公路工程隧道施工塌方治理技术应用研究

李满虎

（中铁七局集团武汉工程有限公司，湖北 武汉 430074）

1 公路工程隧道施工塌方的概况

隧道一般修建于山岭中，主要用途是为了克服一些复杂地势对道路运输的影响。通过修建隧道可以有效提升行车的速度，对提升区域公路运输能力意义重大。但由于很多因素的影响，导致一些塌方事故的发生，可能是因为施工区域地质环境的原因，也可能是隧道施工管理的原因。如果对一些容易引发隧道塌方事故的情况不及时处理，势必会加大坍塌的范围，最终导致更多的灾害发生。因此，在公路工程隧道施工的过程中，应该采取有针对性的措施应对塌方事故的发生，不仅要保障岩土体的稳定，还应该做好防护工作，重视隧道施工的管理，提升隧道施工的规范性，只有这样才能提升隧道施工的水平，减少塌方事故的发生。

在公路工程隧道施工的过程中，可能出现塌方的情况。一般的隧道塌方分为空腔型塌方以及贯穿型塌方两种。这两种隧道塌方存在着很大不同，包括形成机理、发生部位、破坏规模、处置措施等。

1.1 空腔型塌方

隧道的空腔型塌方一般会出现在洞身内，主要造成的原因可能是隧道内围岩的局部结构发生改变，甚至会出现掉块严重的现象。也可能是开挖过程不合理，或者支护的作用不能满足标准等。

1.2 贯穿型塌方

贯穿型塌方一般会发生在隧道洞口处，原因可能是围岩结构不符合标准，或者是由于下雨以及地下水的影响从而导致胶结性结构出现变化，这就会造成开挖过程中围岩的平衡被打破，从而造成较大规模塌方的出现。

2 公路工程隧道施工塌方的问题成因

随着我国经济的不断发展，公路工程也越来越受到人们的关注。由于在公路工程中存在着一些问题，会导致公路工程隧道施工塌方，从而对相关公路工程隧道施工的进度产生影响，增加了施工单位的施工风险。其中公路工程隧道施工塌方的影响因素有很多，将从以下几点进行阐述。

2.1 地质问题

在公路工程隧道施工的过程中，容易受地质条件的影响，地质条件的不可预见性以及多样性，是引起公路工程隧道施工塌方的主要原因。

由于地质环境具有复杂性以及可变性，会导致公路工程隧道施工过程容易引起塌方事故，特别是多数的公路工程隧道施工很难避免一些容易引发隧道施工塌方的地质环境，比如断层破碎带、岩溶发育区、偏压区域、膨胀围岩区域、软弱结构面等复杂地段。施工的过程中遇到以上不良的地质区域就会导致围岩松散的情况发生，从而提升隧道施工塌方发生的概率。

2.2 施工问题

施工人员的施工方式以及经验也是引起公路工程隧道塌方的主要原因之一。其中，包括对隧道施工的认识不足、开挖的方式不当、爆破的参数不合理等原因，这就会造成隧道的围岩结构发生变化，从而引起公路工程隧道施工的塌方情况。

同时，在进行隧道施工时缺乏规范性与责任意识，会出现容易引发隧道塌方的错误操作。因此，施工单位只有重视施工问题对隧道塌方的重要作用，才能有效避免公路工程隧道塌方的情况发生。

2.3 水文问题

由于受到暴雨以及地下水的侵蚀，导致相关隧道的地质结构发生改变，这就会提升公路工程隧道施工塌方的可能性。同时，地表水的变化以及地下水位的变动也会对隧道施工的周围环境产生影响，可能导致隧道围岩出现软化的情况，致使相关围岩的强度以及承载力不能满足施工的要求，从而在公路工程隧道施工的过程中发生施工塌方的情况。隧道的围岩结构还会受到孔隙水的影响，进一步降低围岩的强度，致使岩体的胶结能力变弱，从而引发公路工程隧道施工的塌方事故的发生。

2.4 超前地质预报问题

超前地质预报没有发挥应有作用。相关部门以及施工单位缺乏对超前地质预报的重视就会引发隧道施工的塌方事故。主要原因首先是相关部门对超前地质预报不重视，导致运用超前地质预报的过程中出现问题。其次，施工单位对隧道地质的认识不足，在施工的过程中出现仅凭经验施工的情况，也会引发隧道施工塌方事故。

