公路工程隧道施工塌方治理技术研究

杨发昌

摘 要： 在公路建设里程逐渐扩展的背景下，在复杂地质环境中施工公路工程逐渐增多，隧道工程成为了十分重要构成部分，但是隧道是施工难度大，易出现塌方问题。本文则从实际出发分析了隧道塌方的原因，进而探讨了如何做好隧道塌方治理。

关键词： 公路工程;隧道;塌方治理

【中图分类号】U458     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.26.127

引言：作为一种地下条状构筑物，隧道多修建于山岭当中，用于克服高程障碍，改善道路线形，提升行车速度，对于提升整体运输能力意义重大。然而，在隧道掘进施工过程中，往往会因为多种因素导致塌方等事故发生。隧道塌方原因很多，不仅包含不良地质的内在原因，同时还包括施工管理等外部原因。若不及时采取切实可行的措施积极治理，势必会导致垮塌面积进一步扩大，甚至会引发更大的灾害问题。针对这一问题，应结合工程实际情况，有针对性地采取措施进行塌方治理，做好加固工作，保证岩土体稳定，降低危害性。

1 隧道塌方原因分析

1.1 不良地质及水文地质条件

隧道施工地质条件比较复杂，且是变化多样的，存在比较多的不可预见、不确定的地质条件，对隧道工程施工的安全性有极大的影响。导致隧道塌方的地质条件主要是节理发育的岩体、溶洞与采空区、煤层、应力较高的岩体等。在隧道开挖到节理发育的岩层地质条件时，由于原有的应力结构被直接破坏，导致其释放变形，在隧道自重的影响之下，使得整个岩体结构发生变形等情况，进而引发掉落、塌方等事故;隧道开挖经过软弱岩层的地质条件时，或者经过溶洞、采空区的位置，由于围岩结构稳定性严重不足，在施工的影响之下而出现变形的问题，出现再次坍塌事故，进而导致影响范围巨大的塌方事故;隧道经过蠕变膨胀围岩的地质条件时，在开挖实施后存在围岩暴露的情况，周边环境的作用之下导致蠕变变形过大，如果超出最大允许量，就会造成塌方的问题。

1.2 隧道设计因素

隧道选址时，地质调查不详细，对不良地质认识不到位，以及缺乏详细的地质及水文地质资料，造成施工方案制定失误。对不良地质条件下施工预先支护、加固方案设计不合理，导致施工过程中因支护强度不足而引发塌方。

1.3 施工方法和措施不当

隧道开挖后必须及时初喷混凝土，封闭围岩、减少变形，使开挖轮廓线周边围岩变形逐步稳定。开挖后地层暴露过久，引起围岩松动、风化，自稳能力丧失而发生塌方事故。

高速公路山体隧道一般采用钻爆法开挖，爆破用药量过大引起地震效应可能促使已经实施初期支护的位置发生坍塌;监控量测是隧道新奥法施工中的重要一环，施工过程中未及时量测，或在量测数据变形异常时未采取有效措施，已完成初期支护部分可能因变形过大发生塌方。围岩开挖后需对侵入开挖轮廓线以内的孤岩和松动的危岩进行处理，处理方法不当将人为的造成塌方。

2 隧道塌方处理技术

2.1 做好预报调查

在处理已发生的塌方前，应详细调查塌方范围、形状、塌穴的地质构造，查明其诱发的原因和塌方类型，然后据此再确定塌方处理方案，其目的是初步判断塌方的可发展性。塌方必须等待塌腔稳定之后才可进行处理，否则安全隐患过大。

2.2 小导管超前注浆方案

小导管的主要优势是不需要开挖工作室，施工速度快且操作便捷，能够实现多台钻机同时进行钻孔施工，虽然注浆施工次数相对较多且钢管安装数量多，但是小导管注浆施工灵活，柔性较好。同时，小导管注浆施工可以针对地质条件不好的地区随时补注，以保证其结构性能合格。在进行施工地段的全面分析与勘察之后，应综合考虑经济性、施工难易程度、安全性等因素，选择适宜的塌方处理方案，严格按照施工技术标准进行小导管超前注浆施工，以更好地消除不良地质条件的影响，从而保证后续钻进施工的顺利进行，保障工程的安全性，防止诱发塌方事故问题。

2.3 护拱浇筑

为了使塌方段施工顺利进行，并保证施工安全，需要在塌方段的顶端通过混凝土浇筑实现护拱，塌方体和拱部初期支护之间的交界部位需要插入两根内径为108mm的钢管与两根内径为42mm的钢管，其中，前者用于混凝土泵送，后者用于排气，设置两根的目的在于避免其中一根被堵而导致报废。完成设置的钢管需要与水平表面达到垂直，同时管口处要和塌方处的顶部尽量靠近，为之后的浇筑施工提供方便，浇筑厚度通常为1m。浇筑好后，钢管不能有堵塞，之后的回填还要使用。考虑到塌体顶部不规则，故在浇筑完毕后可能会产生局部侵限，对此，由人工使用风镐对侵限处进行凿除即可。

2.4 大管棚处理技术

大管棚施工的第一个施工工序是开挖一个高度为拱顶上部1～1.5m的管棚工作室，但在管棚工作室开挖阶段，塌方影响的初期变形通常会比较严重，也会造成严重的开裂问题，导致人员和工程安全无法保证。塌方的主体部分是碎石土，由于其黏结性能比较差，结构也比较松散，钻机的钻进方向难以准确控制，进而导致在钻孔的过程中塌渣下沉，钻机方向出现较大的偏差，影响工程质量。因此，需要加强大管棚施工环节的质量控制，切实提高结构的强度性能，同时还应避免出现施工严重偏差的问题，保证大管棚的结构性能达到工程的使用需要，从而预防塌方事故的发生。

2.5 加强防排水工作

塌方往往与地下水活动有关，治塌先治水，防止地表水渗入塌体或地下;引截地下水，防止渗入塌方地段，使塌方扩大。

3 结语

为满足公路交通运输需求，我国隧道工程数量日益增多，在建设规模持续扩大的同时，仍会出现各类问题，尤其是隧道塌方问题。目前，在隧道塌方治理方面已积累了大量经验，但每一个工程的实际情况并不相同，应充分考虑工程具体情况，采取针对性的治理措施，从而保证隧道施工安全。

参考文献

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