公路隧道施工塌方成因及處理措施

張永杰

摘 要；對(duì)于公路隧道鉆爆法施工的防坍方問題的處理，是保證隧道施工安全和工程質(zhì)量的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。本文主要分析了公路隧道不良地質(zhì)情況引起的塌方原因，并探討了預(yù)防、處理措施。

關(guān)鍵詞：公路隧道 施工 塌方 原因 處理

中圖分類號(hào)：U44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）04（c）-0037-01

在公路隧道施工過程中，基本都是采用了傳統(tǒng)的鉆爆法施工法來解決問題，正因其炸藥爆破所產(chǎn)生的振動(dòng)效應(yīng)，嚴(yán)重破壞了原有巖體內(nèi)部應(yīng)力所具有的原來的平衡，當(dāng)存在不恰當(dāng)?shù)氖┕し椒ɑ蛘卟涣Φ闹ёo(hù)狀況，失穩(wěn)的圍巖就會(huì)有坍塌發(fā)生。這就要求認(rèn)真處理好公路隧道鉆爆法施工防坍方的問題，由此確保隧道施工安全與工程的高質(zhì)量。

1 公路隧道施工塌方的成因分析

1.1 斷層

斷層作為不良地質(zhì)現(xiàn)象問題在隧道施工中比較司空慣見，一系列隧道塌方、大變形等隧道施工地質(zhì)災(zāi)害就是因此而生。這將嚴(yán)重破壞掉隧道圍巖的穩(wěn)定性，促使巖體的物理性能改變和圍巖的整體強(qiáng)度降低問題的出現(xiàn)。這就要求施工中，要切實(shí)做好對(duì)斷層的超前預(yù)報(bào)的各種有效措施。其關(guān)鍵是運(yùn)用好斷層探測(cè)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)主要有這樣一些基本環(huán)節(jié)：（1）通過淺層高分辨地震勘探來對(duì)斷層淺部的進(jìn)行有效的探測(cè)。（2）以電法勘探通過分析地下介質(zhì)的電性特征來對(duì)不同深度的活動(dòng)斷層進(jìn)行研究，其有著精確度較低的缺陷。（3）通過地質(zhì)雷達(dá)（探地雷達(dá)）的高頻率電磁脈沖來勘探地下物質(zhì)的分布狀況，有著分辨率比較高的優(yōu)點(diǎn)。（4）采取井間層析（CT）技術(shù)的電磁波、聲波、電阻率層析成像有效手段，以電磁波有效的成像來判斷地下介質(zhì)的具體狀態(tài)。

1.2 巖溶

對(duì)隧道工程產(chǎn)生影響的巖溶主要包括巖溶水、巖溶洞穴及其填充物之類所導(dǎo)致的危害問題。由于巖溶水在隧道圍巖范圍內(nèi)的存在，就導(dǎo)致隧道圍巖工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件發(fā)生了某些變化，其存在地下洞體內(nèi)而導(dǎo)致隧道產(chǎn)生部分懸空現(xiàn)象，由于隧道底部的溶洞大量存有厚度大且松軟充填物或暗河水流，這就為有效處理隧道基底增加了難度。

1.3 涌水

這主要由于隧道開挖期間，突然有下暗流或泉眼等冒了出來，很可能就發(fā)生隧道內(nèi)的塌方，也就非常易出現(xiàn)攜帶泥石等將隧道內(nèi)通道堵塞，使隧道內(nèi)圍巖的地質(zhì)情況產(chǎn)生改變，事故就可能產(chǎn)生。

2 公路隧道施工預(yù)防坍塌應(yīng)采取的措施

當(dāng)開展公路隧道施工期間，就應(yīng)做到以下幾方面。

2.1 防排水

這就需要將注漿處理措施于施工之前或期間，盡量將開挖范圍外之水盡量堵在洞外。

2.2 短開挖

這需要控制住圍巖石質(zhì)較差地段的每循環(huán)開挖進(jìn)尺，要緊貼掌子面每次立一榀工字鋼拱架和拱架，盡量保持拱頂與拱架間之間留有空隙。

2.3 強(qiáng)支護(hù)

