公路隧道施工塌方成因及控制措施研究

劉柏林 任亞

摘 要：隨著我國社會經濟快速發展，公路建設工程數量逐漸增加，由于我國地形結構復雜，因此隧道工程也越來越多。然而，受技術條件以及人為制約，公路隧道施工中塌方事故發生較為頻繁。發生塌方不僅嚴重影響公路工程質量還會對生命以及財產造成威脅。基于此，本文分析公路隧道施工塌方成因及控制措施，希望對減少塌方現象，提高工程質量有所幫助。

關鍵詞：公路工程;隧道施工;塌方

中圖分類號：U458.3 文獻標識碼：A

0 引言

隧道施工具有一定隱蔽性，并且與其他公路工程相比，其施工周期更長、施工難度更大、對施工技術要求更高。因此，隧道施工單位在施工開始前需對地質進行探測預報，并制定科學、合理的方案，采用完備的施工方法以及先進技術，將塌方事故發生概率降至最低。隨著科學技術水平提升，公路隧道施工技術應用也有所提高，尤其是長、大圍巖的隧道，施工技術已逐漸趨于成熟。然而公路隧道施工受環境等因素影響較大，仍存在塌方可能性。塌方的主要特點是突發性與不確定性，并且危害性較高，嚴重阻礙施工順利開展，對施工人員生命安全造成威脅，不利于提高公路工程質量。

1 公路隧道施工塌方控制的意義與隧道施工特點分析

1.1 公路隧道施工塌方控制的意義

我國公路隧道施工相較于其他發達國家而言，起步較晚，并且隨工工程建設過程中缺乏先進施工技術與設備，導致施工問題較多[1]。不僅如此，施工問題導致施工突發狀況增加、施工周期較長以及施工工藝復雜等，進而出現公路隧道施工塌方問題。而塌方問題嚴重影響公路隧道工程的安全建設，并且出現塌方問題除對施工方造成經濟財產損失外，還有可能威脅施工人員生命安全。

1.2 公路隧道施工特點分析

公路隧道結構具有一定的隱蔽性，主要是在山體中施工，并且實際施工區域相對較窄，多個施工作業單位聚集于此，極易造成彼此干擾，因此，難以及時發現施工中存在的質量問題，這就導致公路隧道施工質量不達標的可能性增加，不利于提高公路整體施工建設安全系數。因此，需要加強對施工的動態化把握，進而確保施工各環節能夠有序開展。

在公路隧道施工中，會受到諸多因素影響與制約，如狹窄空間內噪音影響、大型機械設備持續作業所產生的噪聲等，并且空氣質量也是主要原因之一，在施工過程中，使用大量油氣會產生諸多污染元素，除此之外，通過人工方式滿足照明要求，施工環境能見度較差。由于隧道施工較為特殊，所以設計人員需要全面分析與把握施工現場情況，并制定具有針對性的具體方案，從而減少影響隧道施工的因素。

隧道施工大多在隧洞中進行，因此作業難度較高，并且具有一定的復雜性，這就要求現場工作人員需要做好相應的安全防護以及相關支護工作，為施工提供安全的環境保障。此外，施工單位加強施工現場監督管理，尋找存在的安全隱患，確保施工順利進行。

2 公路隧道施工塌方原因分析

2.1 地質原因

隧道施工屬于穿越性工程，在具體施工中地質因素會對其產生直接影響。如果在施工之前沒有對地質進行充分了解，則很有可能產生塌方。基于此，深入研究地質特點，對以往發生塌方原因進行總結，結果顯示，五成以上塌方發生與地下水存在有關，主要原因是水流能夠改變地質、侵襲巖石等因素有關，具體表述見表1。

2.2 施工規劃設計原因

勘察操作方法單一、勘察設備落后等因素對隧道所處區域地質條件詳細勘察產生不利影響，這就導致難以在設計階段建設全面性的地質資料檔案，進而無法對施工中將會遇到的瓦斯、富水、巖爆以及段等不良地質情況進行詳細評估[2]。不僅如此，隧道工程需穿越山體，橫跨多類型地質構造、地質單元以及巖層等，隱蔽性較強，但是現階段地質勘察水平還有一定進步空間，對于垂直或水平埋深較大洞段難以勘察，進而導致隧道部分地段的地質資料缺失。由于資料掌握不全，因此極易發生塌方。

