公路隧道施工塌方的預(yù)防及處理措施

高麗芳

摘要：公路隧道施工中發(fā)生塌方事故的風(fēng)險(xiǎn)較大,隧道塌方不僅影響工程施工進(jìn)度和安全生產(chǎn),更直接影響到隧道的施工費(fèi)用,如何減少隧道塌方,是設(shè)計(jì)和施工人員共同關(guān)心的問題，文章結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)論述了隧道塌方的原因和預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：公路隧道塌方預(yù)防措施

在地質(zhì)不良的地段修筑隧道，常會(huì)遇到洞頂圍巖下塌、側(cè)壁滑動(dòng)等現(xiàn)象，甚至?xí)l(fā)生冒頂?shù)葒?yán)重事故，這些現(xiàn)象在施工中稱為塌方。塌方威脅人生安全、使施工延誤工期、圍巖更不穩(wěn)定。故在施工中應(yīng)預(yù)防其發(fā)生，發(fā)生塌方后需及時(shí)有效處理，減少塌方帶來的危害。

1、塌方產(chǎn)生原因

1.1 設(shè)計(jì)因素

公路隧道工程設(shè)計(jì)方法主要有工程類比法、理論計(jì)算法及現(xiàn)場監(jiān)控法等，這些方法又以工程類比法運(yùn)用得最為廣泛。在設(shè)計(jì)過程中若對圍巖判斷不準(zhǔn)或情況不明，從而設(shè)計(jì)的支護(hù)類型與實(shí)際情況不相適應(yīng)，也是導(dǎo)致施工中產(chǎn)生坍塌等異?，F(xiàn)象的原因，且設(shè)計(jì)中的地質(zhì)勘查資料詳細(xì)與否也是造成施工塌方事故產(chǎn)生主導(dǎo)因素之一。

1.2 地形及地質(zhì)因素

隧道工程地質(zhì)情況千變?nèi)f化,施工過程中受各種不可預(yù)見的地質(zhì)因素及地質(zhì)構(gòu)造的影響巨大。公路隧道受多變的地質(zhì)條件影響，如遇到地下水、斷層破碎帶、巖爆、瓦斯、偏壓、淺埋等條件，使施工難度大，安全性差；且公路隧道開挖跨度大，單洞三車道隧道開挖跨度達(dá)15m，形狀扁平，無疑加大了公路隧道的施工難度和塌方事故的產(chǎn)生。

1.3 施工因素

有些施工單位及施工人員為了能賺取更多的利潤，甚至期盼著隧道塌方，從而增加工程數(shù)量或者設(shè)計(jì)變更以帶來更大的施工利潤。另一方面，有些施工單位抱著“地質(zhì)工作是設(shè)計(jì)人員的任務(wù),而不是施工人員的事”的觀念致使減少甚至忽略了施工過程中的地質(zhì)勘查及超前預(yù)報(bào)工作，從而加大了隧道施工塌方事故產(chǎn)生的可能性。

2、塌方的處理方法

塌方事故發(fā)生后，要及時(shí)對塌方體進(jìn)行封閉處理，對塌方體表面噴一層25cm厚的C25早強(qiáng)噴射混凝土并掛網(wǎng)將塌方體封閉，然后進(jìn)行超前小導(dǎo)管注漿預(yù)支護(hù)加固、穩(wěn)定圍巖。

2.1 初期支護(hù)變形及侵限段的加固處理

塌方會(huì)導(dǎo)致相鄰段初期支護(hù)拱部下沉變形較大，會(huì)出現(xiàn)裂縫、拱頂侵限等問題。為了防止塌方范圍繼續(xù)擴(kuò)大，對初期支護(hù)出現(xiàn)裂縫、侵限地段采取了如下加固措施:

(1)對初期支護(hù)變形地段的加固支護(hù)。施工后及時(shí)注漿以加固圍巖，防止洞室周圍圍巖在圍巖裂隙水的作用下進(jìn)一步擴(kuò)張。

(2)對侵限的鋼拱必須及時(shí)進(jìn)行更換處理，更換采取間隔換拱。拱架在更換前，要對更換部位施工徑向注漿小導(dǎo)管，穩(wěn)定拱架背后巖體，并在拆除拱架的接頭處打鎖腳導(dǎo)管，注漿固結(jié)后對侵入二襯范圍的噴射砼、拱架進(jìn)行拆除。

2.2 塌方處理總體方案

在處理、加固好未塌方段后，在做好隧道地表排水和保證安全的前提條件下，按照下列方案和工藝進(jìn)行塌方體處理。

2.2.1 加強(qiáng)對塌方體的監(jiān)控量測

對隧道塌方范圍進(jìn)行定時(shí)、定位觀測，隨時(shí)掌握塌方體動(dòng)向，并將現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，以便對圍巖穩(wěn)定進(jìn)行分析，修正和完善應(yīng)急方案。