針對(duì)圍巖和地壓現(xiàn)狀，加大初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，并加大拱架的本身剛性強(qiáng)度和噴射砼的厚度，減小拱架間距。另外，還可采取模注砼盡早封閉的措施。

2.4 快襯砌

若有必要?jiǎng)t應(yīng)同時(shí)進(jìn)行二次襯砌與開挖工作面的工作，盡早把襯砌成環(huán)，一起與初期支護(hù)受力。

2.5 勤檢查

可派專人檢查和量測(cè)支護(hù)及圍巖等變形情況，若發(fā)現(xiàn)異常，則立即緊急處理好。還要將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)做妥當(dāng)，及時(shí)掌握好前方的地質(zhì)和水文條件動(dòng)態(tài)。

2.6 采取合理方案

應(yīng)制定并實(shí)施合理正確的施工方案，可最大限度地避免出現(xiàn)隧道塌方這類安全事故。

2.7 變更設(shè)計(jì)

當(dāng)隧道掘進(jìn)施工期間，特別需要對(duì)圍巖變化情況隨時(shí)觀察，及時(shí)跟蹤觀察現(xiàn)場(chǎng)揭示的巖性和勘察、設(shè)計(jì)巖性差別等細(xì)節(jié)，做及時(shí)性的設(shè)計(jì)變更。

3 公路隧道施工處理坍塌的措施

3.1 較小體積塌方的處理

要把已在塌方范圍內(nèi)所做的噴錨或較為牢固的支撐架設(shè)好，按照先上后下從兩端或一端把塌方逐步清除，并且周密觀察拱頂及周邊的圍巖的細(xì)微無變化情況，以免導(dǎo)致出現(xiàn)二次塌方。臨時(shí)支撐應(yīng)做到隨挖隨架，讓緊頂?shù)剿幻嫔稀?/p>

3.2 較大體積塌方的處理

若塌體堵塞難以進(jìn)入塌方范圍內(nèi)做支護(hù)，可以長(zhǎng)管棚或注漿來加固塌體，等其穩(wěn)定再以“穿”的辦法開挖塌體，然后及時(shí)襯砌。倘若塌方段圍巖整體性較差或富水，可采取預(yù)注漿加固該段周邊圍巖的措施。

3.3 塌方冒頂?shù)奶幚?/p>

可對(duì)其采取先支護(hù)陷穴口和錨噴封閉洞穴周圍巖面的措施，以免洞內(nèi)二次開挖塌體時(shí)再發(fā)生上頂二次坍塌。當(dāng)遭遇比較差的地質(zhì)環(huán)境，就應(yīng)采取打設(shè)錨桿或地表注漿加固陷穴口周邊地表等相關(guān)措施。

3.4 一般塌方段的處理

可采取緊密支撐模注襯砌背后與塌腔周壁間的方法，對(duì)塌方襯砌背后空洞做處理。遭遇到比較小的塌方就應(yīng)回填密實(shí)漿砌片石或干砌片石。而塌腔比較大，就應(yīng)回填2米厚度的漿砌片石，可于其上空間以鋼支撐等下把穩(wěn)定圍巖頂住。當(dāng)有塌方冒頂出現(xiàn)，就應(yīng)上頂回填爐渣及土的荷載，來確定支護(hù)及模注襯砌的類型，把強(qiáng)度設(shè)計(jì)好后，就馬上冒頂回填，要對(duì)夯填密實(shí)回填及封層多加注意，以免出現(xiàn)塌陷進(jìn)水。

3.5 加強(qiáng)防排水工作

要治坍必須先治水，要防止坍體或地下滲入地表水，將地下水引截避免其滲入坍方地段，導(dǎo)致擴(kuò)大坍方的局面出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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