2.3 施工過程中的原因

隧道施工受地質以及環境等因素影響，施工過程較為復雜，如果施工過程中不注重細節，很有可能導致塌方。例如，在選擇施工材料時，如果沒有結合當地氣候條件以及地質等因素，則會導致材料與工程標準不符，嚴重影響施工質量。此外，隧道開挖后，其周圍的巖石結構也會發生改變，與預期結果相背離，進而導致塌方。除此之外，一些施工單位為追求經濟效益，降低施工成本，沒有進行嚴格的施工管理，導致偷工減料現象出現。由于施工手段不規范，因此施工質量也會降低，進而形成塌方。與此同時，部分施工單位為加快工程速度，忽視管理施工的安全維護以及情況預防，并且相關領導不重視施工管理的重要作用，安全意識薄弱，導致施工人員工作消極，不利于提高工程質量[3]。

2.4 襯砌質量問題

襯砌開裂是目前公路隧道施工中最常見且最嚴重的問題。如果隧道出現大面積裂縫，將會導致塌方，除影響隧道施工構成外，還會使公路整體安全系數降低。一般情況下，混凝土配合比例會對隧道施工質量產生直接影響，如果其比例沒有達到相關標準，則襯砌開裂可能性將會增加。不僅如此，若砂子在混凝土細集料中占比較高，也會使隧道支護系統的實際承載增加，威脅隧道自身安全構成。

2.5 防水質量問題

防水是衡量公路隧道的重要標準，如果防水質量出現問題，那么隧道施工構成將會受到直接性影響。誘發隧道防水問題的原因較為復雜，與施工材料質量差、防水材料在澆筑中被破壞等都有關系。基于此，應當加強對防水設計的重視程度，避免隧道長時間滲水，使其被大面積侵蝕，進而影響整體安全性。

3 公路隧道施工塌方控制措施分析

3.1 洞口塌方控制措施

洞口塌方屬于小規模塌方，清理塌方采用自上至下方式，并結合具體情況，對坡面進行考量后決定是否將刷坡卸載。此外，采用噴錨網自上至下對坡面進行加固。如果塌方情況較為嚴重，則可采用挖臺階方式進行處理，清理塌方體重的殘渣后，再使用噴錨網加固。若塌方地段屬于仰坡，那么維持其穩定性可通過設置漿砌片石擋墻的方式。（見圖1）

3.2 洞內塌方控制措施

洞內塌方相較于洞口塌方處理更加復雜，并且洞內塌方應按順序進行，從而在確保隧道安全基礎上處理塌方。

隧道洞內發生塌方后，初期處理的主要目的是防止隧洞內繼續塌方，根據普氏理論，隧道塌方與開挖寬度成正比關系，因此如果隧道開挖寬度保持不變，那么將不會繼續塌方。通過公式可計算出實際塌方高度，從而對塌方在隧洞內的穩定程度進行了解。隧道內山體圍巖穩定性較差，與普氏理論中的均質要求并不完全相符，因此，塌方表現不屬于完全能的拋物線狀態。此外，在初期處理時，還應密切觀察隧洞內塌方是否已經延伸至地表，若延伸至地表，則需要進行截水處理，防止地表水影響塌方控制效果[4-5]。可在塌方上方搭建遮雨棚，并且隧洞內塌方處理完成后夯填土石，同時確保夯填高度與地面處于同一水平面，提高地表穩定性，當回填土不再出現下沉情況后，再組織漿砌片石鋪砌工作。初期處理完成后，需要進行隧道內塌方處理，常見處理方法見表2。

4 結語

綜上所述，在公路隧道施工中，受技術、人為、地質等影響，極易發生塌方事故。塌方事故不僅會導致財產損失，還會威脅施工人員生命安全，影響工程進度，降低工程質量。基于此，應針對可能發生塌方的要素進行綜合分析，并采取行之有效的措施進行解決，進而促進公路工程高質量發展。

參考文獻：

[1]肖東輝，孟亞鋒，孔德坤，等.T76S自進式螺旋注漿管棚在隧道塌方治理中的應用及支護效果評價[J].現代隧道技術，2020（6）：214-218.

[2]鄭邦友，李茂莉，張義平，等.基于熵權-改進灰色關聯模型的公路隧道塌方風險評估[J].科學技術與工程，

2020（15）：6292-6297.

[3]陳亞乾，李天，普新凱.綜合地球物理方法在隧道塌方處置中的應用研究[J].物探化探計算技術，2020（5）：670-677.

[4]劉峰.隧道拓寬改造塌方成因與塌方區開挖及支護結構加強措施[J].智能城市，2020（11）：182-183.

[5]岳志坤.軟質圍巖隧道開挖塌方機理分析及施工處理方案[J].云南水力發電，2019（6）：87-91.