高速公路隧道施工塌方原因及控制措施探讨

2023-03-10张明杨

建筑与装饰 2023年2期

张明杨

中铁十二局集团第四工程有限公司山西太原 030024

引言

近些年来，我国经济一直保持高速稳定的发展，我国的城市化进程也在不断加快，高速公路建设也随之在快速推进，在快速推进的过程中安全事故发生情况也时有发生，塌方作为高速公路施工中典型的安全事故，不仅大幅度减缓高速公路施工的效率，还会严重影响其质量。无论是小型塌方，还是大型塌方，都会使施工时间延长，导致施工成本增加，而且还会使施工人员的生命安全得不到有效保障。造成高速公路隧道施工塌方的原因有很多，其中最主要的当属施工不严谨出现问题，问题就像雪球一样越滚越大，最终导致塌方事故的发生。为了避免坍塌事故情况的发生，在施工开始之前就需要做好准备工作，包括对实际施工现场的检测、对施工人员的安全培训工作，以及对施工计划可行性的预测。其次在施工过程中，最大化提升施工工作人员的认真程度，根据实际施工情况，合理调整施工进程。对于高速公路隧道施工中发生塌方的原因要认真总结，并针对塌方原因做好控制措施，这对于高速公路建设行业来说是非常有必要的。

1 高速公路隧道施工塌方控制的重要意义

预防是减少事故发生的最好解决方法。由于我国高速公路发展时间并不长，因此，对于高速公路的施工水平相较于其他发达国家，仍存在一些差距，对于一些技术性问题还不能很好的解决。这些问题如果得不到良好处理的话，很容易在实际施工过程中留下安全隐患，从而增加塌方事故的发生率。塌方事故无论是对于施工人员还是对施工企业来说，都存在着不小的不利影响，塌方事故的危害巨大，寻求一种有效的高速公路隧道施工塌方现象的控制措施，对于施工企业来说是非常有必要的。做好塌方预防措施，可以有效降低塌方情况发生概率，这不仅可以保证整体施工的正常高质量运行，还可以有效保障施工人员的生命安全与施工企业的财产安全，从而促进高速公路建设企业的可持续发展。高速公路隧道施工塌方控制对于我国现代化进程的推进也具有重大意义[1]。

2 高速公路隧道施工中常见的塌方原因

2.1 施工设计原因导致的塌方事故

在施工之前的设计中，如果对于施工考虑的不够充分，很容易出现问题，这些问题会在施工过程中逐步表现出来，在没有得到及时更改的情况下，很容易导致塌方事故的发生。施工设计是整体施工的总指导，如果设计存在纰漏，对于整体工程的进展以及安全有着非常重大的影响，因此设计师在进行施工设计时不容许出现错误，保证其施工设计的合理性。首先，在施工之前的设计中，设计相关人员必须要去施工隧道进行实地考察，对隧道的地质情况有一个准确的把握；其次，需要对设计的可行性进行多次较量研究，保证设计的科学性，发现纰漏要做到及时报告更改；最后，要充分对与之类似的工程做充分的调研，并对施工进程中可能会出现的问题进行预测，并作出相应的详细解决方案，避免在施工中出现问题因为没有解决方案，不能及时地对问题进行处理解决，导致问题扩大化并最终导致塌方事故的发生。高速公路隧道施工是高速公路所有路段施工中难度较高的部分，因为隧道施工需要穿过山体，而每座山头的构成都会有区别，因此需要实地考察并进行探究分析，根据施工隧道地质条件的不同，确定最为合适的设计方案。在选择施工设计勘测人员时，要选用专业能力强的施工人员，以保证对复杂地质情况的准确勘测，便于施工设计的实际应用。施工人员除了具备较强专业能力外，还需要实际操作经验丰富，专业经验与专业能力两者缺一不可，只有做到两者完美融合，才可以对后续实际施工中可能会遇见的问题做出精准的预测，从而有效降低施工塌方情况的发生概率，保障高速公路隧道施工进程的安全且高质量的推进。除此之外，勘探技术的不成熟也是对施工设计出现纰漏的主要影响因素之一，在特殊山体地质的施工中，当前的勘探技术并不足以使勘探人员完全掌握实际施工现场的地质条件，隧道施工地质资料的不完全使施工设计存在问题，最终导致高速公路隧道施工过程中发生塌方事故。

2.2 施工现场的地质原因导致的塌方事故

由于隧道施工需要穿越山体，因此施工工程量较大，且隧道施工现场一般多在山体之下、水下，地质原因对隧道施工的影响巨大。在特殊地质条件下，隧道施工过程中很容易由于操作不慎等各种原因致使山体承载力发生失衡，超过承载力的极限值，当发生上述情况后，非常容易导致塌方事故情况出现。隧道施工相较于其他路段施工时间更长，就是因为隧道施工的实际状况复杂，需要在施工前期尽可能地对施工隧道的地质结构进行调研探究，综合所有方面考虑，严格遵守施工设计图纸进行施工。勘探过程中充分研究地质情况，对类似条件下的工程充分调研，并对隧道施工的实际地质情况制定一个完善的、全面的组织计划，以保证高速公路施工的成功进行，避免塌方事故的发生[2]。

