摘要：在我国高速公路交通建设事业在高速发展的情况下，相继的金花隧道构建规模。但是，往往由于施工现场的地质条件因素和不恰当的施工方法、围岩的实际状态不满足设计的要求等情况，出现隧道塌方事故的问题。而一旦产生此种情况，会深刻的影响到后续的施工操作，产生较大风险同时延缓施工进度，造成较大的经济损失。所以，应该正确的应用浅埋公路隧道冒顶塌方施工处理技术，合理并且迅速、安全可靠的处理隧道塌方。
关键词：浅埋；公路隧道；冒顶塌方；施工技术
我国公路隧道施工工程在不断的增加，同时也在不断的出现断面较大、复杂的地质以及较大的施工困难度的隧道。因进行施工期间，会由于自然条件因素、人为因素等出现隧道塌方事故问题，所以需要重视此种问题。通过应用科学的方式，将隧道塌方事故针对性的处理好，确保隧道可以安全平稳的施工。
一、工程情况阐述
本研究中选择的实际案例就是双向四车道公路隧道，具有左线4730m、右线4747m长，场地地形起伏程度较大，而且地势的状态就是中间相对较高，以及两边具有较低情况，而且下穿小丘陵，地面标高是在24米到70米之间，场地地貌类型主要是剥蚀残丘。采取浅埋暗挖法的施工方式，洞口段埋深是二十米。隧道围岩洞口段主要是Ⅴ级，同时洞身段是在Ⅲ～Ⅳ级。隧道围岩包括两种，即强风化岩、中风化岩，具有破碎的岩体情况，基岩中构造裂隙水为地下水，同时分布基岩裂隙含水层具有不均匀性的情况，以及具有显著的水面起伏，不具有较强自稳能力，所以容易产生塌方的问题。另外，采取钻爆法的隧道开挖举措，按照上下台阶式的开挖模式，上下台阶高分别是7米以及3米。以新奥法原理设计隧道支护，并以此实施相应的施工操作，也就是初期支护采取锚喷混凝土，以工字钢（型号I20ｂ）展开初期支护拱架的设置，控制好钢拱架的纵向间距是80cm，以及内部敷满钢筋网，将混凝土（配比标号为C20）向内喷射，二次衬砌复合式衬砌结构主要是采取模筑防水混凝土。
二、塌方的原因分析
隧道洞口山体表层是堆积土层，观察外观具有岩石风化情况，而且程度相对严重，已破碎的山体表层不具有良好的稳定性效果，同时是在浅埋地段。已经打破了围岩原有应力平衡状态的情况下，让隧道上方岩体没有稳定性形成了塌方的现象。分析产生塌方的因素，主要是以下的几方面原因：首先，在隧道洞口段形成了塌方，具有二十米的埋深，围岩级别是Ⅴ级加强，严重的风化围岩产生裂隙水，导致削弱了土石间摩擦系数，同时将轴向的推力更加明显的提升，这种情况下会使得围岩出现松散以及变形的情况；其次，施工方法没有跟设计方案完全的统一，隧道开挖施工方案是CRD法，把开挖进行简化以后，产生了70平方米的上台阶一次起爆断面面积。岩石的主要特征之一即为具有一定的脆性损伤，主要的缺陷问题是微裂隙和裂纹等。在爆破以后产生高压气体，容易对围岩出现气楔作用，加大了围岩破碎的几率；超前支护不当和施工操作不当的问题，表现就是上台阶在掘进前，未展开超前支护加固方案，不能对于拱顶拱架承受应力进行有效承担。而且施工管理者仅重视以往的经验，未考虑实际的状态，使得施工决定缺少科学性和实际性，继而引发塌方问题。
三、塌方处理技术探究
（一）应急处理
首先，进行地表应急处理。如为暂时稳定塌体，是将五十根注浆管（5-6米长，42mm）打入到塌陷坑底部大概270平方米的区域，以多根注浆管向下叠加模式注入复合硅酸盐水泥浆液，使得塌体凝固，之后形成统一的整体，使得洞内存在安全可靠的施工状态；处理防水，于地表塌陷大坑的周围形成截洪沟，对于雨水展开引流，避免在塌方区渗进，将塌体内部岩体有效的提升重量，同时进行进一步的削弱岩石摩擦系数。其次，洞内应急处理期间，通过形成防护拱架作为临时的应用拱架，于已有初支拱架中构建起５榀I22ｂ工字钢，支撑塌体前方没有破坏的初支拱架以避免拱架变形问题，同时喷射混凝土 25，对于塌方展开加固；对于二衬的顺序进行临时的变换，离塌体９ｍ的部位在洞口建立一模二衬，对于塌方附近拱架进行有效的保护，避免由于不均匀的受力情况导致变形问题，同时可以对前方已立初支拱架进行稳定；实施补做仰拱，之后展开二衬的操作。两模二次衬砌的施作，一方面确保邻近塌方段没发生变形拱架出现破坏问题，另一方面形成临时工作面，对于之后的操作做出重要保障。
