高速公路隧道施工塌方原因及控制措施分析

文/胡卓

1 引起隧道塌方的主要原因

1.1 地质原因

高速公路施工都是在户外进行的，高速公路隧道的施工面临的施工环境更为恶劣，一般情况下高速公路隧道施工都是在山区和地质较为复杂的地带，这类地区通常都具有岩体薄、曲折小的特点，所以在隧道开挖的过程中极为容易出现围岩失稳的情况。其次，在高速公路隧道开挖过程中施工现场会有着多种的杂物和杂碎岩石，对于这类岩石的处理一般都是堆积存放，各种堆积体在开挖之后也会由于地质的松散引起隧道的坍塌。除此之外，当对岩石挤压情况较为严重的区域进行隧道的开挖时，一部分的岩石失去稳定性之后也会导致另一部分的岩石松动，这类的问题造成的坍塌事故主要是地质本身的问题所导致的。

1.2 地下水原因

高速公路隧道施工中由于要进行隧道的开挖所以必然会有着相应的地下水处理措施，在高速公路隧道施工中不论是在隧道的上方还是周围一般情况下都会存在大量的地下水，地下水的存在对隧道周围的岩石稳定性有着直接的影响，所以在隧道的施工中没有通过合理的方式对地下水进行处理也会由于地下水问题影响到岩石稳定性，最终导致隧道的耐性逐渐变低，当岩石的耐性低到一定程度时就会影响隧道结构面的稳定性，从而导致塌方事故的出现。

1.3 设计不当

施工图纸设计环节是施工中的重要环节，图纸设计的合理性对施工的质量和施工能否顺利开展都有着直接的联系，通过对我国多数的高速公路隧道施工研究发现，在高速公路隧道正式施工之前一般是根据以往的设计经验，并没有根据实际施工场所的地质情况来进行设计，这种情况就会导致一些数据存在误差，最终导致图纸设计不合理也无法对施工中的混凝土施工厚度以及支撑结构数量、间距、角度等精确的内容进行确定，当这些环节中的任何一项有不合理施工之处都会引起隧道施工场所周围岩石出现松动的情况。

1.4 施工原因

高速公路隧道的施工具有施工环节多，施工困难的特点，所以进行施工时任何一项环节有差错都会导致施工质量问题的出现。首先，工程在施工之前都会对施工的方案进行规划和制定，高速公路隧道也是如此，在高速公路隧道施工之前如果施工方案的安排不合理就会导致每一环节施工之间的工序时间过大，当一些环节中的施工长时间在空气中暴露就会出现风化和松动，这种情况下不及时解决就会导致隧道塌方。其次，在混凝土的施工过程中，如果对于混凝土施工的厚度与实际施工要求不符，那么就会埋下安全隐患。钢筋结构也是高速公路隧道施工中的重要施工结构，在采用钢筋进行施工时出现钢筋质量和强度不符合施工标准以及与围岩没有紧贴时也会导致坍塌事故的出现，这种情况下导致坍塌事故出现的主要原因就是钢筋结构质量的不符使得钢筋结构受到较大的压力时就不能进行有效的支撑。

2 隧道塌方的控制以及整治

在我国当前的高速公路隧道施工发展中，虽然科技的进步使得高速公路隧道质量和效率有了一定的提升，但是由于我国的高速公路隧道施工起步较晚，与发达国家相比还存在着一定的差距，面对这种情况，要提升隧道施工的质量就必须不断地对施工技术进行创新，并对隧道施工中常见的施工问题进行预防，防止塌方事故出现造成不可预计的后果，在我国现阶段的高速公路隧道施工中对于塌方事故的整治措施主要是从以下方面进行的。

2.1 洞口塌方控制措施分析

在高速公路隧道出现洞口塌方时，由于引起塌方事故出现的原因不同所以导致了对于塌方事故处理方式也不相同，对于洞口塌方事故处理的措施有着一定的差异性，当高速公路隧道洞口的塌方是中小型事故时，在进行处理时必须从上向下对塌方产生的碎石进行处理，在对碎石处理完成之后其洞口的坡面出现时就要根据坡面的实际情况来对坡面进行卸载处理，在该阶段进行处理时一般是采用喷锚来从上向下来进行边仰坡的加固。在高速公路隧道洞口塌方严重时，进行事故的处理时就必须采用挖台阶的方式进行，这种修复方式能够有效地提升洞口土体的安全性。由此可见，在对洞口塌方事故进行处理时，不论塌方事故严重与否，在处理的过程中都必须根据要求进行处理，处理方式的选择时也要根据实际的情况来进行选择，这样才能实现洞口塌方合理的处理并有效地避免二次塌方的出现[1]。

