孙长海
陕西高速集团 710065
摘要：在公路隧道施工中，导致塌方形成的因素众多，需要结合具体实际情况加以深入分析，找出原因所在，并采取相应的治理方案和预防措施，以避免和减少坍方的发生，确保公路隧道施工安全及质量。本文分析了影响公路隧道塌方的主要因素，探讨了公路隧道施工中塌方治理原则、治理方案以及预防措施，以供参考。
关键词：公路隧道；隧道施工；塌方治理技术
1.引言
隧道塌方一直是隧道施工过程中影响结构和施工安全的重大隐患，由于隧道施工的特殊性，塌方难以完全避免。塌方事故一旦发生，应采取及时、安全、有效的治理方案，以降低塌方事故对隧道施工的不良影响。面对塌方事故，应立即根据实际情况查明坍塌原因，及时采取处治措施，对塌方段以及塌方影响段进行支护加固，以免更大规模塌方的产生。
2.影响公路隧道塌方的主要因素
2.1地质条件因素
隧道施工地质条件有着不可预见性和多样性，这是造成隧道塌方的主要因素。目前，我国公路建设规模逐渐扩大，复杂环境下的公路隧道工程逐渐增多，多数公路隧道工程难以完全避免穿过断层破碎带、岩溶发育区、高应力区域、偏压区域、膨胀围岩区域、薄层岩体的小曲褶发育区域、软弱结构面、覆盖层较薄的等地段，当隧道施工经过以上不良地质区域时，一经开挖，潜在的应力容易释放出来，加之围岩松散，很容易松动散落，进而导致塌方。
2.2施工因素
施工不当是导致塌方的关键原因之一。一些公路隧道工程施工队伍由于经验欠缺，对隧道施工的认识不足，开挖工法选取不当、爆破参数随意设置、初期支护不及时等问题时有发生，极易导致围岩变形严重、进而引起塌方。例如：“新奥法”原理中的“岩承理论”要求洞室开挖后，要给予围岩一定的应力释放空间，充分发挥围岩的自承能力，选取合理的支护参数，及时采取支护，以增加围岩及支护体系的综合承载能力，但在隧道的实际施工过程中，支护参数和支护时机选取不当的问题并不少见，最终往往会导致塌方事故的发生。
2.3 水文因素
水文因素对隧道塌方的形成有着显著的影响，地下水的侵蚀和暴雨常常是引发塌方事故的关键因素。这是因为地表水的变化与地下水位的变动对围岩结构的整体性有着一定的破坏作用，容易引起围岩软化，进而使其强度和承载力降低，当孔隙水压力达到一定程度时，围岩的抗剪强度进一步降低，且在水的作用下岩体的胶结能力逐渐被削弱，一经扰动容易引起塌方。
2.4超前地质预报因素
一些超前地质预报单位对自身工作重要性的认识不足，加之相关主管部门不够重视，导致地质超前预报不足或不到位，施工单位在对隧道地质条件认识不充分的情况下只能凭经验盲目开挖，很容易诱发塌方事故。
2.5 监控测量因素
目前我国大多数隧道工程均遵循“新奥法”原理进行设计和施工，众所周知，“新奥法”是原理的核心在于系统、全面的监控测量。对监控测量重视不足或监控量测工作实施不到位是与“新奥法”理论原则相违背的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但目前许多隧道工程施工过程中，上述情况仍比较常见，导致虚假或片面的监控结论不能为隧道开挖工法和支护参数的选取提供可靠的技术依据和指导意见，进而导致施工随意性增加，容易导致塌方。
3.公路隧道施工中塌方治理技术
3.1公路隧道塌方的治理原则
隧道塌方的产生难以完全避免，为了确保隧道塌方治理的安全性和有效性，应对隧道施工和塌方治理进行严格管控，严格遵循“安全第一、预防为主、不留后患”的原则。当隧道塌方事故发生时，应遵循“ 先加固，防扩展，后处理，稳通过”的治理原则，治理塌方要及时，“宁早勿迟”；其次，不同塌方事故的形成原因和具体条件不同，制定塌方治理方案时应结合实际情况制定针对性的解决方案；此外，塌方治理中首要任务是确保施工人员和设备的安全，因此在塌方处于相对稳定状态后方可进行现场观察分析，并制定和实施处治对策。
3.2公路隧道塌方的治理方案
3.2.1掌子面加固
为了避免更大规模的塌方，当塌方体基本稳定后应及时对塌方体掌子面采取加固措施，常用的掌子面加固措施有洞渣回填反压、止浆墙、中空锚杆或小导管注浆、泵送混凝土等等。
