高速公路隧道塌方原因及對策的相關思考

胡家和

摘 要：本文以某高速公路中的隧道工程為例，從水文因素、地質因素、人文因素三方面上對發生隧道右洞塌方冒頂事故的原因進行了深入的研究，并提出了處理高速公路隧道塌方事故的對策。

關鍵詞：隧道塌方 工程地質 地表塌腔

由于我國公路隧道建設起步晚，發展至今還存在很多問題，再加上隧道本身開挖斷面大等特征，直接影響著我國公路隧道建設水平。結合我國公路隧道實際施工狀況來講，塌方事故、大變形事故、巖爆事故這三種事故發生率極高，一旦發生不但會影響著工程建設工期，而且還會加大工程建設費用，甚至還會威脅著施工人員的生命安全，同時如果沒有有效的、合理的處理這些事故，還會為后續工程埋下隱患，嚴重影響著公路工程建設整體質量。

1.工程實例概況

某一隧道是分離式隧道，此隧道左洞是單向行車雙車型隧道，右洞因為出洞口距離某樞紐互通匝道出口太近，很難準確確認車輛轉向標志，所以在右道兩個行車道右邊添加了輔助轉向車道，也就是此隧道右洞是單向行車三車道隧道。如圖1為隧道工程布置圖。

2.導致我國公路隧道塌方的幾方面原因

2.1工程地質的原因

此隧道工程是一種地下工程，在多變的地質狀況影響下，勢必會影響著地質構造。公路隧道工程會受到不同的地質條件所影響，如膨脹土、偏壓埋、瓦斯、巖爆、高地應力、斷層破碎帶、巖溶、地下水等不同的情況，這些因素都會直接加大施工的難度，讓其安全性受到影響。不僅如此，因隧道工程的開挖跨度較大，形狀扁平，這就大大增加了防水的要求，再加上勘察水平及其他許多相關因素的制約，這就讓隧道工程的施工難度越來越大，同時出現塌方的可能性也有所增加。雖然我國高速公路在建設前，都會勘察建設地質狀況，但由于勘察不仔細、不科學，增大了后續高速工程施工難度，并且地質條件的問題，也會致使地基承載能力隨著公路使用年限的增長，而越來越低，在這樣的實際情況下，應制定出切實可行的措施來提高地基承載力，可見，為了能夠保證我國人們的生命和財產安全，做好隧道施工工程意義重大。

2.2設計方面的因素

設計公路隧道工程方法有很多種，如：理論計算機方法、現場監控方法、工程類別方法等，這幾種方法都是在公路隧道設計中經常使用的方法。在具體設計中，如果沒有準確判斷圍巖狀況，導致設計的支護類型與具體要求不符，那么就會造成施工過程中出現松弛坍塌異常狀況。同時，是否周密勘察地質也是導致施工產生塌方事故的主要原因。可以說無論哪一種的施工類型，都必須要做好施工設計，唯有做好施工設計，才能保證后續施工的順利進行，但在高速公路隧道工程建設中，有很多工序都沒有在施工設計中體現，嚴重影響了高速公路設計水平，導致高速公路在投入使用后出現了很多問題。

2.3施工方面的原因

不規范、不合理施工也是造成公路塌方的主要原因。結合我國公路當前實際施工狀況而言，有太多的施工企業，公路隧道施工隊伍水平差異很大，還有一些不規范的操作建設環節，甚至有的施工人員還沒有充分學習和了解一些新的施工技術，致使不規范的施工情況經常出現。如：新奧法之“巖承理論”，在使用此方法時要求洞室開挖后及時提供支護反力限制圍巖的松弛和變形，這一狀況也在此過程中實現了自承與自穩圍巖。同時，如果沒有準確掌握地質狀況，選擇了與實際狀況不符的施工技術，肯定會引起高速公路隧道的塌方。

2.4認識方面的因素

受到經濟利潤最大化的影響，很多施工企業都希望工程出現塌方，在工程塌方后工程量增加了，隨之而來的施工利潤就增加了。同時，很多施工人員都認為地質工作是設計工作人員的工作，并不是他們負責的工作，在這樣觀念的影響下，施工人員忽視了勘測地質工作，為施工塌方事故的埋下了隱患。再加上很多施工人員施工水平和自身素養有所欠缺，降低了施工企業整體施工水平，也影響了高速公路實際建設水平，為隧道塌方留下隱患。