2.2 洞内塌方控制措施分析

洞内塌方相比于洞口塌方来说具有一定的复杂性，工作内容也较多，当隧道的洞内出现塌方时，要想合理地进行处理必须根据一定的施工顺序和要求来进行，这样才能在进行塌方处理时避免其他事故的出现。对于隧道洞内塌方的主要控制方式是在进行初期处理时，必须通过适当方式来避免洞内塌方事故的扩大，在高速公路隧道洞内塌方事故中其塌方和隧道洞内的宽度有着正比例的关系，所以只要隧道内部的宽度不变就不会加大洞内塌方的力度，在对洞内塌方进行处理时首先应该根据隧道洞内的长和宽的数据对塌方的稳定程度进行计算，计算完成之后再对围岩的稳定性进行估测，通过计算和估测的结果来进行后续的处理，在该阶段进行的过程中当发现塌方延续到地表，为了保障塌方事故处理的安全合理进行，还应该及时做好截水的处理，以防地下水扩大塌方。在高速公路隧道洞内塌方处理完成后，还应该通过一定的措施对地表的稳定性进行提升，我国当前的隧道塌方事故处理中对于地表稳定提升的主要措施就是对洞内进行土石的夯填，在土石回填之后还要进行浆砌片石铺砌操作[2]。

3 加强隧道施工塌方控制的建议

3.1 短开挖进尺

在隧道的开挖中为了避免工序时间间隔长所带来的塌方问题在进行开挖时就要采用短开挖的方式进行工作，在开挖的过程中第一道工序完成之后需必须快速进入第二道工序，通过工序时间间隔的缩短来提升岩体的稳定性[3]。

3.2 提高支护的强度

支护的施工是高速公路隧道的重要施工环节，支护的强度和施工环节的正常进行对隧道的施工质量有着直接的影响，所以要减小和避免隧道塌方问题的出现就必须保障支护工作合理地进行。在进行施工时，为了保障支护施工的合理性，首先正式施工之前需要对支护的强度进行确定，支护强度需要根据施工场所的实际地压和围岩情况来进行确定，支护的强度确定完成之后再对混凝土的厚度以及拱架的刚性强度适当地进行增强，以此来从减小拱架和支护距离并提升支护强度来提高隧道施工的质量。

3.3 加强监测

在任何工程的施工中要想避免施工问题的出现都必须进行相应的监测工作，高速公路隧道也是如此，监测环节是高速公路隧道施工中必须进行的一个环节，为了实现监测工作的有效进行必须由专业人员负责，且还要制定相应的规章制度对员工的行为进行约束，在对高速公路隧道进行监测的过程中主要进行的工作是对围岩和支护的变形情况进行的测量和分析，在监测的过程中一旦发现围岩和支护出现变形的情况就必须及时进行加固工作，防止围岩和支护变形情况长时间的得不到解决而出现的变形扩大情况的出现，为了更进一步提升高速公路隧道监测工作的有效性，除了对岩石和支护进行监测之外也要适当地对施工的地质和水文情况进行监测和掌握动态情况[4]。

3.4 超前地质预报

高速公路隧道不但会受到人为因素的影响而造成塌方，其自然环境因素造成塌方事故的出现也是常见的现象，为了有效减少和避免自然环境因素造成的塌方事故，可以采用探地雷达法和隧道地震波法以及红外线探水法等方式对高速公路隧道进行超前地质预报，超前地质预报的合理进行不但能够有效地对隧道的实际地质情况进行检测，还能够有效地对事故问题进行提前预测。在社会科技的不断发展过程中高速公路隧道中所用的超前地质预报方式也有了一定的技术升级，对于隧道地质预测的技术也由预测事故向着实时跟踪预测的方式转变，通过在高速公路隧道中进行超前地质预报可以对不同的围岩结构所产生的灾害进行预防和处理，以此通过预防和处理来选取合理的处理措施。

4 结语

在社会的不断发展过程中，高速公路施工行业在数量和规模得到发展的同时其施工的技术也有着一定的提升。由于在高速公路的隧道施工过程中遇到的困难较多，其施工环境也具有特殊性，所以施工中所受到的影响因素较多，当高速公路隧道施工中出现塌方事故时其所产生的危害是极大的，对施工人员生命安全和施工进度以及施工质量都有着严重的影响，因此，通过合理的方式来减少或避免高速公路隧道塌方事故的出现是必须进行的一项工作。