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（二）出渣
在洞内出渣上，机械开挖举措是主要应用的模式，在拱顶上方松散岩渣上进行应用，避免落下碎石，维护后续工作时的安全环境。在地表出渣上，稳定了洞内塌体以后采取挖掘机在地表代替洞内出渣，让地表塌陷大坑直径扩展至四周的三十米，以及十七米的深度，节约出渣时间，进而实现塌方处理成效的提升。
（三）对于隧道塌方段上方岩体进行加固
首先，实施相应的地表灌浆。在处理至塌坑底部，跟隧道拱顶部具有临近以后，于坑底铺设两层间隔钢筋网，同时关注混凝土（C25），让塌方上方围岩成为整体以避免碎石跌落，做好地表回填的准备。其次，进行洞内塌方段超前支护。先是进行制作超前小导管，应用热轧无缝钢管一头加工为圆锥形（30°左右），钢管前的1.5米范围之内是禁止实施钻孔方案的，管身其余长度建立注浆孔。之后布置超前小导管，把小导管打入塌方段岩渣，以及于断面的大概120°范围内，将超前小导管打入进，提供给注浆相应的准备工作。另外，展开超前小导管注浆。以单液注浆机，对于小导管内展开加压注浆（复合硅酸盐水泥PC32.5）将塌体自稳能力进行有效的增强。
（四）二次出渣
首先是三台阶预留核心土出渣。第一，采取挖掘机实施处理塌方体上台阶两侧土石并且预留中间位置核心土，以及对塌方体施加反向推力。结束施工平台的调整以后，解决拱顶碎石。第二，临时蓄水坑。因雨天的情况导致塌方体处于潮湿状态中，出渣期间大量的雨水渗出塌方体。所以，为便于施工操作，于临近塌方体部位挖掘蓄水坑储存塌体渗水，之后抽出水运往洞外。
（五）重新制作拱架并加固洞内上导右边墙注浆
在I20b工字钢拱架上作出圆孔（直径7cm）作加固预留穿孔，之后对于拱架展开焊接以及固定，确保稳定可靠，避免纵向晃动问题。摆好拱顶处拱架以后立两侧的拱架。另外，洞内新立拱架顶部和两侧布置监控量测测点，对上方围岩变化信息，采取拱顶沉降和水平收敛的位移值进行表现。塌方处理区域上台阶右边墙斜向上打进热轧无缝钢管制成导管40跟，并采取单液注浆法实施加压注浆。
（六）后续处理
后续的护理工作包括中和下台阶处理，工序一致于之前的处理模式。结束处理洞内塌体以后进行塌方段仰拱的施作，让支护拱架成闭合的整体，之后推动施工防水层以及实施二次衬砌浇筑。另外，展开地表塌坑的回填，主要是采取２米台阶宽度规划展开回填治理方案。
塌方处理施工一共进行两个月，在进行一个月时，洞内不会出现位移的表现，已经稳定变形。从此种方式应用到塌方段期间确保了洞内的稳定，处理过程顺利并且安全进行，达到预期处理目标结果。
结语
浅埋公路隧道相对特殊，开挖施工应该尽可能的避免较大程度的扰动围岩。在正式的施工之前，实施超前支护，可以使得凝固隧道上方岩体形成岩拱状态，更好的保护隧道以降低塌方事故问题。通过应用科学的方式，将隧道塌方事故针对性的处理好，确保隧道可以安全平稳的施工，以及有效穿越塌方段达到顺利贯通隧道的效果。
参考文献：
[1]李梓源，王海亮，王亚朋.浅埋公路隧道冒顶塌方施工处理技术[J].国防交通工程与技术，2016（06）：73-77.
[2]张建军，马吉倩.高速公路隧道洞口浅埋段塌方冒顶分析与治理[J].公路工程，2017（02）：187-190.
[3]周凤生.某公路隧道工程洞口段塌方冒顶的处理及洞口段CD工法浅论[J].低碳世界，2017（17）：205-208.
[4]涂鹏，陈寿根.基于统计和塑性区的隧道深浅埋划分方法研究[J].地下空间与工程学报，2018（02）：387-394.
论文作者:叶炜
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：隧道论文; 围岩论文; 洞内论文; 拱顶论文; 地表论文; 洞口论文; 导管论文; 《基层建设》2019年第1期论文;