2.5 监控测量问题

监控测量不到位。由于目前我国公路工程隧道施工一般会遵循“新奥法”原理进行隧道的设计和施工，虽然“新奥法”的监控测量比较系统和全面，但由于相关施工单位对监控测量的认识不足，同时也可能出现相关人员对监控测量的实施不规范、不到位，降低了隧道监控测量的水平，增加了公路工程隧道施工的随意性。

2.6 设计问题

设计问题。公路隧道设计一般会使用现场监控、工程类比、理论计算等方式进行，设计不当也会诱发公路工程隧道塌方。一般的公路隧道工程的施工方法为现场监控、工程类比、理论计算等。大部分施工单位在进行类比的过程中会存在套用其他项目设计方案的现象，导致设计方案的参数与实际施工的参数出现差异。很多工程还存在对隧道施工环节没有进行有效的研究分析，从而导致相关参数不合理、不准确，这也是诱发隧道施工塌方事故的原因。

2.7 勘测问题

地质勘测失误。可能会存在勘测设计阶段的问题，这会导致公路工程隧道施工塌方的情况发生。由于施工单位在地质勘测阶段，可能存在对施工的勘测不能满足施工的需要，主要原因是施工单位缺乏对地质勘测的重视，缺少合理的勘测方案，同时也对新技术掌握不到位，不能有效地将新技术以及新设备运用到地质勘测的过程中，降低了地质勘测的水平，从而导致公路工程隧道施工阶段出现塌方事故。

3 公路工程隧道施工塌方治理技术应用研究

3.1 加强施工技术

施工单位在进行公路工程隧道施工的过程中，为了避免塌方事故，就应该重视施工技术的作用。通过优化施工技术从而降低塌方事故的发生概率，保障相关工程能够顺利完成。首先，做到在施工之前的准备工作中，必须对施工现场的实际情况以及周围的环境进行实地勘测，并将相应的数据信息通过信息技术的方式高效整合分析，这有利于进行公路工程隧道施工的方案设计，提升公路工程隧道规划方案的水平。其次，由于施工人员在一些复杂环境中施工难度较大，相关施工单位要想保障工程施工的质量以及进度，还应该对整个施工的过程进行全面规划，制定完善的施工规划方案有利于提升施工过程各个环节的衔接程度以及效率。最后，施工单位还应该重视勘测的作用，通过对复杂的地质结构进行勘测，能够有效提升施工过程中的事故预防能力。通过以上措施，可以有效减少塌方隐患，保障公路工程隧道施工的顺利进行。

3.2 加强地质监测

施工单位不仅应该对隧道中薄弱的围岩部位进行加固，还应该应用先进的勘测技术对隧道复杂的地质条件进行实时监测，并及时对监测的数据信息进行有效分析。特别是在公路工程隧道施工的过程中会发生一些导致隧道结构不稳定的情况，如地下水的水位过高或是漏水等，施工单位应该制定有针对性的、科学合理的排水措施，有效减少此类情况的发生概率。施工单位应该重视对隧道的监测，如果发现可能引发隧道塌方的隐患，就应该及时进行处理。由于过去在地质勘察时，会因为一些因素的影响导致不能进行彻底勘察地质，这就会导致支护设计会与现场产生不符的情况，从而不能保证施工过程中围岩的稳定性，会提升塌方事故的发生概率。因此，施工企业应该重视对地质勘察的重要性，对施工人员、施工设备进行合理分配，并积极采购先进设备以及技术，这不仅有利于提升施工的效率，还能减少塌方事故的发生。

3.3 重视隧道加固

施工企业还应该重视对公路工程隧道施工预加固技术的应用和优化，特别是对隧道施工过程中遇到的一些薄弱部分进行预加固能够有效提升施工的安全性。公路工程隧道施工塌方事故的原因一般是由于隧道的围岩结构强度较低，这就导致隧道的稳定性较差，如果在施工的过程中对相应的围岩结构进行预加固，能够极大提升相关围岩结构的强度。除此之外，复杂的地质环境还会引发其他地质灾害，重视隧道加固非常有必要。因此，施工企业应该重视不良地质对隧道施工的影响，可以采用弱爆破的方式解决一些不良地质的问题，从而保障公路工程隧道工程的顺利进行。

