對(duì)公路隧道防塌方技術(shù)研究

李躍斌

摘要：自然與人為因素是造成隧道施工塌方事故的關(guān)鍵原因，當(dāng)出現(xiàn)事故以后，必須對(duì)其發(fā)生原因整體分析。雖然自然因素?zé)o法避免，但可以采取合理的預(yù)防手段。人為因素完全能夠避免，因此，監(jiān)控整體施工流程是降低事故發(fā)生概率的關(guān)鍵方法。需要科學(xué)預(yù)防與治理事故，進(jìn)一步提升施工水平。本文針對(duì)公路隧道防塌方問題，提出相關(guān)的整治技術(shù)和預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：公路隧道；塌方；預(yù)防技術(shù)

大多數(shù)隧道施工都采取傳統(tǒng)方式，這一方法會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，從而影響項(xiàng)目的穩(wěn)定性，并對(duì)原本巖體內(nèi)部平衡應(yīng)力造成損壞，當(dāng)無法利用科學(xué)的施工方式或支護(hù)不足時(shí)，迅速降低圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)一步引發(fā)坍塌。因此，怎樣有效提升施工的安全水平，降低坍塌發(fā)生概率，需要認(rèn)真分析的問題，對(duì)其研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

一、發(fā)生原因

（一）地質(zhì)因素

由于持續(xù)運(yùn)動(dòng)的地殼作用，產(chǎn)生相關(guān)錯(cuò)動(dòng)的發(fā)育區(qū)域，當(dāng)這一區(qū)域出現(xiàn)隧道項(xiàng)目時(shí)便會(huì)產(chǎn)生斷裂，出現(xiàn)塌方問題；針對(duì)一部分堆填性區(qū)域，由于顆粒之間存在較差的粘結(jié)性，相對(duì)松散的顆粒，開挖操作中容易發(fā)生移動(dòng)土體顆?；蛩絾栴}；當(dāng)對(duì)一部分比較薄弱土體巖層穿過時(shí)，相應(yīng)降低了圍巖能力，增加了坍塌發(fā)生概率[1]。

（二）設(shè)計(jì)與施工因素

由于在施工中需要較長(zhǎng)的距離，還可以稱為線性施工，因此，在勘察過程中難以全面掌握線路附近的環(huán)境資料，必將造成設(shè)計(jì)過程中相關(guān)人員無法全面掌握地質(zhì)特點(diǎn)。若在地段相若薄弱區(qū)域設(shè)計(jì)，則引起事故。此外，在施工中，采取的開挖方法、操作流程以及支護(hù)方法等與施工應(yīng)用的圍巖類型不相符，容易出現(xiàn)較大的巖體，形成偏大的位移，產(chǎn)生事故。在操作過程中對(duì)巖體實(shí)施爆破，巨大的震動(dòng)十分容易分裂巖體層次，導(dǎo)致發(fā)生嚴(yán)重的冒頂現(xiàn)象。所以，需要按照設(shè)計(jì)情況開展科學(xué)設(shè)計(jì)。

（三）發(fā)生征兆

第一，檢測(cè)數(shù)據(jù)提示圍巖發(fā)生變形的速率超過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值；第二，混凝土噴射操作形成縱橫向的裂痕；第三，坑頂持續(xù)產(chǎn)生落下土塊和石塊等現(xiàn)象。第四，巖層逐步擴(kuò)大了裂縫或節(jié)理；第五，坑道內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重的滴水問題。

二、整治技術(shù)

（一）注漿錨固法

這一方法是基于非套管成孔技術(shù)和中高壓注漿采取的處理方式。其中前者是成功的決定因素，其能提升鉆孔的穩(wěn)定性，中高壓注漿對(duì)注漿半徑持續(xù)拓展，與長(zhǎng)錨桿超前連接一定程度導(dǎo)致加固壓力注漿體形成一個(gè)有機(jī)整體，強(qiáng)化支護(hù)效果。

（二）大管棚注漿超前支護(hù)

關(guān)鍵采取注漿小導(dǎo)管，預(yù)支護(hù)處置塌方體。通過短進(jìn)尺和分階段方法持續(xù)開挖操作，并在支護(hù)時(shí)利用隨挖隨支方法。這一方法全面結(jié)合項(xiàng)目的地質(zhì)特點(diǎn)與操作工藝，一定程度彰顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)。但為了得到預(yù)期施工效果，必須制作一個(gè)對(duì)松散巖石形成支撐的殼體[2]。

（三）塌坑注漿法

這一方主要通地表塌坑加固注漿處理塌方體，再進(jìn)行開挖操作。該方法產(chǎn)生較高的成本，難以掌控操作質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)缺乏合理性。

三、預(yù)防措施

（一）認(rèn)真調(diào)查，尋找原因

在正式施工之前，應(yīng)認(rèn)真做好規(guī)劃。對(duì)實(shí)際方案科學(xué)規(guī)劃，單獨(dú)分析要通過的山，這也是分析形成事故原因的關(guān)鍵工具。通過分析圖紙，劃定發(fā)生原因的范圍。若在現(xiàn)有范圍內(nèi)，則對(duì)其產(chǎn)生概率相應(yīng)改變；若超過這個(gè)范圍，則不斷找出全新的原因，并做好記錄。這項(xiàng)工作至關(guān)重要，可以為今后的工作不斷累積豐富的工作經(jīng)驗(yàn)[3]。

