公路隧道施工塌方成因及处理措施探讨

高冬

重庆隧源建筑劳务有限公司

【摘 要】塌方事故的发生会带来十分严重的后果，而且，塌方事故的治理难度非常大，一旦不切实根据事故发生的实际情况进行详细分析并治理，很有可能会导致在整治过程中，继续发生塌方，甚至还会引发更大隐患。在公路隧道施工过程中经常出现塌方现象，其原因有很多。据此，本文对公路隧道施工塌方的成因进行了详细分析，并提出了一些有效的处理措施。

【关键词】公路隧道；施工塌方；处理措施

一、公路隧道施工塌方的成因

（一）地质因素

1.隧道穿过断层和破碎带时，一旦开挖，潜在的应力就会释放出来，承压快、围岩失稳，则势必会造成坍塌。

2.在通过堆积体时，因为结构松散，颗粒之间无胶结，或者胶结太差，在开挖之后，势必会引起坍塌。

3.在挤压破碎带，岩脉穿插带、节理密集带等碎裂结构地层中，岩块间互相挤压钳制，一经开挖则失稳，常见围岩掉块、塌落。在软弱结构面发育的情况下，或泥质填充物过多，均易产生较大的坍塌。

4.在挤压破碎带，岩脉穿插带和节理密集带等碎裂结构地层中，岩块之间相互挤压限制，一旦开挖，就会失稳，其中常见的主要有围岩掉块和塌落。在软弱结构面

5.薄弱岩体在构造运动的作用下，形成的小褶曲、错动发育地段，在施工过程中经常发生塌方。

6.岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体，在地下水的作用下，软弱面的强度就会有所降低，从而就会导致滑塌。

7.地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用，会进一步加剧岩体的失稳和塌落。

（二）施工方法和措施不当

1.施工方法的选择不恰当，或者工序之间的间距安排的不合理。各工序之间的距离太远，地层的暴露時间过久，导致围岩松动和风化，从而发生塌方。

2.喷锚不够及时，或者锚喷混凝土的质量、厚度与相关要求不符。

3.采用钢支撑时，支撑架设质量不良好，支撑与围岩贴合不严密，两者之间的空隙填塞不密实，联接不牢固，难以满足围岩压力的强度要求。

4.抽换支撑操作不当，或支撑受力过大，没有及时加固。

5.爆破作业不恰当，用药量过多。

6.处理危石措施不合适，导致危石坠落，导致岩层坍塌。

（三）隧道塌方前的征兆

1.量测信息所反映的围岩变形速度或数值超过允许值。

2.喷射混凝土产生纵横向的裂纹或龟裂。

3.在坑顶或坑壁发现不断掉下土块、小石块或构件支撑间隙不断漏出砂、石屑。

4.岩层的层理、节理缝或裂隙变大、张开。

5.坑道内渗水、滴水突然加剧或变浑。

二、公路隧道施工塌方的处理措施

（一）公路隧道施工塌方的预防措施

1.防排水。

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.短开挖。

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。

3.强支护。

对于围岩和地压现状，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，可以采取模注砼尽早封闭的措施。

4.快衬砌。

如果有必要，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。

5.勤检查。

可以派遣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。

6.合理方案。

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。

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。

（二）公路隧道施工塌方的处理措施

1.对施工地段进行观察与测量。

在公路隧道施工过程中，实时测量和观察现场围岩的变形程度、工程地质变化，并及时预报围岩的稳定情况，在围岩发生异常变形，或出现塌方预兆时，必须及时采取有效措施，加强衬砌支护。观察和描述开挖工作面周围的裂缝和支护情况，以便于进行围岩的稳定性判断。而在开挖支护施工结束后，测量围岩位移，并直接反应隧道动态指标的变化，这些量测数据为围岩安全稳定的判定提供了有效依据。一般情况下，会选择五点量测法测量围岩位移，并根据相关规范要求，进一步确定测量频率，并派专人操作，及时进行数据测量，确保其的可靠性和准确性，从而保证隧道施工安全和施工质量。量测的频率应该按照每天的位移速度和量测断面距开挖面距离加以确定，具体如表1所示。

2.后方加固处理。

（1）安设挂网喷射混凝土、锚杆和钢拱架，以此加固，从而适应变形明显的状况。

（2）采用径向注浆加固措施，范围是开挖轮廓线以外5m，采用梅花形布置的注浆控制，同时和开挖轮廓线保持垂直，开孔纵向间隔为1.5m，环向间隔为1m。使用普通水泥单液浆作为注浆材料。局部渗漏水比较严重的情况下，可以选择使用水玻璃-水泥双液浆，比较适用于变形并不显著，但是存在渗水的情况。

3.塌方地段处理。

（1）当初期衬砌产生裂缝时，采取初期支护处理，选用Φ50mm×5mm规格小导管进行，采用梅花形排开小导管，且相互之间间距保持在100cm×100cm左右，布置后，及时对围岩做注浆加固处理，避免洞室周围岩塑性区延伸，其不仅能够有效降低围岩变形，且具有较好的效果，具体如图1所示。

（2）采用打底梁作为支撑，以加固处理。在各个钢拱脚底部的每侧打入长度约为3.5m、向下约为45°的两根注浆导管锁脚加以固定，再用工字型钢作临时支架，用工字钢、槽钢作底梁。然后，设置水平横向支架或支撑，促使其构成环状结构，工字钢的纵向连接选用Φ25钢筋，在环形设置时，保持间距在100mm左右，具体如图2所示。

三、结语

综上所述，公路隧道施工是一项十分巨大的工程，隧道施工路段的地质比较复杂，只有全面做好隧道路段的地质勘察工作，并在施工时，进行详细检测，且对数据进行详细分析，一旦发生塌方，必须先确保施工人员的人身安全，再进行具体分析，根据塌方发生的具体原因，有针对性地制定处理方案。与此同时，还应充分合理利用先进的技术手段，全面做好探测、预报和分析等工作，才能够进一步确保隧道施工安全和施工质量。

参考文献

[1]剑张.公路隧道施工塌方成因及处理措施探讨[J].2016，1（1）.

[2]张永杰.公路隧道施工塌方成因及处理措施[J].科技资讯，2014，12（12）.