对公路隧道防塌方技术研究

李跃斌

摘要：自然與人为因素是造成隧道施工塌方事故的关键原因，当出现事故以后，必须对其发生原因整体分析。虽然自然因素无法避免，但可以采取合理的预防手段。人为因素完全能够避免，因此，监控整体施工流程是降低事故发生概率的关键方法。需要科学预防与治理事故，进一步提升施工水平。本文针对公路隧道防塌方问题，提出相关的整治技术和预防措施。

关键词：公路隧道；塌方；预防技术

大多数隧道施工都采取传统方式，这一方法会产生强烈的振动，从而影响项目的稳定性，并对原本岩体内部平衡应力造成损坏，当无法利用科学的施工方式或支护不足时，迅速降低围岩的稳定性进一步引发坍塌。因此，怎样有效提升施工的安全水平，降低坍塌发生概率，需要认真分析的问题，对其研究具有一定的现实意义。

一、发生原因

（一）地质因素

由于持续运动的地壳作用，产生相关错动的发育区域，当这一区域出现隧道项目时便会产生断裂，出现塌方问题；针对一部分堆填性区域，由于颗粒之间存在较差的粘结性，相对松散的颗粒，开挖操作中容易发生移动土体颗粒或塌方问题；当对一部分比较薄弱土体岩层穿过时，相应降低了围岩能力，增加了坍塌发生概率[1]。

（二）设计与施工因素

由于在施工中需要较长的距离，还可以称为线性施工，因此，在勘察过程中难以全面掌握线路附近的环境资料，必将造成设计过程中相关人员无法全面掌握地质特点。若在地段相若薄弱区域设计，则引起事故。此外，在施工中，采取的开挖方法、操作流程以及支护方法等与施工应用的围岩类型不相符，容易出现较大的岩体，形成偏大的位移，产生事故。在操作过程中对岩体实施爆破，巨大的震动十分容易分裂岩体层次，导致发生严重的冒顶现象。所以，需要按照设计情况开展科学设计。

（三）发生征兆

第一，检测数据提示围岩发生变形的速率超过标准数值；第二，混凝土喷射操作形成纵横向的裂痕；第三，坑顶持续产生落下土块和石块等现象。第四，岩层逐步扩大了裂缝或节理；第五，坑道内部出现严重的滴水问题。

二、整治技术

（一）注浆锚固法

这一方法是基于非套管成孔技术和中高压注浆采取的处理方式。其中前者是成功的决定因素，其能提升钻孔的稳定性，中高压注浆对注浆半径持续拓展，与长锚杆超前连接一定程度导致加固压力注浆体形成一个有机整体，强化支护效果。

（二）大管棚注浆超前支护

关键采取注浆小导管，预支护处置塌方体。通过短进尺和分阶段方法持续开挖操作，并在支护时利用随挖随支方法。这一方法全面结合项目的地质特点与操作工艺，一定程度彰显技术优势。但为了得到预期施工效果，必须制作一个对松散岩石形成支撑的壳体[2]。

（三）塌坑注浆法

这一方主要通地表塌坑加固注浆处理塌方体，再进行开挖操作。该方法产生较高的成本，难以掌控操作质量，经济缺乏合理性。

三、预防措施

（一）认真调查，寻找原因

在正式施工之前，应认真做好规划。对实际方案科学规划，单独分析要通过的山，这也是分析形成事故原因的关键工具。通过分析图纸，划定发生原因的范围。若在现有范围内，则对其产生概率相应改变；若超过这个范围，则不断找出全新的原因，并做好记录。这项工作至关重要，可以为今后的工作不断累积丰富的工作经验[3]。

（二）科学分析概率性

对事故及时排除之前要分析概率性，查看是否发生连锁反应。对原因讨论结束后，应对是否引发连锁反应的情况进行判断。一部分地质层缺乏稳定的结构，极有可能出现一次塌方以后发生其他区域的事故。例如溶洞原因出现的事故，很可能因为比较薄弱的几何受力点而导致其他位置出现。大多数山岭区域开展施工时，普遍存在渗水问题，严重恶化操作环境。若形成较大渗水量，极有可能产生水蚀衬砌问题。当环境温度相对偏低，这部分水容易发生结冰；状况严重时，一定程度威胁衬砌本身的可靠性。当这一现象十分严重时，衬砌内部钢筋也会发生柔韧性降低问题，产生较大的安全风险。

（三）科学研究技术

在实际施工中，最重要的是开挖操作，一定程度影响围岩的稳定性，不同类型的开挖方式，形成对应的应用范畴。选择错误的开挖方式，非常容易产生问题。尤其是在地质相对不佳的区域，可以思考先拱后墙、科学分块的操作方法，并且认真按照操作原则。开挖操作之前，结合设计标准做好超前支护与注浆，如此对围岩做好加固处置，提升工作面开挖的稳定水平。开挖操作中，禁止为追赶工期而不断增加掘进尺度。爆破操作时，对使用炸药量严控，避免随意改变有关数据，最大程度降低爆破影响围岩的程度，强化了附近岩体的稳固性，全面彰显围岩本身的承载水平，工作面开挖结束以后，科学思考利用喷射混凝土、钢支撑支护等工艺，这也是避免局部发生坍塌，提升综合稳固性的关键方法。

（四）严控施工质量

隧道发生事故的关键原因是施工操作产生的不足，因此，要对其强化管理，科学指导操作。操作人员应不断培养安全意识，认真按照操作标准开展工作。在实际操作中初期支护发挥了至关重要的作用，其也相应承担了大部分项目受力。实际操作过程中是否稳定也会受到这项操作质量的影响，因此对其控制应严格控制。格栅、落底等问题，锚杆数量与长度等，这部分是构成该项操作的主要内容，也成为控制关键点，是关键的预防手段。

（五）严格管理量测

在开挖操作中必须认真开展量测监控操作，利用全面测量工地获取围岩力学和支护操作情况的关联数据，科学研究这部分数据，对二者的稳定性整体判断，利用这部分安全性数据对事故与险情科学预判，调整设计数据，避免围岩出现较大的变形问题，按照量测数据准确明确实施二次衬砌所需的时间。

四、结束语

隧道发生塌方不但严重影响了建设单位的形象，还会令其承受严重的经济损失，并且对人的生命财产造成极大威胁，需要对其高度关注。造成事故的原因有很多，但若科学实施设计，认真调查地质情况，严控施工方式，全面分析操纵方案等，完全可以防止这一事故的发生，从而提升安全水平，保证施工质量。

参考文献：

[1]宋波.达陕高速公路隧道塌方机制及处治措施研究[D].成都：成都理工大学，2016：12.

[2]代高飞，朱合华，夏才初.某公路隧道病害成因分析与治理研究[D].中国安全科学学报，2015（12）：89.

[3]王贵君.节理裂隙岩体中不同埋深无支护暗挖隧洞稳定性的离散元法数值分析[D].岩石力学与工程学报，2016（7）：56-58.

（作者单位：云南第二公路桥梁工程有限公司）