隧道塌方冒頂處理措施及主要施工方法

張國山

摘要：進入到新的歷史發(fā)展階段，我國鐵路事業(yè)快速發(fā)展，極大豐富和完善了現(xiàn)代交通運輸網(wǎng)絡(luò)，強化了不同地區(qū)之間的溝通交流。同時，在發(fā)展鐵路事業(yè)上，各地的資源投入也在顯著增多，但是，由于我國各地情況的復(fù)雜性，在開展鐵路事業(yè)發(fā)展上，不可避免的會遇到各種問題挑戰(zhàn)，隧道塌方冒頂就是一個重要方面，一旦出現(xiàn)會嚴(yán)重影響鐵路工程施工的正常進行，會嚴(yán)重危害一線施工人員及機械設(shè)備安全，為此需要對隧道塌方冒頂進行有效處理，以此來確保鐵路隧道施工作業(yè)是順利進行。

關(guān)鍵詞：新形勢下;鐵路工程;隧道塌方冒頂;處理措施;施工方法

黨的十九大以來，我國鐵路事業(yè)加快發(fā)展，整體層面的規(guī)劃與投入都在有序鋪開，有力推動了交通強國戰(zhàn)略的深化落實，由于鐵路工程的復(fù)雜性、特殊性，在實際進行鐵路工程建設(shè)當(dāng)中，會遇到非常多的隧道工程施工，雖然相比較以往現(xiàn)在的施工技術(shù)有了很大進步，但是對于一些地層薄弱地區(qū)，在隧道施工當(dāng)中，一旦遇到巖層比較薄的地方，就容易出現(xiàn)隧道塌方冒頂?shù)那闆r，嚴(yán)重影響鐵路工程的正常進行[1]。由于我國地域的遼闊性，在鐵路工程建設(shè)當(dāng)中，曾經(jīng)出現(xiàn)過非常多的隧道塌方冒頂現(xiàn)象，在遇到塌方冒頂后如何進行有效處理，采取何種類型的措施方法來進行應(yīng)對，直接關(guān)系著鐵路工程施工進度及整體安全，需要一線人員及整個鐵路行業(yè)都給予足夠的重視。

1鐵路隧道施工中塌方現(xiàn)象出現(xiàn)的原因

1.1地質(zhì)條件因素

受到地球內(nèi)部作用力的影響，地殼始終處于不斷地運動狀態(tài)當(dāng)中，會形成不同類型的發(fā)育地段，如果鐵路隧道施工經(jīng)過這些類型的地段，尤其是地殼活動比較劇烈的地區(qū)，就容易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，導(dǎo)致塌方問題的發(fā)生。堆填性地段是鐵路施工比較常見的路段類型，這種路段內(nèi)部的顆粒粘結(jié)性并不是特別理想，導(dǎo)致顆粒整體結(jié)構(gòu)比較松散，在使用機械設(shè)備進行開挖作業(yè)時容易導(dǎo)致土體顆粒出現(xiàn)滑移進而誘發(fā)塌方問題的出現(xiàn)[2]。隧道施工所處區(qū)域的巖層如果比較薄弱，會降低隧道的圍巖能力，也會增加塌方出現(xiàn)的可能。如果隧道施工穿越的巖體表現(xiàn)出明顯不同的軟弱程度，一旦遇到地下水滲流的情況，會顯著降低軟弱巖體的承載力，導(dǎo)致塌方問題的出現(xiàn)。在地下層當(dāng)中往往會存在著一些易溶解于水的巖體，在地下水長時間的流動影響下，會增加巖體被長時間浸泡等的可能，最終也會加劇坍塌問題的出現(xiàn)。大量的研究發(fā)現(xiàn)，受到地質(zhì)層面影響而導(dǎo)致的坍塌是非常難進行預(yù)測的，在鐵路隧道施工當(dāng)中也最為危險，實際的控制難度都非常大。

1.2設(shè)計與施工因素

鐵路工程隧道施工一般非常復(fù)雜，施工的周期比較長，表現(xiàn)出了明顯線性施工特點，為此在具體勘察期間容易出現(xiàn)對周圍環(huán)境勘察不徹底的情況，影響設(shè)計人員對施工區(qū)域地質(zhì)地形等因素的科學(xué)全面把握，一旦在地質(zhì)薄弱區(qū)域進行施工就會增加塌方發(fā)生的可能。同時，對于圍巖類型需要進行深入研究，但是在實際施工上往往難以做到，自然會影響開挖方式、施工順序等，都會導(dǎo)致巖體出現(xiàn)比較嚴(yán)重的變形，導(dǎo)致較大程度位移的出現(xiàn)，也會增加塌方出現(xiàn)的可能[3]。在施工當(dāng)中不可避免的會遇到需要爆破的情況，劇烈的振動會增加巖體出現(xiàn)層理分裂的可能，也會導(dǎo)致塌方冒頂問題的出現(xiàn)。所以，在進行設(shè)計及施工當(dāng)中需要綜合自身經(jīng)驗及施工現(xiàn)場基本情況以此來更好的進行施工與設(shè)計作業(yè)。

1.3自然氣候因素的影響

由于鐵路施工的周期比較長，不可避免的會遇到雨季施工的情況，在地段巖層上如果遇到了頁巖風(fēng)化層，或者在巖層結(jié)構(gòu)層面上出現(xiàn)了裂隙，一旦施工期間雨季的降雨量明顯增多，地表結(jié)構(gòu)如果屬于風(fēng)化巖與泥質(zhì)砂巖軟弱帶的類型，在大量降水的持續(xù)作用下就會出現(xiàn)軟化，這樣就會導(dǎo)致局部范圍的失穩(wěn)現(xiàn)象，導(dǎo)致局部甚至大范圍巖體坍塌的情況出現(xiàn)。