3.處理隧道塌方處理的具體方法

3.1劃分區段

（1）Ⅰ區劃分：長管棚施工段。支護的參數具體為：超前小導管注漿（環向間距40cm，兩排）；Φ25×5mm先錨后灌式中空注漿錨桿4.5m；25cm厚C20混凝土+鋼筋格柵拱架（間距1.2m）+ΦR6鋼筋焊接網（15×15cm）；400g/m2土工布+防水卷材（厚1.2mm）；C30鋼筋混凝土二次襯砌（厚 45cm）。

（2）Ⅱ區劃分：臨時加固施工段。支護參數為：超前大管棚，C30 鋼筋混凝土二次襯砌；30cm厚 C25 混凝土+鋼筋格柵拱架。

（3）Ⅲ區劃分：過渡襯砌段。支護參數為：C30 鋼筋混凝土二次襯砌；超前大管棚+超前小導管注漿。

（4）IV區劃分：開挖后塌方段，使用雙側壁導坑進行開挖。支護參數為：C30 鋼筋混凝土二次襯砌（厚度140cm）；超前大管棚及超前小導管注漿（1×0.8m）。

（5）V區；影響塌方段。支護參數為：25cm厚C20混凝土+Ⅰ22b 鋼拱架；C30 鋼筋混凝土二次襯砌。

3.2處理地表塌腔

（1）在地表塌腔外沿20cm左右處開挖截水溝，實際開挖尺寸與使用施工材料應結合隧道洞口實際情況而定。

（2）塌方內部應使用砂礫對塌體縫隙進行回填。

（3）采用18號工字鋼對塌腔口部進行支撐，避免擴大塌口。

（4）使用塑料薄膜遮蓋塌口，保證雨水和雨雪不會進入塌腔內。3.3防排水的具體措施

如果出現了高速公路隧道塌方的事故，在隧道內應有一整套排水設備：在初期支護中，滲透會比較明顯，在滲水位置處應鉆孔，然后插入軟式透水管，將插入的水管引入縱向水管內中。每一道施工前都需要檢測排水管，如果排水管出現堵塞狀況，那么需要及時解決，保證排水管排水的正常。做好排水措施也是挽救高速公路塌方事故經濟損失的有效之策，因此，這項措施必須要及時做好。

3.4施工步驟及措施

（1）砌筑截水溝，封閉洞內塌體表面，把二次襯砌施工延長。

（2）拆除Ⅰ區臨時支架，對超前小導管施工后進行大管棚的施工（加鋼筋籠，注漿），完成以后再進行Ⅰ區二次襯砌的施工。

（3）Ⅲ區超前小導管的施工，開挖逐榀后對臨時拱架進行置換（包含初期進行的支護）直至塌體坡面位置，在施工過程中應加強量測，在需要的情況下應架設起臨時支架以便支撐鋼拱架，為工程順利進行奠定堅實的基礎。

（4）結合量測結果，在Ⅲ區變形穩定后將Ⅱ區臨時支架拆除，施工二次襯砌至Ⅲ區拱架置換完成部分。

（5）開挖和支護線路右側單側壁導坑，開挖上臺階與下臺階，可結合工程實際情況，調整上下臺階。

（6）與左洞相應的區段，在完成二次襯砌施工后，應達到85%的強度。

（7）開挖和支護線路左側單側壁導坑，塌體上下臺階的支護、開挖同時跟進，支護及開挖每完成5m便馬上進行二次襯砌。

4.結束語

綜上所述，我國高速公路隧道塌方這一巨大問題應引起有關部門的高度重視，追本溯源，從根本上解決影響隧道塌方的主要因素，在提高高速公路隧道建設質量的基礎上，提高隧道建設的穩定性和安全性，這對于確保我國人民的生命和財產安全具有重大意義。在此基礎上，我國還可以借鑒其他國家處理高速公路塌方事故的方法，但這里所謂的借鑒并不是盲目的借鑒，應結合我國高速公路隧道塌方實際情況，針對性、有目的借鑒，因地制宜的解決我國高速隧道工程中各種問題，進一步提高我國公共設施建設水平。

參考文獻：

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