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摘要：伴随改革开放的持续深入，我国国力不断增强，经济水平持续提升，各行业都取得了令人瞩目的发展成绩，而道路隧道建设规模借此发展的大好形势，也得到了如日中天的大跨度发展。但由于公路隧道工程施工质量控制，跟不上工程规模发展的步伐，导致各类质量问题层出不穷，其中隧道施工塌方问题比较突出，应当引起充分的重视，并进一步研究和探讨。本文简要介绍了隧道施工中，塌方风险评估与控制分析的几个主要方法，并与具体实例相结合，浅要分析了隧道施工中具体问题的预防及控制措施，以供参考和借鉴。
关键词：隧道施工；塌方风险；控制措施
0 引言
在道路桥梁施工过程中，隧道施工经常出现塌方问题，鉴于隧道施工塌方的风险性较高，应根据不同的地质环境采取不同的施工方法。本文通过某个隧道施工的风险作为例子，结合不同的地质环境，详细分析隧道施工的安全性，找出可能造成隧道施工风险的原因，对其进行科学的优化和评估。最终，在众多分析方法中找出风险率最低、最完善的方案运用到隧道施工中。
1 隧道施工塌方风险评估的几个重要方法
1.1 层次分析法概述
层次分析法，就是深入的分析需要决策的复杂的问题的本质和其可能造成的影响，并结合一定量的定量信息，使决策变得数字化，最终结果是使许多个不同原则、不同目标甚至不同的无结构特性的元素聚集起来的复杂问题变得简单化的一种决策。层次分析法的发明者是（Ｔ.Ｌ.Ｓａａｔｙ），他是美国著名的运筹学家，他是在20 世纪 70 年代初的时候，参加了“根据各个工业部门对国家福利的贡献大小而进行电力分配”的课题研究的时侯提出的层次分析法。
1.2 模糊综合评价法概述
模糊综合评价法，是通过模糊数学，对那些多种制约的对象和事物而作出的一个总体的评价。能够很好的处理一些比较清晰、系统性比较强的复杂的量化问题。另外，模糊综合评价法是需要与数学的隶属度理论相结合的，才能顺利的把定性评价转化成为定量评价。
2 隧道施工风险的识别及分析要点
识别和控制风险源是隧道施工的安全基础。地下水和地下岩层的性状是隧道施工风险的主要来源，应根据隧道施工的具体施工情况认真分析施工地区的详细地质资料，衡量和评价其中的厉害关系，采取制动，为事故的预防做好充分的思想准备。当地下水缺乏的时候，说明是枯水的施工期间，这个时候就可以不用考虑突出水泥的影响，只有这样明确的识别风险源，才能制定出合理的管理措施和控制方案，针对隧道施工的风险进行有效的识别、控制跟预防。对隧道施工工程有影响的还有防排风的地标建筑物，尽管影响程度不大。从隧道建筑工程的总体方面进行考虑的话，过断层破碎围岩是影响这一工程的最重要的风险源。所以说，想要降低隧道建筑工程的风险，除了制定有效的科学管理方法，正确的识别和评价风险源并对其采取有效的控制措施才是关键。
3 隧道施工塌方风险控制实例分析
3.1 隧道工程的地质特点
某隧道是 V 级的围岩级别，山体走向与隧道轴线属斜交，洞口被山体造成了偏压状态。隧道的内部是三心圆形的轮廓设计，17m 长是其中最大的长度，开挖面积 160 ㎡，在出口处深埋13-22m。隧道属于小净距隧道，有12m，隧道里程是 416m。隧道是接近直角的走向，但是由于隧道的岩倾角过小，由于隧道板岩的属性，大大的影响了岩体本来应有 的稳定性。另外，隧道的地震峰值加速为 0.2g，烈度基本是Ⅷ度，可以采用支护型钢拱架或者网、喷和锚等方法对隧道实施加固。受当地地质条件影响，由轻压、砂质、粘土、中粒砂粘土等组成组围岩，因为粘土的等级是属于级软岩以及软岩。这种构造对岩体造成的影响较为严重，容易受到风化、节理裂隙发育等的作用，导致岩体或者隧道侧壁的局部坍塌。
