公路工程隧道施工塌方治理技術(shù)研究

楊發(fā)昌

摘 要： 在公路建設(shè)里程逐漸擴展的背景下，在復雜地質(zhì)環(huán)境中施工公路工程逐漸增多，隧道工程成為了十分重要構(gòu)成部分，但是隧道是施工難度大，易出現(xiàn)塌方問題。本文則從實際出發(fā)分析了隧道塌方的原因，進而探討了如何做好隧道塌方治理。

關(guān)鍵詞： 公路工程;隧道;塌方治理

【中圖分類號】U458 ? ? 【文獻標識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.26.127

引言：作為一種地下條狀構(gòu)筑物，隧道多修建于山嶺當中，用于克服高程障礙，改善道路線形，提升行車速度，對于提升整體運輸能力意義重大。然而，在隧道掘進施工過程中，往往會因為多種因素導致塌方等事故發(fā)生。隧道塌方原因很多，不僅包含不良地質(zhì)的內(nèi)在原因，同時還包括施工管理等外部原因。若不及時采取切實可行的措施積極治理，勢必會導致垮塌面積進一步擴大，甚至會引發(fā)更大的災(zāi)害問題。針對這一問題，應(yīng)結(jié)合工程實際情況，有針對性地采取措施進行塌方治理，做好加固工作，保證巖土體穩(wěn)定，降低危害性。

1 隧道塌方原因分析

1.1 不良地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

隧道施工地質(zhì)條件比較復雜，且是變化多樣的，存在比較多的不可預見、不確定的地質(zhì)條件，對隧道工程施工的安全性有極大的影響。導致隧道塌方的地質(zhì)條件主要是節(jié)理發(fā)育的巖體、溶洞與采空區(qū)、煤層、應(yīng)力較高的巖體等。在隧道開挖到節(jié)理發(fā)育的巖層地質(zhì)條件時，由于原有的應(yīng)力結(jié)構(gòu)被直接破壞，導致其釋放變形，在隧道自重的影響之下，使得整個巖體結(jié)構(gòu)發(fā)生變形等情況，進而引發(fā)掉落、塌方等事故;隧道開挖經(jīng)過軟弱巖層的地質(zhì)條件時，或者經(jīng)過溶洞、采空區(qū)的位置，由于圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性嚴重不足，在施工的影響之下而出現(xiàn)變形的問題，出現(xiàn)再次坍塌事故，進而導致影響范圍巨大的塌方事故;隧道經(jīng)過蠕變膨脹圍巖的地質(zhì)條件時，在開挖實施后存在圍巖暴露的情況，周邊環(huán)境的作用之下導致蠕變變形過大，如果超出最大允許量，就會造成塌方的問題。

1.2 隧道設(shè)計因素

隧道選址時，地質(zhì)調(diào)查不詳細，對不良地質(zhì)認識不到位，以及缺乏詳細的地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，造成施工方案制定失誤。對不良地質(zhì)條件下施工預先支護、加固方案設(shè)計不合理，導致施工過程中因支護強度不足而引發(fā)塌方。

1.3 施工方法和措施不當

隧道開挖后必須及時初噴混凝土，封閉圍巖、減少變形，使開挖輪廓線周邊圍巖變形逐步穩(wěn)定。開挖后地層暴露過久，引起圍巖松動、風化，自穩(wěn)能力喪失而發(fā)生塌方事故。

高速公路山體隧道一般采用鉆爆法開挖，爆破用藥量過大引起地震效應(yīng)可能促使已經(jīng)實施初期支護的位置發(fā)生坍塌;監(jiān)控量測是隧道新奧法施工中的重要一環(huán)，施工過程中未及時量測，或在量測數(shù)據(jù)變形異常時未采取有效措施，已完成初期支護部分可能因變形過大發(fā)生塌方。圍巖開挖后需對侵入開挖輪廓線以內(nèi)的孤巖和松動的危巖進行處理，處理方法不當將人為的造成塌方。