2.2.2 洞內(nèi)塌方影響段處理

(1)對塌方體表面噴一層25cm厚的C25早強(qiáng)噴射混凝土并掛網(wǎng)將塌方體封閉，保持塌方體穩(wěn)定。應(yīng)在塌方體下部打入Φ50mm×5mm成梅花形布置的小導(dǎo)管，對所布置的小導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)行注漿處理，且在裂隙水流向處預(yù)留導(dǎo)管，以利于塌方體內(nèi)排水問題。

(2)在塌方影響段內(nèi)采用Φ89 mm×6mm 超前注漿鋼管,環(huán)向間距分別為50cm，扇形布置,外插角為30°,長度以伸入前方穩(wěn)定巖體2m以上為宜。

(3)待塌方體注漿強(qiáng)度及超前支護(hù)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，方可對塌方段進(jìn)行開挖。

(4)初期支護(hù)采用Φ50 mm×5mm小導(dǎo)管(長為5 m,外插角為60°)，小導(dǎo)管縱、環(huán)向間距分別為1m、0.3m和掛網(wǎng)噴C25砼(厚30cm)，工字鋼支撐(間距為50cm)。

(5)二次襯砌比原設(shè)計(jì)加強(qiáng)加厚處理，厚度按60cm（原設(shè)計(jì)為50cm），混凝土標(biāo)號采用C30鋼筋混凝土，鋼筋直徑采用Φ22mm,間距為10cm。

(6)注漿:為了保證水泥靜漿在土體中一定范圍內(nèi)擴(kuò)散，注漿材料采用C30細(xì)粒水泥漿和環(huán)氧樹脂混合料，注漿壓力為3.0MPa。施工時(shí)注漿量根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)進(jìn)行確定。

(7)初期支護(hù)完成后,仰拱、填充緊跟施作,盡快形成隧道斷面封閉成環(huán)，并要求二襯緊跟，使塌方體變形小并保證塌方體穩(wěn)定。

2.2.3 洞頂?shù)乇硖幚?/p>

(1)修筑洞頂塌陷坑周邊的截排水溝,以阻止地表水繼續(xù)向塌方區(qū)匯集。

(2)在山體周邊表面裂縫填灌C20水泥漿(上邊大裂縫可用黏土填筑,表面再用水泥砂漿隔水),回填地表凹陷處并進(jìn)行夯實(shí),在其上噴一層厚20 cm的C20早強(qiáng)混凝土將塌方體封閉,保持地表塌方體的穩(wěn)定。

2.2.4 塌方處理的監(jiān)控量測要求

先期監(jiān)控頻率每班監(jiān)控1次,待變形基本控制住后可改為每天1次,及時(shí)向設(shè)計(jì)代表和總監(jiān)辦匯報(bào)監(jiān)控結(jié)果，根據(jù)量測結(jié)果排后序工序施工。

3、塌方的預(yù)防

3.1 設(shè)計(jì)過程中塌方的預(yù)防

隧道是典型的地質(zhì)工程，大量的理論研究和實(shí)踐表明，地質(zhì)條件是制約隧道工程施工安全、質(zhì)量、投資的關(guān)鍵因素，塌方的產(chǎn)生與地質(zhì)條件的好壞有著密不可分的關(guān)系，所以在設(shè)計(jì)階段，進(jìn)行詳盡合理的地質(zhì)勘察是非常有必要的，這能使設(shè)計(jì)時(shí)能采取最優(yōu)的選線及合理的設(shè)計(jì)參數(shù)，在施工時(shí)能引起施工單位的重視，對通過不良地質(zhì)洞段，有很好的思想、技術(shù)方案和物資準(zhǔn)備，及時(shí)采取有效的支護(hù)，預(yù)防塌方的產(chǎn)生。

3.2 施工過程中塌方的預(yù)防

因設(shè)計(jì)階段的地質(zhì)勘察只能從宏觀上分析整個(gè)隧道的基本地質(zhì)情況，對可能出現(xiàn)的大斷層、富水段和高應(yīng)力段無法進(jìn)行勘察，造成局部地質(zhì)資料不足，因此為確保隧道施工安全，加快隧道施工進(jìn)度，在施工中必須采用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)。對可能出現(xiàn)的局部地段圍巖破碎引起的失穩(wěn)、塌方和可能遇到的斷層、涌水等都能及時(shí)預(yù)測。在提前獲得可能的不良地質(zhì)的情況下，施工單位必須采取合理的開挖和支護(hù)方法，預(yù)防塌方的發(fā)生。

4、結(jié)語

隧道施工預(yù)防塌方非常關(guān)鍵，也關(guān)系到企業(yè)信譽(yù)、職工的生命和財(cái)產(chǎn)，必須高度引起重視，在施工中要多注意觀察圍巖情況，及時(shí)對量測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并在隧道施工中切實(shí)做好各種預(yù)防塌方的措施，防止塌方的發(fā)生。