石膏和硬石膏；c、卤素岩类：岩盐
卤素溶解度最大，碳酸盐类溶解度最小，但碳酸盐岩分布最广，在漫长的地质年代中，所形成的溶蚀现象能够保存下来，因而一般所谓的岩溶，大都是指在碳酸盐岩中已形成的各种地质地貌现象
2） 、岩溶的分布规律（略）
3） 岩溶区的主要工程地质问题
碳酸盐类岩石在我国分布广泛，仅地表出露的面积就有120万KM²,约占全国面积的12.5%，尤其在广西、贵州、湘西、川东等地较为集中。
由于岩溶的发育致使建筑物场地和地基的工程地质条件大为恶化，因此在岩溶地区修建各种建筑物时，必须对岩溶进行工程地质研究，以预测和解决因岩溶而引起的各种工程地质问题。归纳起来，岩溶地区工程地质有以下两大类。
(1)、渗漏和突水问题
由于岩溶地质的岩体中有许多岩隙、溶洞、漏斗、暗河等，在基坑开挖和隧道施工中，岩溶水可能突然大量涌出，给施工带来困难，在经济上造成不合理。如果发现有此类现象，必须采取合理的施工措施，采取引、堵、躲、避开等方法进行处理。对岩溶突水的处理，原则上以疏导为主。
（2）、地基稳定性及塌陷问题
在施工建筑物地基中若有岩溶洞穴，将大大降低地基承载力，容易引起坍塌，使建筑物遭到破坏。
在岩溶地区工程设计前，必须充分考虑进行工程地质勘查工作，搞清建筑物地区岩溶的分布和发育规律，正确评价它对工程的影响和危害。
4、 斜坡的地质作用
在自然作用下形成的向一个方向倾斜的地段，斜坡在一定的自然条件和重力作用下，常使在其上的部分岩体发生变形和破坏，给各种建筑物（如隧道、桥梁、铁路、公路等）的建造和使用带来极大的困难和危害，有时甚至造成巨大的灾害。
1）、斜坡的破坏类型：蠕变、崩塌、滑坡、剥落。
(1)、滑坡：在重力作用下，沿斜坡内一个或几个滑动面整体向下滑动的现象，称为滑坡。常掩埋村镇，中断堵塞交通，给工程到来重大危害。所以在工程建设中必须对滑坡进行详细勘察。研究其发生原因及发展规律，提出合理的防治措施。
滑坡的组成及类型：滑坡体、滑坡床、滑动面、滑动壁。
如何判断滑坡：与原岩分离并向下滑动的岩土体称滑坡体。滑坡体前缘伸出部分称滑坡舌；因受推移挤压，前缘可隆起成鼓丘和鼓张裂隙；后缘部分因受张力而产生拉张裂隙；在滑坡体的两侧还可产生剪力裂隙；滑坡体上常可看到树木倾斜倒歪的醉汉林和马刀树。
（2）、滑坡类型：按其物质成分分为土层滑坡和岩层滑坡。按滑动面和层面关系可分为：均质滑坡、顺层滑坡和切层滑坡。
2）、影响斜坡的主要因素：
（1）、地形地貌：一般深切峡谷，陡峭的岸坡地形容易发生边坡变形和破坏。通常呈地形坡度越陡，坡度越大，对边坡稳定越不利。
（2）、岩石性质：岩性直接影响斜坡岩体的稳定及其变形破坏形式。
（3）、地质构造：在褶皱、断裂发育地区，岩层倾角较陡，节理、断层纵横交错，是产生坍塌滑坡的主要因素。
（4）、水的作用：地面水的侵蚀冲刷作用，可致变斜坡外形，造成坡脚掏空影响斜坡岩体的稳定性。地下水不仅增加了斜坡岩体的重量，产生了静水压和渗透压力，使渗流面上的岩石软化或泥化，导致岩体变形或滑动破坏。
（5）、风化作用
（6）、地震
（7）、人为因素：主要表现在各种工程建筑使边坡总体承受工程荷载作用，在这些荷载作用下，边坡会变形破坏。
3）、斜坡变形破坏的防治
（1）、防治的原则是以防为主，及时治理，经济可靠。
（2）、防治措施：
a、防渗与排水。排水包括地表水和地下水，这是目前整治不稳定边坡效果较好的方法；疏导地下水一般采用排水和钻孔排水方法降低地下水或排除已渗入坡体的水。
b、削坡、减载、反压。
c、修建支档建筑物，如挡土墙或支撑墙。
d、锚固措施
e、其他措施：如水泥护面，抗滑桩、灌浆等
4）、地震：
是地球内部积聚的应力突然释放所引起的地球表层的快速振动。地震的破坏力极强，给人们的生产生活及工程建设带来极大影响，甚至毁灭性的灾难。例如76年唐山大地震，造成24万人死亡，16万人受伤，又如08年汶川大地震，造成10多万人死亡或失踪。
（1）、地震的震级与烈度
地震有强有弱，用来衡量地震强度大小的两把尺子，一把叫地震级，另一把叫地震烈度。
A、地震级是指一次地震时，释放出来的能量大小，用“里氏震级”表示。每次地震只有一个震级。
B、地震烈度：是指地震时，地面及房屋等建筑物受到的影响和破坏程度，烈度用“度”表示。
对于同一地震，不同地区，烈度的大小是不一样的。距震源近，破坏就大，烈度就高，反之，距震源远，破坏就小，烈度就低。
在一般情况下，VI以下的地震不会对建筑物造成破坏，无需设防，但在IX度以上的地震区域不适应设立建筑物。在进行工程设计时，常用地震烈度有基本烈度和设计烈度。