3.4 采取针对性的塌方措施

在公路工程隧道施工的过程中，难免会有塌方的情况发生。施工企业不仅要做好相应的预防措施，还应该加强对塌方施工的处理能力。比如，如果塌方的范围较小且相应区域已经做好牢固的支撑时，可以从塌方区域的两端或者一段开始，先上后下逐步清除塌方，在清除过程中还应该注意观察周围区域围岩的情况，从而避免二次塌方的发生。同时，在挖掘的过程中，还应该重视架设临时支撑，并确保临时支撑能够紧挨塌方的腔面。如果塌方的体积稍大时，在无法保证二次塌方的情况下，不能对塌体进行清除。必须在做好一些临时支护保证安全的情况下才可以进行塌体的清除。

如果塌体的体积较大，影响在其范围内进行支护时，可以采用注浆加固塌体的方式提升其稳定性，也可以采用长管棚的方式提升塌体的稳定性。有时为了减少塌体的暴露时间，还可以采用一次性模筑混凝土的方式进行封闭。如果塌方部位的围岩整体性较差时，应该运用预注浆的方式进行相关部位的加固。如果塌方的出现冒顶的情况时，应该进行相应的支护措施，防止二次坍塌的风险。同时，在一些地质条件较差的环境中，应该对陷穴口周围的地表进行注浆加固，从而提升其稳定性。另外，还应该在地表周围以及陷穴口处做好防水排水的措施，避免软化围岩的情况发生。最后，施工企业还应该建立奖罚机制，对于一些在施工过程中表现优秀或者及时发现施工中存在安全隐患的员工积极给予物质与精神的奖励，而对于一些在施工过程中存在松懈以及施工不规范的员工及时惩处，使其能够认识到隧道施工的重要性，通过这种方式可以有效提升员工规范作业的积极性，减少一些施工不规范引发的塌方问题，从而提升隧道施工的水平。

3.5 加强施工管理力度

施工企业应该加强施工管理力度，这有利于提升预防塌方事故的水平。在公路工程隧道施工中，如果管理出现松懈，就会导致施工人员出现不遵守施工技术以及施工组织的要求、擅自改变其支护以及开挖的方式等情况发生，这不仅会给隧道施工带来安全隐患，也会降低公路工程隧道施工的质量。因此，首先施工企业必须加强对隧道工程的监督管理，根据隧道施工的需要制订监督管理制度，并按照专业人员定期对施工的进度以及施工的质量进行检查，从而保障隧道施工符合标准。其次，还应该加强企业文化的构建，通过企业文化的方式提升施工人员的责任意识，使其能够在施工过程中确保规范施工，这有利于提升隧道施工的质量，减少塌方施工的发生。最后，施工企业还应该重视施工人员的素质与能力，只有具备高素质以及能力的施工人员才能保障隧道施工的质量。因此，施工企业应该重视施工队伍的构建，通过制订人才招聘以及培训等方式提升施工人员的素质与能力，并将一些高素质与高能力的人员安排到重要的岗位，使其能够在关键位置发生出自身的能力与价值，从而提升公路工程隧道施工的水平。

3.6 重视设计与检查

在目前公路工程隧道施工中，工程类比法、理论计算法以及现场监控法是比较常用的三种方法，而其中运用最多的就是工程类比法。这就要求施工企业在进行公路工程隧道的施工时，应该对施工的区域进行详细的勘察，并了解施工区域的地质结构以及地层的情况，并根据施工现场的实际需要设计公路隧道支护等。其次，在公路工程隧道施工的过程中，施工企业应该对围岩状态进行检查，可以采用定期检查与不定期检查两种方式，从而提升对围岩状态的检查力度，降低施工中出现塌方的风险。如果发现相关围岩出现变形的情况，应该积极停止施工并找出引发围岩变形的诱因，根据相关原因制订出有针对性的解决措施。

4 结语

通过以上论述可以得知，公路工程隧道施工出现塌方事故，导致塌方事故的原因有很多，比如地质问题、施工问题、水文问题、超前地质预报问题、监控测量问题、设计问题、勘测问题等。施工企业必须重视隧道施工塌方事故对工程的影响，做好施工之前的准备工作。其次，施工企业在施工之前还应该加强对隧道地质的监测，并对一些不稳定或是容易引发隧道塌方的地质结构做好支护处理。再次，应该重视对隧道内岩层的加固，并对不同塌方类型做好有针对性的预防措施。另外，施工企业应该重视施工的管理力度，提升施工人员的素质和能力。最后，施工企业应该重视对隧道施工的设计与检查，并定期对隧道的围岩状态进行检查，防止突然出现变形的情况，从而给隧道施工带来施工风险。