隧道工程中塌方事故的原因與施工措施

趙楊中（中交佛山投資發(fā)展有限公司，廣東 佛山 528000）

隧道工程中塌方事故的原因與施工措施

趙楊中
（中交佛山投資發(fā)展有限公司，廣東 佛山 528000）

隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，公路隧道的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷提升，隧道工程面臨著復(fù)雜的地質(zhì)條件。本文對(duì)隧道工程的塌方事故進(jìn)行深入分析，闡述塌方產(chǎn)生的原因，探討在塌方后應(yīng)采取的施工措施，將塌方風(fēng)險(xiǎn)及塌方帶來(lái)的損失降到最低。

隧道工程；塌方事故；施工措施

隧道施工由于受到生產(chǎn)周期性、生產(chǎn)流動(dòng)性、工程周邊環(huán)境、地理位置等因素的影響，施工的風(fēng)險(xiǎn)性較大，塌方事故發(fā)生的可能性較高，因此，分析塌方事故產(chǎn)生的原因并采取適宜的施工措施，是施工人員和設(shè)計(jì)人員極為關(guān)注的問(wèn)題。

一、隧道工程中塌方事故產(chǎn)生的原因

大量的工程實(shí)踐表明，隧道工程中塌方事故產(chǎn)生的原因主要包括施工人員原因、地質(zhì)原因和設(shè)計(jì)原因。

1 設(shè)計(jì)施工原因

設(shè)計(jì)施工原因是指在施工過(guò)程中，因施工企業(yè)的工藝水平和設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)合理性等原因?qū)е碌乃绞鹿?。設(shè)計(jì)單位如果對(duì)圍巖勘探失誤會(huì)導(dǎo)致施工企業(yè)在施工的過(guò)程中，對(duì)施工尺度的把握出現(xiàn)偏差，不了解施工地段詳細(xì)的地質(zhì)情況。施工企業(yè)如果沒(méi)有清楚認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)圍巖和實(shí)際圍巖間的偏差，會(huì)因?yàn)閲鷰r暴露在空氣中的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、支護(hù)襯砌等原因，造成塌方。

2 地質(zhì)原因

隧道工程的地質(zhì)條件十分復(fù)雜，導(dǎo)致施工難度加劇、施工安全性降低。同時(shí)，勘測(cè)施工地段地質(zhì)情況受到較多因素影響，不可預(yù)見(jiàn)性較多，容易產(chǎn)生勘測(cè)不徹底等問(wèn)題，使塌方的可能性增加。

3 人為原因

人為原因是指因施工企業(yè)忽視地質(zhì)預(yù)報(bào)工作、地質(zhì)勘測(cè)工作、私自變更設(shè)計(jì)等因素導(dǎo)致的塌方事故，施工企業(yè)為了獲得更大的利潤(rùn)，縮減預(yù)定工期，在一定程度上存在著僥幸心理，對(duì)施工方法進(jìn)行私自修改，未按照施工規(guī)范的要求進(jìn)行施工，最終導(dǎo)致隧道工程質(zhì)量較低。

二、隧道工程施工措施

施工措施的基本原理是對(duì)塌方體進(jìn)行及時(shí)處理，對(duì)掌子面圍巖進(jìn)行整體加固，依靠經(jīng)濟(jì)、可靠、合理的施工措施，針對(duì)塌方的不同情況，施工企業(yè)可以最大限度的減少因隧道工程塌方帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和損失。在洞口、地表位置及洞內(nèi)采用不同的施工措施。

在洞口及地表裂縫處應(yīng)該使用黏土進(jìn)行夯填，設(shè)置截排水溝，引導(dǎo)地面水合理排放，避免因地表水的下滲造成的施工危害，同時(shí)，為了避免在洞口位置產(chǎn)生再次塌方，提高施工的安全性，應(yīng)該在開(kāi)挖隧道前加固邊仰坡。

在洞內(nèi)可采用管棚法、冷凍法、插板法、錨桿法、注漿法及注漿管棚法等施工措施。

1 管棚法

管棚法是指從掌子面的水平方向上，斜向打入鋼管，最終在掌子面的拱部產(chǎn)生管棚，通過(guò)鋼管超前支撐的作用避免產(chǎn)生拱部塌方。管棚法的施工范圍較大，但是如果在砂石層施工，會(huì)產(chǎn)生較大的施工難度。

2 冷凍法

冷凍法是指運(yùn)用制冷設(shè)備和儀器，對(duì)塌方段進(jìn)行及時(shí)凍結(jié)，在凍結(jié)位置掘進(jìn)支護(hù)，避免二次塌方。冷凍法對(duì)施工環(huán)境的要求較高、施工時(shí)間較長(zhǎng)、施工成本較高，在砂石層施工的施工難度較大。