2鐵路隧道施工塌方冒頂處理方案

2.1全分化破裂帶導(dǎo)致的塌方冒頂：沉井法

導(dǎo)致這種塌方現(xiàn)象出現(xiàn)的原因較為復(fù)雜，與巖體出現(xiàn)斷裂有著最為主要的聯(lián)系，巖體斷層表面的殘積土顆粒一般比較松散，結(jié)構(gòu)密實度不夠，在隧道開挖過程中，就會導(dǎo)致表面的地下書出現(xiàn)移動進而大面積滲流，進而導(dǎo)致坍塌現(xiàn)象的出現(xiàn)。對于這種類型的坍塌可以選擇沉井法，就是在地面塌方冒頂?shù)奈恢脴?gòu)筑一個空心沉井，通過人工的作用，這樣就會讓沉井逐步下沉，一直下沉到隧洞的標(biāo)高位置。

2.2煤層地質(zhì)巖體破碎導(dǎo)致的塌方冒頂：土胎法

在鐵路隧道施工當(dāng)中，經(jīng)常性會碰到一些地下水非常豐富的煤層地質(zhì)巖體，在這些區(qū)域進行隧道施工容易遇到塌方冒頂?shù)那闆r，通過使用土胎法可以進行有效硬度，實踐證明，土胎法在進行操作上非常方便，而且整體的成本投入比較低，整個施工作業(yè)也比較安全。主要的做法就是從隧道外側(cè)運輸一定數(shù)量的土體對出現(xiàn)了塌方的區(qū)域進行回填，這樣就可以讓回填的土體在洞頂位置形成土胎，繼而在土胎上可以使用混凝土泵管進行混凝土灌裝形成專門的混凝土殼，這樣殼體就能夠表現(xiàn)出較為明顯的剛度與強度，對出現(xiàn)塌方位置散落的土地進行抵抗，在確保穩(wěn)定后，就可以進行一次性灌注，實現(xiàn)對土體的持續(xù)性加固，不僅有助于加快施工進度而且對營造安全的施工環(huán)境也有著重要作用[4]。在應(yīng)用土胎法開展施工建設(shè)時，需要高度重視土胎自身的平滑度，而且實際的尺寸需要超過隧道的開挖輪廓線，這樣才能確保后續(xù)施工及基本的修鑿量。在完成了土胎回填作業(yè)后，還需要將提前準(zhǔn)備的鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)到土胎上，這樣可以避免土體出現(xiàn)塌落而影響相關(guān)人員安全。

對于常見的掌子面而言，也會經(jīng)常性出現(xiàn)塌方的問題，這就需要對塌方面進行掛設(shè)鋼筋網(wǎng)噴護混凝土措施，從而確保支護工作的順利進行，或者是選擇一些超過基本標(biāo)準(zhǔn)的加長導(dǎo)管進行超前支護。如果隧洞當(dāng)中出現(xiàn)了過大的塌方量，就需要對塌體進行反復(fù)的注漿實現(xiàn)加固，最常用的一種方法就是使用長大管棚來對塌體實現(xiàn)控制。如果塌方出現(xiàn)的原因是地下水導(dǎo)致，最先需要做的就是堵截好地下水，避免地下水進入到隧洞當(dāng)中，這樣才能控制塌方出現(xiàn)的范圍，進一步提升隧洞的管理維護水平。

2.3鐵路工程隧道施工中塌方問題防止策略

首先，要結(jié)合隧道基本情況，制定嚴(yán)密的施工基礎(chǔ)方案，結(jié)合勘察掌握的數(shù)據(jù)信息對施工進行設(shè)計與規(guī)范，從而有效應(yīng)對可能出現(xiàn)的塌方問題。其次，嚴(yán)格落實防塌方檢查。加大對隧道的常規(guī)性安全檢查，需要重點把握好洞口段，了解是否存在開裂變形的現(xiàn)象，提前了解各種可能的預(yù)見性信息，綜合應(yīng)用各種先進的技術(shù)手段提高預(yù)測的水平。一旦出現(xiàn)了可能的塌方痕跡，就需要采取應(yīng)對措施，在規(guī)定的時間當(dāng)中做好硬度整改，避免塌方問題的發(fā)生。再次，需要對隧道施工區(qū)域的地質(zhì)進行仔細觀察，做好相關(guān)內(nèi)容的科學(xué)預(yù)報，并對現(xiàn)有的方案做好優(yōu)化完善。同時，結(jié)合現(xiàn)場施工基本情況，對施工方法及時進行調(diào)整改變，確保方案的最優(yōu)化。

結(jié)束語：綜上所述，本篇文章主要是從不同層面對鐵路隧道施工中塌方現(xiàn)象出現(xiàn)的原因進行了分析，明確了隧道施工的復(fù)雜性，進而對鐵路隧道施工塌方冒頂處理方案進行了深化探索，這樣可以更好的加快現(xiàn)代鐵路工程隧道施工的進展，對于有效防范塌方冒頂?shù)葐栴}都有著非常好的指導(dǎo)促進作用。

參考文獻：

[1]陳茂榕.淺談高速公路隧道塌方冒頂處理施工技術(shù)[J].中華民居，2011，（7）：1010-1011.

[2]張廷華，李凱霞.隧洞塌方冒頂段的處理措施及步驟[J].中小企業(yè)管理與科技，2009，（1）：177-178.

[3]陳茂榕.淺談高速公路隧道塌方冒頂處理施工技術(shù)[J].建材與裝飾，2012，（1）：157-158.

[4]徐紅章.公路隧道塌方冒頂處理施工技術(shù)探討[J].科技與企業(yè)，2014，（10）：241-241.

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