1、探讨公路隧道施工塌方及控制策略摘要：随着我国基础设施的大规模建设，我国的高等级公路得到了大力发展，在公路隧道的施工过程中，由于前面的地质情况较复杂，经常可能会遇到断层、破碎围岩等不良地质，而导致塌方、涌水等工程事故，从而影响工程进度。本文主要是对隧道不良地质情况引起的塌方原因和预防，以及处理方式做了简要分析。 关键词：隧道；施工；不良地质；处理 中图分类号：U45 文献标识码： A 引言 我国是个多山的国家，随着山区公路特别是高等级公路的大量修建，隧道工程也得到了巨大的发展，数量不断增多，长度不断增大。随着大量隧道投入运营，隧道运营环境尤其是长大隧道运营环境越来越得到有关部门的重视。 一、公路
2、隧道出现塌方的原因 （一） 、较差的地质状况 由于公路隧道段处于薄层岩体的小曲褶、错动发育区域或者是穿过断层地段，很容易在开挖之后出现围岩失稳、潜在应力释放过快等现象，小则围岩出现塌落、掉块现象，大则引起隧道塌方。 其中最为突出的为岩溶地质，其对隧道工程的影响，主要是岩溶水、岩溶洞穴及其填充物等的危害。隧道围岩范围内岩溶水的存在，改变了隧道围岩的工程地质条件和水文地质条件。溶洞的存在是隧道围岩的物理、力学性质发生了变化，进而引起隧道地层刚度和应力场的变化。地下洞体的存在使隧道部分悬空，隧道底部的溶洞充填物厚度大且松软或暗河水流给隧道基底处理造成一定的困难。 （二） 、地理环境的因素 其一，公路
3、隧道穿越了地表存在水源的地段；其二，穿过地层覆盖相对薄弱的地段；其三，对于公路隧道塌方来说，滑坡、地质、断层等等都是威胁其洞口安全、洞身温度的主要因素。 断层的主要探测技术有以下几种。浅层地震勘探。浅层高分辨地震勘探是断层浅部探测中极为有效的探测方法，对于浅层的地震勘探极为有效。电法勘探。电法勘探主要是利用地下介质的电性特征，对活动断层的不同深度进行研究，其缺点是精确度较低。地质雷达。地质雷达又称为探地雷达。是利用高频率电磁脉冲来判断地下物质分布的一种方式，而且具有较高的分辨率。井间层析(CT)技术是新发展起来的一种高新技术，其主要包括电磁波、声波、电阻率层析成像技术。能有效的判断地下介质的情
4、况，根据电磁波有效的成像。 （三） 、地下水因素 由于地下水的软化、溶解、浸泡等多种作用，也容易造成隧道出现塌方现象。 涌水主要是指在开挖的过程中，遇到了地下暗流，或者泉眼等，突然冒出从而引起隧道内塌方，而且容易携带泥石等堵塞隧道内通道，改变了隧道内围岩的地质情况，容易引起事故的发生。 （四） 、其他原因 其一，设计方面：由于公路隧道施工之前没有对该区域的地质进行详细的勘察，没有选择合适的支护方法，其支护设计的刚度、强度都没能达到设计标准；其二，施工：施工的技术、施工工艺、施工顺序等等选择不当以及施工操作错误，都可能引起隧道出现塌方现象。 二、预防坍塌的措施 隧道施工预防塌方，除选择相应的安全
5、合理的施工方法和措施。在施工中主要做到以下几点: 1、先排水:在施工前和施工中采取相应的防排水措施，尽量将开挖范围外之水截住，不使流进洞内，一般采取注浆处理。 2、强支护:针对围岩和地压情况，加强初期支护确保支护结构有足够的强度，采取增加拱架的本身刚性强度、减小拱架间距及喷射砼的厚度，有时也可采取模注砼尽早封闭。 3、短开挖:在围岩石质较差地段，控制每循环开挖进尺，每次立-榀工字钢拱架且拱架必须紧贴掌子面，使拱顶与拱架间无空隙。 4、快衬砌:必要时二次衬砌工作紧跟开挖工作而进行，力求衬砌尽快成环，和初期支护共同受力。 5、勤检查:安排专人对支护及围岩等进行检查和量测变形，发现围岩有变形或异状，
