高速公路隧道塌方原因及對(duì)策的相關(guān)思考

胡家和

摘 要：本文以某高速公路中的隧道工程為例，從水文因素、地質(zhì)因素、人文因素三方面上對(duì)發(fā)生隧道右洞塌方冒頂事故的原因進(jìn)行了深入的研究，并提出了處理高速公路隧道塌方事故的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：隧道塌方 工程地質(zhì) 地表塌腔

由于我國(guó)公路隧道建設(shè)起步晚，發(fā)展至今還存在很多問題，再加上隧道本身開挖斷面大等特征，直接影響著我國(guó)公路隧道建設(shè)水平。結(jié)合我國(guó)公路隧道實(shí)際施工狀況來(lái)講，塌方事故、大變形事故、巖爆事故這三種事故發(fā)生率極高，一旦發(fā)生不但會(huì)影響著工程建設(shè)工期，而且還會(huì)加大工程建設(shè)費(fèi)用，甚至還會(huì)威脅著施工人員的生命安全，同時(shí)如果沒有有效的、合理的處理這些事故，還會(huì)為后續(xù)工程埋下隱患，嚴(yán)重影響著公路工程建設(shè)整體質(zhì)量。

1.工程實(shí)例概況

某一隧道是分離式隧道，此隧道左洞是單向行車雙車型隧道，右洞因?yàn)槌龆纯诰嚯x某樞紐互通匝道出口太近，很難準(zhǔn)確確認(rèn)車輛轉(zhuǎn)向標(biāo)志，所以在右道兩個(gè)行車道右邊添加了輔助轉(zhuǎn)向車道，也就是此隧道右洞是單向行車三車道隧道。如圖1為隧道工程布置圖。

2.導(dǎo)致我國(guó)公路隧道塌方的幾方面原因

2.1工程地質(zhì)的原因

此隧道工程是一種地下工程，在多變的地質(zhì)狀況影響下，勢(shì)必會(huì)影響著地質(zhì)構(gòu)造。公路隧道工程會(huì)受到不同的地質(zhì)條件所影響，如膨脹土、偏壓埋、瓦斯、巖爆、高地應(yīng)力、斷層破碎帶、巖溶、地下水等不同的情況，這些因素都會(huì)直接加大施工的難度，讓其安全性受到影響。不僅如此，因隧道工程的開挖跨度較大，形狀扁平，這就大大增加了防水的要求，再加上勘察水平及其他許多相關(guān)因素的制約，這就讓隧道工程的施工難度越來(lái)越大，同時(shí)出現(xiàn)塌方的可能性也有所增加。雖然我國(guó)高速公路在建設(shè)前，都會(huì)勘察建設(shè)地質(zhì)狀況，但由于勘察不仔細(xì)、不科學(xué)，增大了后續(xù)高速工程施工難度，并且地質(zhì)條件的問題，也會(huì)致使地基承載能力隨著公路使用年限的增長(zhǎng)，而越來(lái)越低，在這樣的實(shí)際情況下，應(yīng)制定出切實(shí)可行的措施來(lái)提高地基承載力，可見，為了能夠保證我國(guó)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，做好隧道施工工程意義重大。

2.2設(shè)計(jì)方面的因素

設(shè)計(jì)公路隧道工程方法有很多種，如：理論計(jì)算機(jī)方法、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控方法、工程類別方法等，這幾種方法都是在公路隧道設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用的方法。在具體設(shè)計(jì)中，如果沒有準(zhǔn)確判斷圍巖狀況，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的支護(hù)類型與具體要求不符，那么就會(huì)造成施工過(guò)程中出現(xiàn)松弛坍塌異常狀況。同時(shí)，是否周密勘察地質(zhì)也是導(dǎo)致施工產(chǎn)生塌方事故的主要原因?？梢哉f(shuō)無(wú)論哪一種的施工類型，都必須要做好施工設(shè)計(jì)，唯有做好施工設(shè)計(jì)，才能保證后續(xù)施工的順利進(jìn)行，但在高速公路隧道工程建設(shè)中，有很多工序都沒有在施工設(shè)計(jì)中體現(xiàn)，嚴(yán)重影響了高速公路設(shè)計(jì)水平，導(dǎo)致高速公路在投入使用后出現(xiàn)了很多問題。

2.3施工方面的原因

不規(guī)范、不合理施工也是造成公路塌方的主要原因。結(jié)合我國(guó)公路當(dāng)前實(shí)際施工狀況而言，有太多的施工企業(yè)，公路隧道施工隊(duì)伍水平差異很大，還有一些不規(guī)范的操作建設(shè)環(huán)節(jié)，甚至有的施工人員還沒有充分學(xué)習(xí)和了解一些新的施工技術(shù)，致使不規(guī)范的施工情況經(jīng)常出現(xiàn)。如：新奧法之“巖承理論”，在使用此方法時(shí)要求洞室開挖后及時(shí)提供支護(hù)反力限制圍巖的松弛和變形，這一狀況也在此過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了自承與自穩(wěn)圍巖。同時(shí)，如果沒有準(zhǔn)確掌握地質(zhì)狀況，選擇了與實(shí)際狀況不符的施工技術(shù)，肯定會(huì)引起高速公路隧道的塌方。

2.4認(rèn)識(shí)方面的因素

受到經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)最大化的影響，很多施工企業(yè)都希望工程出現(xiàn)塌方，在工程塌方后工程量增加了，隨之而來(lái)的施工利潤(rùn)就增加了。同時(shí)，很多施工人員都認(rèn)為地質(zhì)工作是設(shè)計(jì)工作人員的工作，并不是他們負(fù)責(zé)的工作，在這樣觀念的影響下，施工人員忽視了勘測(cè)地質(zhì)工作，為施工塌方事故的埋下了隱患。再加上很多施工人員施工水平和自身素養(yǎng)有所欠缺，降低了施工企業(yè)整體施工水平，也影響了高速公路實(shí)際建設(shè)水平，為隧道塌方留下隱患。

