公路隧道施工塌方成因及处理措施

张永杰

摘 要；对于公路隧道钻爆法施工的防坍方问题的处理，是保证隧道施工安全和工程质量的关键性环节。本文主要分析了公路隧道不良地质情况引起的塌方原因，并探讨了预防、处理措施。

关键词：公路隧道 施工 塌方 原因 处理

中图分类号：U44 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（c）-0037-01

在公路隧道施工过程中，基本都是采用了传统的钻爆法施工法来解决问题，正因其炸药爆破所产生的振动效应，严重破坏了原有岩体内部应力所具有的原来的平衡，当存在不恰当的施工方法或者不力的支护状况，失稳的围岩就会有坍塌发生。这就要求认真处理好公路隧道钻爆法施工防坍方的问题，由此确保隧道施工安全与工程的高质量。

1 公路隧道施工塌方的成因分析

1.1 断层

断层作为不良地质现象问题在隧道施工中比较司空惯见，一系列隧道塌方、大变形等隧道施工地质灾害就是因此而生。这将严重破坏掉隧道围岩的稳定性，促使岩体的物理性能改变和围岩的整体强度降低问题的出现。这就要求施工中，要切实做好对断层的超前预报的各种有效措施。其关键是运用好断层探测技术。这项技术主要有这样一些基本环节：（1）通过浅层高分辨地震勘探来对断层浅部的进行有效的探测。（2）以电法勘探通过分析地下介质的电性特征来对不同深度的活动断层进行研究，其有着精确度较低的缺陷。（3）通过地质雷达（探地雷达）的高频率电磁脉冲来勘探地下物质的分布状况，有着分辨率比较高的优点。（4）采取井间层析（CT）技术的电磁波、声波、电阻率层析成像有效手段，以电磁波有效的成像来判断地下介质的具体状态。

1.2 岩溶

对隧道工程产生影响的岩溶主要包括岩溶水、岩溶洞穴及其填充物之类所导致的危害问题。由于岩溶水在隧道围岩范围内的存在，就导致隧道围岩工程地质条件和水文地质条件发生了某些变化，其存在地下洞体内而导致隧道产生部分悬空现象，由于隧道底部的溶洞大量存有厚度大且松软充填物或暗河水流，这就为有效处理隧道基底增加了难度。

1.3 涌水

这主要由于隧道开挖期间，突然有下暗流或泉眼等冒了出来，很可能就发生隧道内的塌方，也就非常易出现携带泥石等将隧道内通道堵塞，使隧道内围岩的地质情况产生改变，事故就可能产生。

2 公路隧道施工预防坍塌应采取的措施

当开展公路隧道施工期间，就应做到以下几方面。

2.1 防排水

这就需要将注浆处理措施于施工之前或期间，尽量将开挖范围外之水尽量堵在洞外。

2.2 短开挖

这需要控制住围岩石质较差地段的每循环开挖进尺，要紧贴掌子面每次立一榀工字钢拱架和拱架，尽量保持拱顶与拱架间之间留有空隙。

2.3 强支护

针对围岩和地压现状，加大初期支护结构的强度，并加大拱架的本身刚性强度和喷射砼的厚度，减小拱架间距。另外，还可采取模注砼尽早封闭的措施。

2.4 快衬砌

若有必要则应同时进行二次衬砌与开挖工作面的工作，尽早把衬砌成环，一起与初期支护受力。

2.5 勤检查

可派专人检查和量测支护及围岩等变形情况，若发现异常，则立即紧急处理好。还要将超前地质预报做妥当，及时掌握好前方的地质和水文条件动态。

2.6 采取合理方案

应制定并实施合理正确的施工方案，可最大限度地避免出现隧道塌方这类安全事故。

2.7 变更设计

当隧道掘进施工期间，特别需要对围岩变化情况随时观察，及时跟踪观察现场揭示的岩性和勘察、设计岩性差别等细节，做及时性的设计变更。

3 公路隧道施工处理坍塌的措施

3.1 较小体积塌方的处理

要把已在塌方范围内所做的喷锚或较为牢固的支撑架设好，按照先上后下从两端或一端把塌方逐步清除，并且周密观察拱顶及周边的围岩的细微无变化情况，以免导致出现二次塌方。临时支撑应做到随挖随架，让紧顶到塌腔面上。

3.2 较大体积塌方的处理

若塌体堵塞难以进入塌方范围内做支护，可以长管棚或注浆来加固塌体，等其稳定再以“穿”的办法开挖塌体，然后及时衬砌。倘若塌方段围岩整体性较差或富水，可采取预注浆加固该段周边围岩的措施。

3.3 塌方冒顶的处理

可对其采取先支护陷穴口和锚喷封闭洞穴周围岩面的措施，以免洞内二次开挖塌体时再发生上顶二次坍塌。当遭遇比较差的地质环境，就应采取打设锚杆或地表注浆加固陷穴口周边地表等相关措施。

3.4 一般塌方段的处理

可采取紧密支撑模注衬砌背后与塌腔周壁间的方法，对塌方衬砌背后空洞做处理。遭遇到比较小的塌方就应回填密实浆砌片石或干砌片石。而塌腔比较大，就应回填2米厚度的浆砌片石，可于其上空间以钢支撑等下把稳定围岩顶住。当有塌方冒顶出现，就应上顶回填炉渣及土的荷载，来确定支护及模注衬砌的类型，把强度设计好后，就马上冒顶回填，要对夯填密实回填及封层多加注意，以免出现塌陷进水。

3.5 加强防排水工作

要治坍必须先治水，要防止坍体或地下渗入地表水，将地下水引截避免其渗入坍方地段，导致扩大坍方的局面出现。

参考文献

[1] 谭若坚.不良地质隧道设计与施工的常用处治措施[J].湖南交通科技，2002（3）.

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