6、立即采取有效措施进行处理。做好超前地质预报工作，及时 t 解前方的地质和水文条件。 6、方案合理正确:隧道塌方是最容易造成施工安全事故的主要原因，工人时刻处在危险当中。因此，只有方案正确、处理及时、方法恰当、组织严密、措施得力，才能使抢险得以顺利完成。 7、在隧道掘进施工中，要随时观察围岩变化情况，并密切注意现场所揭示的岩性和勘察、设计岩性的差别，及时进行相应的设计变更。 三、公路隧道塌方的控制与整治措施 （一） 、洞口塌方的处理措施 如果塌方属于中小型，就可以从上至下将塌方体清除掉，然后再根据清除之后坡面的具体情况，再决定是否可以使用刷坡卸载，与此同时，还应当通过喷锚网的方式从上至下对仰坡进
7、行加固处理。其中，针对塌方较为严重的区域，可以使用挖台阶的方式，先将塌方体当中的残渣完全清理干净，在加固施工中，可以采用喷锚网的方式进行，防护上主要是在仰坡面适当的区域设置浆砌片石挡墙来维持其稳定性。 （二） 、洞内塌方处理措施 如塌方体积较大，因塌体堵塞无法进入塌方范围进行支护时，可采用长管棚或注浆加固塌体，待其稳定后，采用“穿”的办法按照短进尺、弱爆破、早封闭的原则挖开塌体，并尽早衬砌，有时为了减少塌腔的暴露时间支护可采取一次性模注砼进行封闭。塌方段围岩整体性较差或富水，还应对该段周边围岩进行预注浆加固处理。图 1 为隧道洞内塌方图。图 1 隧道洞内塌方图 处理坍方的同时，应加强防排水工作
8、。坍方往往与地下水活动有关，治坍应先治水。防止地表水渗入坍体或地下，引截地下水防止渗入坍方地段，以免坍方扩大。 如果塌方已经延伸到了地表处，就需要针对塌方漏斗地表做好截水处理，必要时，为了防止地表水的灌入，可以在其上搭建遮雨棚。在处理完洞内之后，可以用土石进行夯填，并且夯填的高度应当高于原本地面一节，用于填土稳定下沉之用，当回填土不再下沉，就可以用浆砌片进行铺砌处理。 （三） 、塌体加强处理措施 1、模注衬砌背后与塌腔周壁间必须采取紧密支撑。塌方衬砌背后空洞的处理，当塌方较小时，可采用浆砌片石或干砌片石回填密实。当塌腔较大时，可用浆砌片石回填，厚度宜为 2 米，其上空间采用钢支撑等顶住稳定围岩
9、。当塌方冒顶时，要根据上顶回填炉渣及土的荷载确定支护及模注衬砌的类型，做好形成设计强度后再进行冒顶回填，一般采用轻质材料如炉渣，至地表 1-2 米后用粘土封层防水，封层要高出原地表50cm 左右，回填及封层要夯填密实防止塌陷进水。 2、考虑后期营运的安全，隧道边、仰坡施工完成后，再采用 20m 锚索框架梁防护。为了对塌方处理的效果进行分析，塌方处理时，分别对埋设拱顶下沉和地表沉降测点进行监测。通过监测，经上述方案处理 32d后，断面围岩稳定，拱顶累计沉降量为 18.3mm，如图 2 所示;地表沉降在经过 29d 后基本稳定，累计沉降量约为 14.4mm，如图 3 所示(仅以中央测点监测数据为例
10、)，表明支护结构的强度、刚度、稳定性满足要求，措施合理，达到了预期的效果。 图 2 断面拱顶下沉曲线 图 3 断面地表沉降曲线 结束语 总而言之，在公路隧道施工中，塌方是最常见的事故之一。无论是地质条件的内因，还是事故发生的外因，对公路隧道的稳定都会产生严重的影响。因此，在公路隧道施工当中，我们必须重视塌方，当然也不能够忽视小型塌方所埋下的隐患。无论塌方大小，只有引起足够的重视，才能够确保施工在安全、有序地环境下进行，也只有这样的操作，才能够确保施工人员的安全，才能够保障公路隧道施工的安全，为施工企业带来更多的经济效益。 参考文献 1徐敦敏，刘培荣，孟伶俐.隧道塌方区的施工处理与有限元分析J.铁道建筑，2007，(10):77-79. 2蒋国富,贾艳领,戴文远.不良地质公路隧道施工围岩稳定性数值模拟分析J.西部交通科技,2010,(01). 3谭若坚.不良地质隧道设计与施工的常用处治措施J.湖南交通科技,2002,(03).