3.2 对道路隧道施工过程的模拟分析
某一隧道属于 V 级的围岩级别。经过具体分析和研究，最终确定使用双侧臂导坑法来操作施工，这种操作方法，不仅降低了沉降的发生率，又可减少围岩变形的问题。由于双臂导坑法的工序十分繁琐操作也很复杂，所以施工初期的临时支撑的拆除和支护尤为重要。下面的几种计算方法，就是针对不同情况的施工过程中的工序以及时机而制定的模拟计算方法。
3.2.1 科学选择计算方法
综上所述，上面的例子中隧道初期的支护安全系数计算标准是根据《公路隧道设计规范》中荷载结构法中对荷载承担比例的建议值来进行计算的。
3.2.2 精确计算工况
荷载结构法是采用对初期支护闭合、合开挖两导洞、无临时支撑、临时支撑等等施工工程情况经过重点评估后进行的对中荷载分担比例的计算。
3.2.3 实例分析计算结果
综上所述，对前后不封闭、期初支护的临时支撑拆除等工序进行的结构受力计算如下图表1中所示：
3.3 风险控制要点分析
针对隧道塌方问题，采取切实有效的质量控制措施，不但可以降低隧道的塌方风险，更对隧道初期的支护安全起到保障作用。关于应该在什么情况下采取什么样的质量控制有效措施，具体可总结为以下几点：（1）在控制隧道塌方风险时，为了减轻对围岩的破坏，可以控制爆破时的炮孔位置、弹药质量以及装药的方法方式，以达到优化结构的效果；（2）当围岩在隧道中的比例超过二衬的1.5倍洞径时，应当在临时支撑拆除之后，再及时施作二衬；（3）针对隧道塌方质量问题，在隧道的施工过程中，二衬应当在临时支撑拆除后及时进行，及时的对施工过程进行预警和测量；（4）在隧道施工过程中，应随时观测不断变化的地质情况，观察施工地带围岩的变化情况，在施工前期的勘测中，有关于勘测资料的制定，应该随着地质条件的变化及时的修改，以此来弥补地下工程的不确定性；（5）双侧壁导坑法使用于软弱破碎的公路隧道中，并且对地表下沉方面的控制很好。虽然优于其他方法，但是也有局限性，由于这种方法的施工工序繁琐，每个工艺之间必须连贯，导致导坑的开挖不能超前于围岩的开挖距离；（6）隧道的施工工程要严格按照科学计划进行，要按预先设计进行隧道施工的超前支护，要在及时封闭初期支护的基础上进行中间围岩的开挖。
4 结束语：
在我国改革开放不断深入的大好形势下，各行各业都在以惊人的速度发展着，道路的隧道工程数量也在与日俱增，但随着其规模和数量的不断增加，隧道塌方质量问题也日益突出，应当引起充分的重视，要实际施工中查明塌方原因，寻求相应的纠正和预防措施。总而言之，在隧道施工过程中，为降低隧道施工风险，应当有效结合隧道的安全系数。快速封闭好初期支护，随后，进行二衬施工。另外，还需要再参考相关调研数据及结果，科学、合理、精确的评估隧道施工风险。依据评估结果，对隧道的施工方案进行改进和完善，以达到降低安全事故率的目标。
参考文献：
[1]周宗青,李术才,李利平,隋斌,石少帅,张乾青.浅埋隧道塌方地质灾害成因及风险控制[J].岩土力学,2013,05:1375-1382.
[2]曹文贵,翟友成,王江营,张永杰.山岭隧道塌方风险的集对分析方法[J].中国公路学报,2012,02:90-99.
论文作者:夏炳功
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年3月下
论文发表时间:2017/7/11
标签：隧道论文; 围岩论文; 风险论文; 导坑论文; 方法论文; 地质论文; 荷载论文; 《建筑学研究前沿》2017年3月下论文;