隧道塌方冒頂處理措施及主要施工方法

張國山

摘要：進(jìn)入到新的歷史發(fā)展階段，我國鐵路事業(yè)快速發(fā)展，極大豐富和完善了現(xiàn)代交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，強(qiáng)化了不同地區(qū)之間的溝通交流。同時(shí)，在發(fā)展鐵路事業(yè)上，各地的資源投入也在顯著增多，但是，由于我國各地情況的復(fù)雜性，在開展鐵路事業(yè)發(fā)展上，不可避免的會遇到各種問題挑戰(zhàn)，隧道塌方冒頂就是一個(gè)重要方面，一旦出現(xiàn)會嚴(yán)重影響鐵路工程施工的正常進(jìn)行，會嚴(yán)重危害一線施工人員及機(jī)械設(shè)備安全，為此需要對隧道塌方冒頂進(jìn)行有效處理，以此來確保鐵路隧道施工作業(yè)是順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：新形勢下;鐵路工程;隧道塌方冒頂;處理措施;施工方法

黨的十九大以來，我國鐵路事業(yè)加快發(fā)展，整體層面的規(guī)劃與投入都在有序鋪開，有力推動(dòng)了交通強(qiáng)國戰(zhàn)略的深化落實(shí)，由于鐵路工程的復(fù)雜性、特殊性，在實(shí)際進(jìn)行鐵路工程建設(shè)當(dāng)中，會遇到非常多的隧道工程施工，雖然相比較以往現(xiàn)在的施工技術(shù)有了很大進(jìn)步，但是對于一些地層薄弱地區(qū)，在隧道施工當(dāng)中，一旦遇到巖層比較薄的地方，就容易出現(xiàn)隧道塌方冒頂?shù)那闆r，嚴(yán)重影響鐵路工程的正常進(jìn)行[1]。由于我國地域的遼闊性，在鐵路工程建設(shè)當(dāng)中，曾經(jīng)出現(xiàn)過非常多的隧道塌方冒頂現(xiàn)象，在遇到塌方冒頂后如何進(jìn)行有效處理，采取何種類型的措施方法來進(jìn)行應(yīng)對，直接關(guān)系著鐵路工程施工進(jìn)度及整體安全，需要一線人員及整個(gè)鐵路行業(yè)都給予足夠的重視。

1鐵路隧道施工中塌方現(xiàn)象出現(xiàn)的原因

1.1地質(zhì)條件因素

受到地球內(nèi)部作用力的影響，地殼始終處于不斷地運(yùn)動(dòng)狀態(tài)當(dāng)中，會形成不同類型的發(fā)育地段，如果鐵路隧道施工經(jīng)過這些類型的地段，尤其是地殼活動(dòng)比較劇烈的地區(qū)，就容易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，導(dǎo)致塌方問題的發(fā)生。堆填性地段是鐵路施工比較常見的路段類型，這種路段內(nèi)部的顆粒粘結(jié)性并不是特別理想，導(dǎo)致顆粒整體結(jié)構(gòu)比較松散，在使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行開挖作業(yè)時(shí)容易導(dǎo)致土體顆粒出現(xiàn)滑移進(jìn)而誘發(fā)塌方問題的出現(xiàn)[2]。隧道施工所處區(qū)域的巖層如果比較薄弱，會降低隧道的圍巖能力，也會增加塌方出現(xiàn)的可能。如果隧道施工穿越的巖體表現(xiàn)出明顯不同的軟弱程度，一旦遇到地下水滲流的情況，會顯著降低軟弱巖體的承載力，導(dǎo)致塌方問題的出現(xiàn)。在地下層當(dāng)中往往會存在著一些易溶解于水的巖體，在地下水長時(shí)間的流動(dòng)影響下，會增加巖體被長時(shí)間浸泡等的可能，最終也會加劇坍塌問題的出現(xiàn)。大量的研究發(fā)現(xiàn)，受到地質(zhì)層面影響而導(dǎo)致的坍塌是非常難進(jìn)行預(yù)測的，在鐵路隧道施工當(dāng)中也最為危險(xiǎn)，實(shí)際的控制難度都非常大。

