公路隧道施工塌方成因及處理措施探討

高冬

重慶隧源建筑勞務有限公司

【摘 要】塌方事故的發(fā)生會帶來十分嚴重的后果，而且，塌方事故的治理難度非常大，一旦不切實根據(jù)事故發(fā)生的實際情況進行詳細分析并治理，很有可能會導致在整治過程中，繼續(xù)發(fā)生塌方，甚至還會引發(fā)更大隱患。在公路隧道施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)塌方現(xiàn)象，其原因有很多。據(jù)此，本文對公路隧道施工塌方的成因進行了詳細分析，并提出了一些有效的處理措施。

【關鍵詞】公路隧道；施工塌方；處理措施

一、公路隧道施工塌方的成因

（一）地質(zhì)因素

1.隧道穿過斷層和破碎帶時，一旦開挖，潛在的應力就會釋放出來，承壓快、圍巖失穩(wěn)，則勢必會造成坍塌。

2.在通過堆積體時，因為結(jié)構松散，顆粒之間無膠結(jié)，或者膠結(jié)太差，在開挖之后，勢必會引起坍塌。

3.在擠壓破碎帶，巖脈穿插帶、節(jié)理密集帶等碎裂結(jié)構地層中，巖塊間互相擠壓鉗制，一經(jīng)開挖則失穩(wěn)，常見圍巖掉塊、塌落。在軟弱結(jié)構面發(fā)育的情況下，或泥質(zhì)填充物過多，均易產(chǎn)生較大的坍塌。

4.在擠壓破碎帶，巖脈穿插帶和節(jié)理密集帶等碎裂結(jié)構地層中，巖塊之間相互擠壓限制，一旦開挖，就會失穩(wěn)，其中常見的主要有圍巖掉塊和塌落。在軟弱結(jié)構面

5.薄弱巖體在構造運動的作用下，形成的小褶曲、錯動發(fā)育地段，在施工過程中經(jīng)常發(fā)生塌方。

6.巖層軟硬相間或有軟弱夾層的巖體，在地下水的作用下，軟弱面的強度就會有所降低，從而就會導致滑塌。

7.地下水的軟化、浸泡、沖蝕、溶解等作用，會進一步加劇巖體的失穩(wěn)和塌落。

（二）施工方法和措施不當

1.施工方法的選擇不恰當，或者工序之間的間距安排的不合理。各工序之間的距離太遠，地層的暴露時間過久，導致圍巖松動和風化，從而發(fā)生塌方。

2.噴錨不夠及時，或者錨噴混凝土的質(zhì)量、厚度與相關要求不符。

3.采用鋼支撐時，支撐架設質(zhì)量不良好，支撐與圍巖貼合不嚴密，兩者之間的空隙填塞不密實，聯(lián)接不牢固，難以滿足圍巖壓力的強度要求。

4.抽換支撐操作不當，或支撐受力過大，沒有及時加固。

5.爆破作業(yè)不恰當，用藥量過多。

6.處理危石措施不合適，導致危石墜落，導致巖層坍塌。

（三）隧道塌方前的征兆

1.量測信息所反映的圍巖變形速度或數(shù)值超過允許值。

2.噴射混凝土產(chǎn)生縱橫向的裂紋或龜裂。

3.在坑頂或坑壁發(fā)現(xiàn)不斷掉下土塊、小石塊或構件支撐間隙不斷漏出砂、石屑。

4.巖層的層理、節(jié)理縫或裂隙變大、張開。

5.坑道內(nèi)滲水、滴水突然加劇或變渾。

二、公路隧道施工塌方的處理措施

（一）公路隧道施工塌方的預防措施

1.防排水。

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.短開挖。

控制住圍巖石質(zhì)較差地段的每循環(huán)開挖進尺，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。