2 隧道塌方處理技術(shù)

2.1 做好預報調(diào)查

在處理已發(fā)生的塌方前，應(yīng)詳細調(diào)查塌方范圍、形狀、塌穴的地質(zhì)構(gòu)造，查明其誘發(fā)的原因和塌方類型，然后據(jù)此再確定塌方處理方案，其目的是初步判斷塌方的可發(fā)展性。塌方必須等待塌腔穩(wěn)定之后才可進行處理，否則安全隱患過大。

2.2 小導管超前注漿方案

小導管的主要優(yōu)勢是不需要開挖工作室，施工速度快且操作便捷，能夠?qū)崿F(xiàn)多臺鉆機同時進行鉆孔施工，雖然注漿施工次數(shù)相對較多且鋼管安裝數(shù)量多，但是小導管注漿施工靈活，柔性較好。同時，小導管注漿施工可以針對地質(zhì)條件不好的地區(qū)隨時補注，以保證其結(jié)構(gòu)性能合格。在進行施工地段的全面分析與勘察之后，應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟性、施工難易程度、安全性等因素，選擇適宜的塌方處理方案，嚴格按照施工技術(shù)標準進行小導管超前注漿施工，以更好地消除不良地質(zhì)條件的影響，從而保證后續(xù)鉆進施工的順利進行，保障工程的安全性，防止誘發(fā)塌方事故問題。

2.3 護拱澆筑

為了使塌方段施工順利進行，并保證施工安全，需要在塌方段的頂端通過混凝土澆筑實現(xiàn)護拱，塌方體和拱部初期支護之間的交界部位需要插入兩根內(nèi)徑為108mm的鋼管與兩根內(nèi)徑為42mm的鋼管，其中，前者用于混凝土泵送，后者用于排氣，設(shè)置兩根的目的在于避免其中一根被堵而導致報廢。完成設(shè)置的鋼管需要與水平表面達到垂直，同時管口處要和塌方處的頂部盡量靠近，為之后的澆筑施工提供方便，澆筑厚度通常為1m。澆筑好后，鋼管不能有堵塞，之后的回填還要使用。考慮到塌體頂部不規(guī)則，故在澆筑完畢后可能會產(chǎn)生局部侵限，對此，由人工使用風鎬對侵限處進行鑿除即可。

2.4 大管棚處理技術(shù)

大管棚施工的第一個施工工序是開挖一個高度為拱頂上部1～1.5m的管棚工作室，但在管棚工作室開挖階段，塌方影響的初期變形通常會比較嚴重，也會造成嚴重的開裂問題，導致人員和工程安全無法保證。塌方的主體部分是碎石土，由于其黏結(jié)性能比較差，結(jié)構(gòu)也比較松散，鉆機的鉆進方向難以準確控制，進而導致在鉆孔的過程中塌渣下沉，鉆機方向出現(xiàn)較大的偏差，影響工程質(zhì)量。因此，需要加強大管棚施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，切實提高結(jié)構(gòu)的強度性能，同時還應(yīng)避免出現(xiàn)施工嚴重偏差的問題，保證大管棚的結(jié)構(gòu)性能達到工程的使用需要，從而預防塌方事故的發(fā)生。

2.5 加強防排水工作

塌方往往與地下水活動有關(guān)，治塌先治水，防止地表水滲入塌體或地下;引截地下水，防止?jié)B入塌方地段，使塌方擴大。

3 結(jié)語

為滿足公路交通運輸需求，我國隧道工程數(shù)量日益增多，在建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴大的同時，仍會出現(xiàn)各類問題，尤其是隧道塌方問題。目前，在隧道塌方治理方面已積累了大量經(jīng)驗，但每一個工程的實際情況并不相同，應(yīng)充分考慮工程具體情況，采取針對性的治理措施，從而保證隧道施工安全。

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