1.2設(shè)計(jì)與施工因素

鐵路工程隧道施工一般非常復(fù)雜，施工的周期比較長，表現(xiàn)出了明顯線性施工特點(diǎn)，為此在具體勘察期間容易出現(xiàn)對周圍環(huán)境勘察不徹底的情況，影響設(shè)計(jì)人員對施工區(qū)域地質(zhì)地形等因素的科學(xué)全面把握，一旦在地質(zhì)薄弱區(qū)域進(jìn)行施工就會增加塌方發(fā)生的可能。同時(shí)，對于圍巖類型需要進(jìn)行深入研究，但是在實(shí)際施工上往往難以做到，自然會影響開挖方式、施工順序等，都會導(dǎo)致巖體出現(xiàn)比較嚴(yán)重的變形，導(dǎo)致較大程度位移的出現(xiàn)，也會增加塌方出現(xiàn)的可能[3]。在施工當(dāng)中不可避免的會遇到需要爆破的情況，劇烈的振動(dòng)會增加巖體出現(xiàn)層理分裂的可能，也會導(dǎo)致塌方冒頂問題的出現(xiàn)。所以，在進(jìn)行設(shè)計(jì)及施工當(dāng)中需要綜合自身經(jīng)驗(yàn)及施工現(xiàn)場基本情況以此來更好的進(jìn)行施工與設(shè)計(jì)作業(yè)。

1.3自然氣候因素的影響

由于鐵路施工的周期比較長，不可避免的會遇到雨季施工的情況，在地段巖層上如果遇到了頁巖風(fēng)化層，或者在巖層結(jié)構(gòu)層面上出現(xiàn)了裂隙，一旦施工期間雨季的降雨量明顯增多，地表結(jié)構(gòu)如果屬于風(fēng)化巖與泥質(zhì)砂巖軟弱帶的類型，在大量降水的持續(xù)作用下就會出現(xiàn)軟化，這樣就會導(dǎo)致局部范圍的失穩(wěn)現(xiàn)象，導(dǎo)致局部甚至大范圍巖體坍塌的情況出現(xiàn)。

2鐵路隧道施工塌方冒頂處理方案

2.1全分化破裂帶導(dǎo)致的塌方冒頂：沉井法

導(dǎo)致這種塌方現(xiàn)象出現(xiàn)的原因較為復(fù)雜，與巖體出現(xiàn)斷裂有著最為主要的聯(lián)系，巖體斷層表面的殘積土顆粒一般比較松散，結(jié)構(gòu)密實(shí)度不夠，在隧道開挖過程中，就會導(dǎo)致表面的地下書出現(xiàn)移動(dòng)進(jìn)而大面積滲流，進(jìn)而導(dǎo)致坍塌現(xiàn)象的出現(xiàn)。對于這種類型的坍塌可以選擇沉井法，就是在地面塌方冒頂?shù)奈恢脴?gòu)筑一個(gè)空心沉井，通過人工的作用，這樣就會讓沉井逐步下沉，一直下沉到隧洞的標(biāo)高位置。

2.2煤層地質(zhì)巖體破碎導(dǎo)致的塌方冒頂：土胎法

在鐵路隧道施工當(dāng)中，經(jīng)常性會碰到一些地下水非常豐富的煤層地質(zhì)巖體，在這些區(qū)域進(jìn)行隧道施工容易遇到塌方冒頂?shù)那闆r，通過使用土胎法可以進(jìn)行有效硬度，實(shí)踐證明，土胎法在進(jìn)行操作上非常方便，而且整體的成本投入比較低，整個(gè)施工作業(yè)也比較安全。主要的做法就是從隧道外側(cè)運(yùn)輸一定數(shù)量的土體對出現(xiàn)了塌方的區(qū)域進(jìn)行回填，這樣就可以讓回填的土體在洞頂位置形成土胎，繼而在土胎上可以使用混凝土泵管進(jìn)行混凝土灌裝形成專門的混凝土殼，這樣殼體就能夠表現(xiàn)出較為明顯的剛度與強(qiáng)度，對出現(xiàn)塌方位置散落的土地進(jìn)行抵抗，在確保穩(wěn)定后，就可以進(jìn)行一次性灌注，實(shí)現(xiàn)對土體的持續(xù)性加固，不僅有助于加快施工進(jìn)度而且對營造安全的施工環(huán)境也有著重要作用[4]。在應(yīng)用土胎法開展施工建設(shè)時(shí)，需要高度重視土胎自身的平滑度，而且實(shí)際的尺寸需要超過隧道的開挖輪廓線，這樣才能確保后續(xù)施工及基本的修鑿量。在完成了土胎回填作業(yè)后，還需要將提前準(zhǔn)備的鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)到土胎上，這樣可以避免土體出現(xiàn)塌落而影響相關(guān)人員安全。