3 插板法

插板法是指將中空錨桿從掌子面打入，并在錨桿中注入一定量的化學(xué)錨故漿液，提高對(duì)圍巖的改良效果，避免拱部的坍塌。插板法具有施工設(shè)備占地面積小、操作便捷、性能優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)圍巖整體性進(jìn)行了改良，避免二次塌方，具有較高的可靠性，但是施工的范圍較小，對(duì)大型塌方而言，施工難度較大，同時(shí)會(huì)增加施工成本，造成施工進(jìn)度的拖延。

4 錨桿法

錨桿法是指通過(guò)對(duì)鑿巖機(jī)進(jìn)行合理運(yùn)用，在掌子面的位置鉆孔打眼，在打眼處打入錨桿，通過(guò)錨桿對(duì)塌方體進(jìn)行固結(jié)。錨桿法的的效果和范圍具有較高的局限性，僅能夠在近地表和塌方面積較小的情況下使用，但是此方法的安全性和可靠性較高。

5 注漿法

注漿法是指在掌子面中灌注化學(xué)錨故漿液或水泥漿液，實(shí)現(xiàn)對(duì)圍巖整體性的改善，此種方法有助于解決在特殊地層中發(fā)生的塌方事故，運(yùn)用范圍較廣。

6 注漿管棚法

注漿管棚法是指通過(guò)飛腿鑿巖機(jī)，在掌子面的位置進(jìn)行鉆孔打眼，在打眼處插入管棚后注漿，實(shí)現(xiàn)加固圍巖的目的，具有效果顯著和適用范圍廣的特點(diǎn)。

除上述施工措施外，設(shè)計(jì)單位和施工企業(yè)還應(yīng)該在塌方事故發(fā)生前，從設(shè)計(jì)階段和施工階段著手，通過(guò)有效的措施避免塌方事故的產(chǎn)生。

第一，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行準(zhǔn)確勘測(cè)。隧道工程的安全性和質(zhì)量水平受到地質(zhì)條件的制約，在地質(zhì)條件較為復(fù)雜的地段，塌方事故產(chǎn)生的可能性較高，在地質(zhì)條件較好的地段，塌方事故發(fā)生的可能性較低。因此，對(duì)施工地段進(jìn)行準(zhǔn)確、科學(xué)的勘測(cè)，有助于從源頭上減少塌方事故。在實(shí)際勘測(cè)的過(guò)程中，應(yīng)該避免一味減少勘測(cè)費(fèi)用而造成的地質(zhì)資料不全面的現(xiàn)象，避免盲目施工，使施工企業(yè)在施工前做好物資上、技術(shù)上和思想上的準(zhǔn)備，對(duì)支護(hù)措施和開(kāi)挖方法的選擇進(jìn)行充分考慮。根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)結(jié)果，對(duì)施工地點(diǎn)土石分布情況和質(zhì)量進(jìn)行分析，對(duì)隧道線型進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

第二，在施工過(guò)程中，應(yīng)該通過(guò)有針對(duì)性的施工技術(shù)和地質(zhì)預(yù)測(cè)避免發(fā)生塌方事故。如果在地質(zhì)條件較差的地段施工，可以通過(guò)科學(xué)的支護(hù)方法和開(kāi)挖方法，降低塌方事故的發(fā)生幾率。開(kāi)挖掌子面之后，圍巖的自穩(wěn)時(shí)間受到包括圍巖條件在內(nèi)的多種因素的影響，如果在爆破之后無(wú)法對(duì)圍巖情況進(jìn)行判斷，應(yīng)該立即采取支護(hù)措施，避免因圍巖變形導(dǎo)致的塌方事故。隧道工程的不可預(yù)見(jiàn)性和復(fù)雜性較大，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)該對(duì)施工地段進(jìn)行勘測(cè)，但是因?yàn)轭A(yù)測(cè)的不可見(jiàn)因素較多，因此，應(yīng)該在施工過(guò)程中及時(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)，提醒施工人員預(yù)防塌方事故。

結(jié)語(yǔ)

總之，我國(guó)國(guó)土面積的75%為丘陵或山地地貌，隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展，隧道規(guī)模不斷增加，圍巖是否具有良好的穩(wěn)定性對(duì)施工安全有十分重要的作用。隧道工程中塌方事故會(huì)造成安全隱患、工期延誤、施工成本增加等問(wèn)題，因此，施工企業(yè)和設(shè)計(jì)單位應(yīng)該對(duì)塌方原因進(jìn)行分析，尋找適宜的施工措施，將塌方事故產(chǎn)生的可能性降到最低。

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