3.強支護。

對于圍巖和地壓現(xiàn)狀，加大初期支護結(jié)構的強度，并加大拱架的本身剛性強度和噴射砼的厚度，減小拱架間距。另外，可以采取模注砼盡早封閉的措施。

4.快襯砌。

如果有必要，應同時進行二次襯砌與開挖工作面的工作，盡早把襯砌成環(huán)，一起與初期支護受力。

5.勤檢查。

可以派遣專人檢查和量測支護及圍巖等變形情況，若發(fā)現(xiàn)異常，則立即緊急處理好。還要將超前地質(zhì)預報做妥當，及時掌握好前方的地質(zhì)和水文條件動態(tài)。

6.合理方案。

制定并實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。

7.變更設計。

當隧道掘進施工期間，特別需要對圍巖變化情況隨時觀察，及時跟蹤觀察現(xiàn)場揭示的巖性和勘察、設計巖性差別等細節(jié)，做及時性的設計變更。

（二）公路隧道施工塌方的處理措施

1.對施工地段進行觀察與測量。

在公路隧道施工過程中，實時測量和觀察現(xiàn)場圍巖的變形程度、工程地質(zhì)變化，并及時預報圍巖的穩(wěn)定情況，在圍巖發(fā)生異常變形，或出現(xiàn)塌方預兆時，必須及時采取有效措施，加強襯砌支護。觀察和描述開挖工作面周圍的裂縫和支護情況，以便于進行圍巖的穩(wěn)定性判斷。而在開挖支護施工結(jié)束后，測量圍巖位移，并直接反應隧道動態(tài)指標的變化，這些量測數(shù)據(jù)為圍巖安全穩(wěn)定的判定提供了有效依據(jù)。一般情況下，會選擇五點量測法測量圍巖位移，并根據(jù)相關規(guī)范要求，進一步確定測量頻率，并派專人操作，及時進行數(shù)據(jù)測量，確保其的可靠性和準確性，從而保證隧道施工安全和施工質(zhì)量。量測的頻率應該按照每天的位移速度和量測斷面距開挖面距離加以確定，具體如表1所示。

2.后方加固處理。

（1）安設掛網(wǎng)噴射混凝土、錨桿和鋼拱架，以此加固，從而適應變形明顯的狀況。

（2）采用徑向注漿加固措施，范圍是開挖輪廓線以外5m，采用梅花形布置的注漿控制，同時和開挖輪廓線保持垂直，開孔縱向間隔為1.5m，環(huán)向間隔為1m。使用普通水泥單液漿作為注漿材料。局部滲漏水比較嚴重的情況下，可以選擇使用水玻璃-水泥雙液漿，比較適用于變形并不顯著，但是存在滲水的情況。

3.塌方地段處理。

（1）當初期襯砌產(chǎn)生裂縫時，采取初期支護處理，選用Φ50mm×5mm規(guī)格小導管進行，采用梅花形排開小導管，且相互之間間距保持在100cm×100cm左右，布置后，及時對圍巖做注漿加固處理，避免洞室周圍巖塑性區(qū)延伸，其不僅能夠有效降低圍巖變形，且具有較好的效果，具體如圖1所示。

（2）采用打底梁作為支撐，以加固處理。在各個鋼拱腳底部的每側(cè)打入長度約為3.5m、向下約為45°的兩根注漿導管鎖腳加以固定，再用工字型鋼作臨時支架，用工字鋼、槽鋼作底梁。然后，設置水平橫向支架或支撐，促使其構成環(huán)狀結(jié)構，工字鋼的縱向連接選用Φ25鋼筋，在環(huán)形設置時，保持間距在100mm左右，具體如圖2所示。

三、結(jié)語

綜上所述，公路隧道施工是一項十分巨大的工程，隧道施工路段的地質(zhì)比較復雜，只有全面做好隧道路段的地質(zhì)勘察工作，并在施工時，進行詳細檢測，且對數(shù)據(jù)進行詳細分析，一旦發(fā)生塌方，必須先確保施工人員的人身安全，再進行具體分析，根據(jù)塌方發(fā)生的具體原因，有針對性地制定處理方案。與此同時，還應充分合理利用先進的技術手段，全面做好探測、預報和分析等工作，才能夠進一步確保隧道施工安全和施工質(zhì)量。

參考文獻

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