3.2.2 塌方影响段治理
为避免塌方向已完成支护的段落发展，应在掌子面加固并稳定后对塌方影响段进行及时加固，通常可采用工字钢、径向小导管注浆、钢筋网喷射混凝土等措施进行加固，加固措施的具体选择应根据塌方严重程度和施工条件确定，宜采用综合加固方案以提升加固成效。
3.2.3 塌方段治理
塌方段的治理最常用的有效方法为“护拱法”。治理前首先应对塌方规模、稳定程度进行观测，若塌腔稳定，则可清除塌腔表面的危岩，引排塌腔内可能出现的地下水；再用用喷射混凝土进行封闭，混凝土厚度一般不宜小于10cm，也可沿塌腔表面打设锚杆或小导管注浆，稳定塌腔上部围岩。对于塌方量较大的塌方段宜采用超前管棚方案，若长管棚施作受限，也可采用超前小导管注浆预处理。若塌腔仍在向上发展，则可选则回填反压，然后利用码砌沙袋等措施封堵塌腔口，利用泵送混凝土或回填轻质材料注浆等措施防止塌方向地表延伸。
3．4 塌方段的开挖与支护
塌方体完全稳定、加固、回填及超前支护等措施施作完毕后，可对塌方体进行二次开挖，并遵循 “ 短进尺、少扰动、弱爆破、快封闭、勤测量”的原则，度过塌方段后应按照设计要求和技术标准做好监控量测工作，直至塌方段二次衬砌施作以后，谨防塌方事故再次发生。
3.3公路隧道施工中塌方的预防措施
3.3.1控制爆破对围岩的扰动
（1）严格控制几个重要参数：一是在光面爆破设计之前，应据经验初步设计，并作爆破成缝试验，取得岩石的工程性质技术参数，从而修正爆破参数。二是围岩的扰动，炮眼痕迹率主要控制不偶合系数D，钻周边眼必须换钻头，孔径应加大，确保D在 1.25～2.0之间。
（2）严格控制装药量，装药时严格按钻爆工程技术设计进行装药，爆破后根据爆破的效果及周边坑道的震动反映调整装药量。
（3）严格起爆顺序，安放雷管时，要仔细检查雷管段数，确认与设计相符后，方可安放，并控制好每一段的炸药总量。
3.3.2对围岩情况进行地质超前探测
了解围岩地质情况是预防塌方的有利措施。如知道前方围岩有塌方的可能，则应对围岩进行超前预加固，改变钻爆方案，减少对围岩的扰动，进而达到预防塌方的目的。通常采用地质钻机或T28钻机，顺着隧道纵向钻取岩芯若干米，取出岩芯后，便可直观了解到前方地质情况。一般情况下可探测5-10m 范围内围岩石质，溶洞、断层、节理及软弱夹层等。或采用无损声测技术进行地质情况探测，该技术利用不同围岩中声音传播速度的不同，判断某个地段地质情况的好坏。根据探测的内容并参考其他监控量测掌握的数据，可以分析围岩的自身承载能力、支护所需承载力，从而为选择最佳支护时间、支护类型提供依据，为爆破设计也提供了数据支撑。
3.3.3 采取超前支护对围岩进行预加固
在确知围岩较差的情况下，尤其是在隧道洞口段开挖之前，需对围岩进行超前支护，以提高围岩的自稳能力，加强围岩的整体性，增加岩石拱的支承能力，确保开挖安全。超前支护类型主要有长管棚、超前小导管、超前锚杆等，可根据不同的地质条件合理选取。
3.3.4 做好地下水的排治
地下水是塌方产生和扩大的主因，必须加强地下水的疏导、引排，防止地下水浸泡拱脚，喷射混凝土施作前应预埋排水管将水引出，如果支护后混凝土表面有渗水，表面潮湿，应开凿一些泄水孔将水排出，保证结构安全。
总之，塌方是公路隧道施工中常见的事故之一，对隧道工程施工安全、施工进度有着较大的影响，做好隧道塌方的预防与理治对保障隧道工程安全、如期、保质的完成有着重要的意义。
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[4]卜绍成.公路隧道塌方成因及处理技术探讨[J].广东科技，2013（12）
论文作者:孙长海
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期供稿
论文发表时间:2015/12/24
标签：围岩论文; 隧道论文; 超前论文; 公路论文; 地质论文; 事故论文; 地下水论文; 《基层建设》2015年19期供稿论文;