2.3 施工过程中自然与人为因素原因导致的塌方事故

在高速公路隧道施工开始后，也会出现自然灾害或是人为失误所导致的塌方事故。这些原因所导致的塌方跟施工前的地质勘探没有关系，即使勘探情况已经十分明朗，并且施工设计无懈可击，也不能完全保证施工不会发生塌方事故，因为再完善的施工设计也不能忽略自然或是人为因素对其施工的影响。就拿自然因素来说，由于隧道施工的工期较长，因此在施工中遇见极端天气的概率也会随之增加，极端天气非常容易引发一些地质灾害，例如泥石流。地震等，都会对工程有着非常巨大的影响，恶劣的天气条件不仅增加了施工人员的施工难度，从而影响隧道施工过程的质量，还会严重危害施工人员生命安全，使其生命安全得不到保障。除此之外，由于地壳运动所导致的地震，这种特殊的自然条件因素是不可避免的，地震会给山体隧道工程进度带来很巨大的影响，严重的话还会发生塌方事故。这就要求施工的现场指挥人员有着冷静的思维以及专业的能力素养，在自然天气恶化的第一时间做好预警，先保证施工人员的人身安全，及时指挥工作人员安全撤离，其次再尽力做好施工保护措施，尽量减少自然因素对于施工的破坏。在诸如地震、泥石流等自然灾害发生后，山体的岩石结构很有可能发生改变，如需要再次施工，需要对实际施工地再次进行详细的勘探。

除此之外，人为因素的影响也是导致施工过程中出现塌方的主要原因，比如有些施工企业一味地追求降低成本，加快施工速度，从而忽视施工质量的重要性，对于材料设施的选择，为了降低成本选用价格最低的，对于施工方案也不严格遵守，或是没有给施工人员做好安全教育培训工作，忽视安全施工的重视程度，这些情况都属于人为因素，都可能会导致在施工中发生安全事故，从而出现塌方事故。因此，在施工过程中，对于施工所需材料的选择一定要充分考虑质量方面，提高施工人员的安全意识，加强施工中的安全管理能力，避免人为因素所导致的塌方安全事故[3]。

3 高速公路隧道施工塌方的预防控制措施

3.1 爆破控制

在高速公路隧道施工中，面对坚硬的山体，爆破是最高效的施工技术，因此爆破技术在隧道施工中被得到广泛应用。对于爆破威力的掌控是非常重要的，合理的爆破可以有效提高施工效率，大幅度缩小工期，从而节省时间成本的同时节省资金成本。如此便利的技术虽然被施工单位经常应用，但仍不能精确控制其爆破威力，如果控制不得当的话，很容易给后续施工工作留下安全隐患，安全隐患没有及时解决的话，很有可能发展成为塌方事故。因此爆破控制技术的提升是非常有必要的，在进行爆破准备工作时主要需要注意两点，一是严格控制爆破的火药量，二是找准爆破位置。首先，在实际的爆破工作前，需要专业人员实地考察，根据实际情况调整火药量，设定最为合理的爆破方案并对其爆破整体流程进行规划。其次，对于爆破位置的选择也要格外谨慎，确保爆破位置对于山体的影响最低，不得影响承重力的平衡。在爆破工作结束后，相关人员一定要重新对施工现场的地质情况进行检测，避免在爆破后，由于地质发生变化所导致后续施工中存在安全隐患[4]。

3.2 加强排水

在高速公路隧道施工中，如果积水量过多，会增加隧道发生塌方事故的概率，因为水所具有流动性特点，不能像土质、岩石等具有稳定性，如果在施工过程中，隧道积水过多会侵蚀岩石，使其承载力变弱，从而导致塌方事故的发生。因此为了避免这种情况的发生，就需要加强排水，防止隧道出现积水问题，进而出现安全隐患。加强排水首先需要防止边墙或地面发生渗水；其次如果发生积水一定要及时引流，尽快将积水引出隧道，如果积水情况严重，必要时刻可以选择应用抽水设备对其进行抽水处理。

3.3 及时更改设计方案

在施工前的设计中，难免会出现由于各种原因所导致的勘探资料不完整，继而导致施工设计不合理情况，或是由于施工工期较长，在此期间地质条件受自然因素发生改变，导致施工设计不再适用。类似于这类情况，都需要在实际施工过程中根据现场环境以及现场地质的变化，及时向施工设计部门进行反映。相关人员需要重新对施工条件检测，根据检测结果对施工设计方案进行调整升级，确保设计方案的准确性，待到更改后的新方案确定再继续施工，以此保障施工过程中财产与人身的安全[5]。

3.4 加强监测

在施工过程中，要定期多次对施工现场进行检测，如果发现监测数据异常，要及时发出预警，通过加强检测可以有效避免塌方事故的发生。施工单位可以成立专项检测小组，负责对检测仪器的日常维护与使用，担起数据测量的责任，第一时间将监测数据反馈给设计人员与相关部门。加强监测水平可以在第一时间发现异常，寻找初始问题点，从而在问题发展成事故之前被发现并得到解决。