a、基本烈度：是指某地区在今后100年内，在一般场地条件下可能遭遇的最大烈度。
以上所指的地区，并不是一个具体的建筑物地区，而是指一个较大的范围，例如一个县、区或一万平方公里范围的地区。一般场地条件是指上述地区范围内普遍分布的地层岩性、地形地貌、地质构造和地下水条件。
b、设计烈度：是根据建筑物的重要性和等级，针对不同的建筑物，将基本烈度加以调整，作为抗震设防的依据。也是建筑设计的标准。
C、地震对公路工程的影响及防震措施
a、地震对公路工程的影响，强震会毁坏路基、桥梁、隧道等工程的建设，或引起巨大的山体崩塌，使公路工程边坡破坏，河流致变，交通堵塞，还可以引起沙土液化，使山体滑落，给工程建设带来困难。
b、防震设施：①、工程选址应避开大的断层破碎带。②、尽量避免将建筑物放置在一部分为基岩，另一部分为较弱土层的地带上。③、边坡稳定安全系数，地基承载力等相应的要提高，岸坡建筑物尤应保证稳定，同时要尽量远离过陡、过高、不稳定的斜坡地段。④、正确确定设计烈度，以便从建筑物建构等方面进行抗震设防。
五、不良地质对施工中的影响及防治措施
（一）富水断层破碎带对施工的影响及防护措施：
在隧道施工中往往会遇到断层破碎带，富水软岩及大量涌水地段，给隧道施工带来严重困难，在富含地下水的情况下，岩体强度很低，自稳性很差的围岩，大量涌水是隧道施工中常见的不良地质现象。
地下水一般处理原则是以堵截为主，排引为辅，堵截地下水的方法主要有两种，一个是整个富水段进行注浆止水，使围岩在原有的基础上整个综合指标得以改善，另一个是对富水地段岩隧道开挖轮廓线以外进行环形注浆。形成止水帷幕，防止或减少地下水进入开挖工作面，主要措施有浅孔注浆，管棚注浆，小导管注浆等方法。排水辅助措施有导坑、钻孔等方法，目的是排水降压。
为了保证施工中万无一失，一般在开挖前采取超前支护，超前支护一般采取超前锚杆或超前超前小导管，对于地下水位较大的隧道，开挖前一般还要采取排水措施。排水主要采取钻孔，钻孔深度应超出注浆范围。

（二） 对岩溶及岩溶水的处理
1、对岩溶的处治
本项目的隧道，基坑穿越的灰岩地段，可能发育岩溶，为此，在施工阶段应加强地质工作，查明岩溶分布情况，发育形态及发育规律，查明溶洞、溶穴的填充物的物理力学性质及地下水发育状况，运动规律等。然后根据溶洞的大小，所处的位置，填充物情况及地下水发育状况区别对待。根据岩溶的变化形式，采取如下措施：
1）、一旦发现岩溶出露时，应立即采取有效的勘察手段，查明岩溶的发育规模和规律。
2）、对开挖轮廓线以外的孤立小溶洞，根据溶洞与隧道的位置关系，采取相应的处理措施。比如：a、在拱线上的小溶洞，清除溶洞填充物后，采用喷锚挂网进行临时支护，并在初期支护上预留泵送混凝土孔，立即铺挂防水板，待浇筑二次衬砌。b、对拱墙以下小溶洞，可采用低标号混凝土回填密实。c在基底以下的小溶洞，采用低标号混凝土回填密实即可。
3）、对隧道开挖轮廓线较大的溶洞，原则上根据因地制宜进行处理。对大型溶洞，首先探明岩溶的发育规律以及与隧道的相互关系，然后上报建设单位。由设计单位进行施工过程中的专项处治设计，涉及的处置措施可能有超前注浆加固，洞内超前大管棚，径向加固围岩，回填置换或旋喷桩加固基础，桥梁，地基梁，管梁的形式。
4）、岩溶处治施工中，应做好记录，并载入竣工文件。
2、岩溶水的处治
在施工过程中，如果出现有岩溶地下水涌出时，一般采用堵、排水措施，前者包括注浆堵水，后注浆堵水和补浆堵水等措施，在一般情况下是考虑“以堵为主，限量排放”的原则，进行岩溶水的处理。
3、溶蚀带的处治：在开挖后或通过超前预报没有发现有明显的溶洞或管道，但围岩自稳性较差，富含泥沙，孤石等多种围岩山体被溶蚀形成的充填物，可参照前述的溶洞和岩溶水处治措施。

（三）岩爆对施工中的影响及处治措施
在高应力的作用下，脆性岩体中，由于施工中爆破扰动原岩，使掌子面和拱顶附近的岩体突然释放出潜能，产生脆性破坏，有时会突然爆裂，石块应声而下，给施工带来极大的安全隐患。在施工中为了控制或改变这些因素，防止岩爆发生的措施主要有两个：一是强化围岩；二是弱化围岩。强化围岩的措施很多，如喷射混凝土，锚杆加固，锚喷支护，紧跟混凝土衬砌等。这些措施的出发点是给围岩一定径向约束，使围岩的应力状态从平面应力状态转向三维应力状态。已达到延缓或仰制岩爆发生的目的。弱化围岩的主要措施是注水，超前预裂爆破，排孔法，切缝法等。注水的目的是改变岩石的物理力学性质，降低岩石的脆性和储存能量的能力。