3.處理隧道塌方處理的具體方法

3.1劃分區(qū)段

（1）Ⅰ區(qū)劃分：長(zhǎng)管棚施工段。支護(hù)的參數(shù)具體為：超前小導(dǎo)管注漿（環(huán)向間距40cm，兩排）；Φ25×5mm先錨后灌式中空注漿錨桿4.5m；25cm厚C20混凝土+鋼筋格柵拱架（間距1.2m）+ΦR6鋼筋焊接網(wǎng)（15×15cm）；400g/m2土工布+防水卷材（厚1.2mm）；C30鋼筋混凝土二次襯砌（厚 45cm）。

（2）Ⅱ區(qū)劃分：臨時(shí)加固施工段。支護(hù)參數(shù)為：超前大管棚，C30 鋼筋混凝土二次襯砌；30cm厚 C25 混凝土+鋼筋格柵拱架。

（3）Ⅲ區(qū)劃分：過(guò)渡襯砌段。支護(hù)參數(shù)為：C30 鋼筋混凝土二次襯砌；超前大管棚+超前小導(dǎo)管注漿。

（4）IV區(qū)劃分：開挖后塌方段，使用雙側(cè)壁導(dǎo)坑進(jìn)行開挖。支護(hù)參數(shù)為：C30 鋼筋混凝土二次襯砌（厚度140cm）；超前大管棚及超前小導(dǎo)管注漿（1×0.8m）。

（5）V區(qū)；影響塌方段。支護(hù)參數(shù)為：25cm厚C20混凝土+Ⅰ22b 鋼拱架；C30 鋼筋混凝土二次襯砌。

3.2處理地表塌腔

（1）在地表塌腔外沿20cm左右處開挖截水溝，實(shí)際開挖尺寸與使用施工材料應(yīng)結(jié)合隧道洞口實(shí)際情況而定。

（2）塌方內(nèi)部應(yīng)使用砂礫對(duì)塌體縫隙進(jìn)行回填。

（3）采用18號(hào)工字鋼對(duì)塌腔口部進(jìn)行支撐，避免擴(kuò)大塌口。

（4）使用塑料薄膜遮蓋塌口，保證雨水和雨雪不會(huì)進(jìn)入塌腔內(nèi)。3.3防排水的具體措施

如果出現(xiàn)了高速公路隧道塌方的事故，在隧道內(nèi)應(yīng)有一整套排水設(shè)備：在初期支護(hù)中，滲透會(huì)比較明顯，在滲水位置處應(yīng)鉆孔，然后插入軟式透水管，將插入的水管引入縱向水管內(nèi)中。每一道施工前都需要檢測(cè)排水管，如果排水管出現(xiàn)堵塞狀況，那么需要及時(shí)解決，保證排水管排水的正常。做好排水措施也是挽救高速公路塌方事故經(jīng)濟(jì)損失的有效之策，因此，這項(xiàng)措施必須要及時(shí)做好。

3.4施工步驟及措施

（1）砌筑截水溝，封閉洞內(nèi)塌體表面，把二次襯砌施工延長(zhǎng)。

（2）拆除Ⅰ區(qū)臨時(shí)支架，對(duì)超前小導(dǎo)管施工后進(jìn)行大管棚的施工（加鋼筋籠，注漿），完成以后再進(jìn)行Ⅰ區(qū)二次襯砌的施工。

（3）Ⅲ區(qū)超前小導(dǎo)管的施工，開挖逐榀后對(duì)臨時(shí)拱架進(jìn)行置換（包含初期進(jìn)行的支護(hù)）直至塌體坡面位置，在施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)量測(cè)，在需要的情況下應(yīng)架設(shè)起臨時(shí)支架以便支撐鋼拱架，為工程順利進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（4）結(jié)合量測(cè)結(jié)果，在Ⅲ區(qū)變形穩(wěn)定后將Ⅱ區(qū)臨時(shí)支架拆除，施工二次襯砌至Ⅲ區(qū)拱架置換完成部分。

（5）開挖和支護(hù)線路右側(cè)單側(cè)壁導(dǎo)坑，開挖上臺(tái)階與下臺(tái)階，可結(jié)合工程實(shí)際情況，調(diào)整上下臺(tái)階。

（6）與左洞相應(yīng)的區(qū)段，在完成二次襯砌施工后，應(yīng)達(dá)到85%的強(qiáng)度。

（7）開挖和支護(hù)線路左側(cè)單側(cè)壁導(dǎo)坑，塌體上下臺(tái)階的支護(hù)、開挖同時(shí)跟進(jìn)，支護(hù)及開挖每完成5m便馬上進(jìn)行二次襯砌。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)高速公路隧道塌方這一巨大問題應(yīng)引起有關(guān)部門的高度重視，追本溯源，從根本上解決影響隧道塌方的主要因素，在提高高速公路隧道建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提高隧道建設(shè)的穩(wěn)定性和安全性，這對(duì)于確保我國(guó)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全具有重大意義。在此基礎(chǔ)上，我國(guó)還可以借鑒其他國(guó)家處理高速公路塌方事故的方法，但這里所謂的借鑒并不是盲目的借鑒，應(yīng)結(jié)合我國(guó)高速公路隧道塌方實(shí)際情況，針對(duì)性、有目的借鑒，因地制宜的解決我國(guó)高速隧道工程中各種問題，進(jìn)一步提高我國(guó)公共設(shè)施建設(shè)水平。

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