對于常見的掌子面而言，也會經(jīng)常性出現(xiàn)塌方的問題，這就需要對塌方面進(jìn)行掛設(shè)鋼筋網(wǎng)噴護(hù)混凝土措施，從而確保支護(hù)工作的順利進(jìn)行，或者是選擇一些超過基本標(biāo)準(zhǔn)的加長導(dǎo)管進(jìn)行超前支護(hù)。如果隧洞當(dāng)中出現(xiàn)了過大的塌方量，就需要對塌體進(jìn)行反復(fù)的注漿實(shí)現(xiàn)加固，最常用的一種方法就是使用長大管棚來對塌體實(shí)現(xiàn)控制。如果塌方出現(xiàn)的原因是地下水導(dǎo)致，最先需要做的就是堵截好地下水，避免地下水進(jìn)入到隧洞當(dāng)中，這樣才能控制塌方出現(xiàn)的范圍，進(jìn)一步提升隧洞的管理維護(hù)水平。

2.3鐵路工程隧道施工中塌方問題防止策略

首先，要結(jié)合隧道基本情況，制定嚴(yán)密的施工基礎(chǔ)方案，結(jié)合勘察掌握的數(shù)據(jù)信息對施工進(jìn)行設(shè)計(jì)與規(guī)范，從而有效應(yīng)對可能出現(xiàn)的塌方問題。其次，嚴(yán)格落實(shí)防塌方檢查。加大對隧道的常規(guī)性安全檢查，需要重點(diǎn)把握好洞口段，了解是否存在開裂變形的現(xiàn)象，提前了解各種可能的預(yù)見性信息，綜合應(yīng)用各種先進(jìn)的技術(shù)手段提高預(yù)測的水平。一旦出現(xiàn)了可能的塌方痕跡，就需要采取應(yīng)對措施，在規(guī)定的時(shí)間當(dāng)中做好硬度整改，避免塌方問題的發(fā)生。再次，需要對隧道施工區(qū)域的地質(zhì)進(jìn)行仔細(xì)觀察，做好相關(guān)內(nèi)容的科學(xué)預(yù)報(bào)，并對現(xiàn)有的方案做好優(yōu)化完善。同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場施工基本情況，對施工方法及時(shí)進(jìn)行調(diào)整改變，確保方案的最優(yōu)化。

結(jié)束語：綜上所述，本篇文章主要是從不同層面對鐵路隧道施工中塌方現(xiàn)象出現(xiàn)的原因進(jìn)行了分析，明確了隧道施工的復(fù)雜性，進(jìn)而對鐵路隧道施工塌方冒頂處理方案進(jìn)行了深化探索，這樣可以更好的加快現(xiàn)代鐵路工程隧道施工的進(jìn)展，對于有效防范塌方冒頂?shù)葐栴}都有著非常好的指導(dǎo)促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳茂榕.淺談高速公路隧道塌方冒頂處理施工技術(shù)[J].中華民居，2011，（7）：1010-1011.

[2]張廷華，李凱霞.隧洞塌方冒頂段的處理措施及步驟[J].中小企業(yè)管理與科技，2009，（1）：177-178.

[3]陳茂榕.淺談高速公路隧道塌方冒頂處理施工技術(shù)[J].建材與裝飾，2012，（1）：157-158.

[4]徐紅章.公路隧道塌方冒頂處理施工技術(shù)探討[J].科技與企業(yè)，2014，（10）：241-241.

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