探討高速公路隧道施工塌方及控制策略

盧 相

（中鐵十一局集團第二工程有限公司，安徽 安慶 246661）

**至**段高速公路隧道由于受到地質、地貌、地形、地下水、施工等最多因素的影響，從而導致隧道內外出現了塌方，給隧道施工帶來了嚴重的阻礙，施工工期、施工進度都受到了不同程度的影響，隧道內部塌方以及地表的山體塌陷詳見下圖1、圖 2 ：

圖1 隧道內塌方圖

圖2 地表山體塌陷坑圖

1 高速公路隧道出現塌方的原因

1.1 不良地質

由于高速公路隧道段處于薄層巖體的小曲褶、錯動發育區域或者是穿過斷層地段，很容易在開挖之后出現圍巖時文、潛在應力釋放過快等現象，小則圍巖出現塌落、掉塊現象，大則引起隧道塌方。

1.2 地形、地貌因素

其一，高速公路隧道穿越了地表存在水源的地段；其二，穿過地層覆蓋相對薄弱的地段；其三，對于高速公路隧道塌方來說，滑坡、地質、斷層等等都是威脅其洞口安全、洞身溫度的主要因素。

1.3 地下水因素

由于地下水的軟化、溶解、浸泡等多種作用，也容易造成隧道出現塌方現象。

1.4 其他原因

其一，設計方面：由于高速公路隧道施工之前沒有對該區域的地質進行詳細的勘察，沒有選擇合適的支護方法，其支護設計的剛度、強度都沒能達到設計標準；其二，施工：施工的技術、施工工藝、施工順序等等選擇不當以及施工操作錯誤，都可能引起隧道出現塌方現象。

2 高速公路隧道塌方的控制與整治措施

2.1 洞口塌方的處理措施

如果塌方屬于中小型，就可以從上至下將塌方體清除掉，然后再根據清除之后坡面的具體情況，再決定是否可以使用刷坡卸載，與此同時，還應當通過噴錨網的方式從上至下對仰坡進行加固處理。其中，針對塌方較為嚴重的區域，可以使用挖臺階的方式，先將塌方體當中的殘渣完全清理干凈，在加固施工中，可以采用噴錨網的方式進行，防護上主要是在仰坡面適當的區域設置漿砌片石擋墻來維持其穩定性。

例如：**至**段高速公路隧道其中一次塌方是由于洞口附近的山體出現了滑動現象，在發生了塌方之后，滑動體還處于不穩定狀態，就應該先將滑動體加固，再處理塌方。其中，預應力錨索、抗滑樁、長錨桿都可以用于滑動體的加固處理。當仰坡加固完成之后，針對洞口處已露空洞身，可以采取明洞襯砌或者是暗洞明做的方式，拱圈上部可以漿砌片石，也可以回填土石。

考慮到仰坡坍方處理之后的穩定以及仰坡坍方整體規模情況，可以適當加強對洞內二次襯砌，比如采用鋼架混凝土襯砌或者是襯砌厚度增大等方式。

2.2 洞內塌方處理

2.2.1 初期處理

為了避免塌方體進一步發展，就需要做好初期處理：

第一，將塌方體封閉，對塌方體后方進行加固處理。在普氏平衡拱理論當中指出：在一定的地質條件之下，開挖的寬度與塌方的實際高度是成正比的，也就是說如果不再改變開挖的寬度，就不會再由新的坍塌出現，對于塌方的高度，我們可以使用塌方高度計算公式來計算，從而判定塌方的高度與理論中的寬度計算值的差距，從而來對塌方的穩定程度加以判斷。考慮到圍巖不可能如象普氏理論假設中所說的是均質，也就導致塌方的實際輪廓也不可能成為理想化的拋物線。對于塌方穩定判斷做出定性之后，也不能夠將不部分松動掉落的小石塊忽略掉。

第二，如果塌方已經延伸到了地表處，就需要針對塌方漏斗地表做好截水處理，必要時，為了防止地表水的灌入，可以在其上搭建遮雨棚。在處理完洞內之后，可以用土石進行夯填，并且夯填的高度應當高于原本地面一節，用于填土穩定下沉之用，當回填土不再下沉，就可以用漿砌片進行鋪砌處理。

2.2.2 塌體處理

第一，小導管注漿法：一般用于區域之內地質條件差、土質松散，并且沒有出現大氛圍塌方的段落。在施工處理當中，主要是采取預注漿對松散圍巖以及塌方體進行加固，再配合上錨噴混凝土和鋼拱架配合進行處理。

第二，三臺階開挖法：“強支護、短進尺、弱爆破、勤測量、早封閉以及緊襯砌”是在新奧法原理當中所提到的施工原則，需要是針對軟巖地區或者是塌方段落施工中。三臺階開挖法主要是通過人工風鎬的方式，配合挖掘機和微弱爆破進行塌方處理，剩余殘渣通過挖掘機和裝載機送至自卸汽車上，然后運送出隧道；在每一次的進尺循環中，需要保持一榀拱架間距，如此才能夠確保在圍巖不受擾動的情況下順利通過塌方地段。

第三，二次襯砌加強及回填法：由于塌方段落比未塌方之前的襯砌荷載要打，因此要加強襯砌。其中，混凝土強度等級的提高以及襯砌內加鋼筋或者鋼軌是襯砌加強最優先選擇的方式，以及進一步采取塌穴穩定加固的方式來減小襯砌荷載。在回填過程中，盡量避免使用較為松散的材料。

總之，在高速公路隧道施工中，塌方是最常見的事故之一。無論是地質條件的內因，還是事故發生的外因，對高速公路隧道的穩定都會產生嚴重的影響。因此，在高速公路隧道施工當中，我們必須重視塌方，當然也不能夠忽視小型塌方所埋下的隱患。無論塌方大小，只有引起足夠的重視，才能夠確保施工在安全、有序地環境下進行，也只有這樣測操作，才能夠確保施工人員的安全，才能夠保障高速公路隧道施工的安全，為施工企業帶來更多的經濟效益。

[1]陳仁東，吳金剛.某隧道塌方原因分析及處理方案[J].現代隧道技術，2010，(06):111-112.

[2]徐敦敏，劉培榮，孟伶俐.隧道塌方區的施工處理與有限元分析[J].鐵道建筑，2007，(10):77-79.