（二）科學(xué)分析概率性

對(duì)事故及時(shí)排除之前要分析概率性，查看是否發(fā)生連鎖反應(yīng)。對(duì)原因討論結(jié)束后，應(yīng)對(duì)是否引發(fā)連鎖反應(yīng)的情況進(jìn)行判斷。一部分地質(zhì)層缺乏穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，極有可能出現(xiàn)一次塌方以后發(fā)生其他區(qū)域的事故。例如溶洞原因出現(xiàn)的事故，很可能因?yàn)楸容^薄弱的幾何受力點(diǎn)而導(dǎo)致其他位置出現(xiàn)。大多數(shù)山嶺區(qū)域開展施工時(shí)，普遍存在滲水問題，嚴(yán)重惡化操作環(huán)境。若形成較大滲水量，極有可能產(chǎn)生水蝕襯砌問題。當(dāng)環(huán)境溫度相對(duì)偏低，這部分水容易發(fā)生結(jié)冰；狀況嚴(yán)重時(shí)，一定程度威脅襯砌本身的可靠性。當(dāng)這一現(xiàn)象十分嚴(yán)重時(shí)，襯砌內(nèi)部鋼筋也會(huì)發(fā)生柔韌性降低問題，產(chǎn)生較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

（三）科學(xué)研究技術(shù)

在實(shí)際施工中，最重要的是開挖操作，一定程度影響圍巖的穩(wěn)定性，不同類型的開挖方式，形成對(duì)應(yīng)的應(yīng)用范疇。選擇錯(cuò)誤的開挖方式，非常容易產(chǎn)生問題。尤其是在地質(zhì)相對(duì)不佳的區(qū)域，可以思考先拱后墻、科學(xué)分塊的操作方法，并且認(rèn)真按照操作原則。開挖操作之前，結(jié)合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)做好超前支護(hù)與注漿，如此對(duì)圍巖做好加固處置，提升工作面開挖的穩(wěn)定水平。開挖操作中，禁止為追趕工期而不斷增加掘進(jìn)尺度。爆破操作時(shí)，對(duì)使用炸藥量嚴(yán)控，避免隨意改變有關(guān)數(shù)據(jù)，最大程度降低爆破影響圍巖的程度，強(qiáng)化了附近巖體的穩(wěn)固性，全面彰顯圍巖本身的承載水平，工作面開挖結(jié)束以后，科學(xué)思考利用噴射混凝土、鋼支撐支護(hù)等工藝，這也是避免局部發(fā)生坍塌，提升綜合穩(wěn)固性的關(guān)鍵方法。

（四）嚴(yán)控施工質(zhì)量

隧道發(fā)生事故的關(guān)鍵原因是施工操作產(chǎn)生的不足，因此，要對(duì)其強(qiáng)化管理，科學(xué)指導(dǎo)操作。操作人員應(yīng)不斷培養(yǎng)安全意識(shí)，認(rèn)真按照操作標(biāo)準(zhǔn)開展工作。在實(shí)際操作中初期支護(hù)發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，其也相應(yīng)承擔(dān)了大部分項(xiàng)目受力。實(shí)際操作過程中是否穩(wěn)定也會(huì)受到這項(xiàng)操作質(zhì)量的影響，因此對(duì)其控制應(yīng)嚴(yán)格控制。格柵、落底等問題，錨桿數(shù)量與長(zhǎng)度等，這部分是構(gòu)成該項(xiàng)操作的主要內(nèi)容，也成為控制關(guān)鍵點(diǎn)，是關(guān)鍵的預(yù)防手段。

（五）嚴(yán)格管理量測(cè)

在開挖操作中必須認(rèn)真開展量測(cè)監(jiān)控操作，利用全面測(cè)量工地獲取圍巖力學(xué)和支護(hù)操作情況的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，科學(xué)研究這部分?jǐn)?shù)據(jù)，對(duì)二者的穩(wěn)定性整體判斷，利用這部分安全性數(shù)據(jù)對(duì)事故與險(xiǎn)情科學(xué)預(yù)判，調(diào)整設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，避免圍巖出現(xiàn)較大的變形問題，按照量測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確明確實(shí)施二次襯砌所需的時(shí)間。

四、結(jié)束語

隧道發(fā)生塌方不但嚴(yán)重影響了建設(shè)單位的形象，還會(huì)令其承受嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，并且對(duì)人的生命財(cái)產(chǎn)造成極大威脅，需要對(duì)其高度關(guān)注。造成事故的原因有很多，但若科學(xué)實(shí)施設(shè)計(jì)，認(rèn)真調(diào)查地質(zhì)情況，嚴(yán)控施工方式，全面分析操縱方案等，完全可以防止這一事故的發(fā)生，從而提升安全水平，保證施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋波.達(dá)陜高速公路隧道塌方機(jī)制及處治措施研究[D].成都：成都理工大學(xué)，2016：12.

[2]代高飛，朱合華，夏才初.某公路隧道病害成因分析與治理研究[D].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2015（12）：89.

[3]王貴君.節(jié)理裂隙巖體中不同埋深無支護(hù)暗挖隧洞穩(wěn)定性的離散元法數(shù)值分析[D].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2016（7）：56-58.

（作者單位：云南第二公路橋梁工程有限公司）