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摘要：隧道开挖过程中经常发生坍塌事故。在施工过程中，隧道顶部或两侧的大量岩石和淤泥坍塌。塌陷的两种主要类型是塌陷和塌陷。一般来说，隧道入口处岩体的风化和破碎相对严重，这也使得岩体的整体稳定性较差。此外，埋深相对较浅，这使得在重力作用下极易开裂或下沉，从而导致滑坡。洞内坍塌主要是由于开挖过程中应力作用下洞周岩石变形或下沉，没有采取有效的支护措施，造成坍塌事故。一旦塌方事故发生，不仅严重威胁施工人员的人身安全，还会对施工单位的声誉带来较大的影响，导致施工工期的延长。因此需要深入研究塌方的原因，从而采取有效的防护和治理措施，确保隧道施工的安全、顺利进行。
关键词：隧道，塌方事故，断裂带，预防措施
1隧道施工塌方的主要原因
1.1复杂的地质和水文条件
首先，如果隧道的施工位置位于断层带或断层错动段的地层结构中，在开挖过程中，机械会很容易破坏地层结构并导致坍塌事故。第二，如果施工现场的地层结构相对松散，机械在开挖过程中很容易造成大规模滑坡。第三，如果隧道位于沟壑等地层厚度薄的区域，如果地层在施工过程中不能吸收应力，也会导致滑坡。第四，如果隧道周围有大量地下水，岩层的强度会相对较弱，外力也会导致坍塌。
1.2施工设计出现问题
隧道施工中最常用的方法是工程类比法，这种方法在应用中存在缺陷。例如，如果在隧道施工前没有仔细勘察现场，或者如果对围岩的判断有误，设计方案中的支撑类型可能不符合实际施工情况，这就埋下了工程坍塌的巨大隐患。因此，在隧道施工前，有必要进行现场勘察，为以后的施工奠定安全基础。
1.3施工方法出现问题
首先，隧道数据没有严格按照标准进行测量，一些数据错误，导致施工方案选择不当。其次，隧道掘进所需的炸药和爆破方向计算不准确。如果爆炸剂量太高或方向偏移，隧道将会坍塌。第三，支持方法不正确或支持质量不达标。
2隧道施工中塌方的预防措施
2.1断裂带塌陷
断裂坍塌是最常见的隧道坍塌事故。目前，裂缝坍塌事故的检测技术主要是断层破碎带的检测。通过检测故障的关键参数来确定故障的位置。这是因为断层破碎带的应力相对集中，并且受地质条件的影响。容易出现断裂现象，给施工安全带来巨大隐患。在地质结构不稳定的区域应采取“先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”的施工流程，加强对不稳岩层的支护，强化安全防护措施。
2.2隧道隧洞内的断层破碎带识别与辨认
隧道中断层和断层破裂带的识别和识别基本上类似于通过地面地质调查和检查断层来识别断层。如果断层的识别是基于断层的识别，则通过地面地质调查在断层中形成的识别标记，如隧道岩石结构和矿物分布特征，可以用作判断隧道应力断层的依据。一些部分甚至清晰地显示在地面上，这是非常明显和易于观察的。断层破碎带滑坡的判断和预警主要包括分析影响断层破碎带滑坡的因素、岩体断层破碎带断裂的前兆、断层早期探测的准确识别和问题的早期探测。
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2.3塌方的预测
在做好隧道安全施工的同时，加强对隧道塌方征兆的监测也是非常重要的，需要在隧道施工的全过程进行塌方预测，目前常用的方法包括以下几种：
2.3.1观察法
在隧道施工过程中，勘探孔技术应用于岩层结构和水文条件的检测和分析，以及根据隧道掘进程度绘制地质结构草图，用于判断滑坡的可能性。围岩结构监测在隧道塌方预测中非常重要。通过测量围岩的应力变化和检测支撑结构是否稳定，可以判断围岩的节理和裂隙情况，并从隧道壁松动和喷射混凝土脱落来判断表面结构是否下沉。
2.3.2一般量测法
指收集参考点的应力变化和位移数据，及时检测变化的异常特征，并预测是否存在滑坡。
2.3.3微地震学测量法
微地震监测技术是观察和分析小地震事件对生产活动的影响。微地震监测技术基于声发射和传播原理。微震监测技术分为指标数据采集、微震源成像、反向演化分析等环节。指数数据采集过程中采集的信号波形特征可以作为分析隧道断层和附近岩石应力状态的核心参数，并可以用来表征隧道应力变化趋势和预测隧道坍塌和损坏程度。微地震监测有其独特的优势：首先，它可以直接确定岩石断层的位置和性质，由于它利用地震波信息，其传感器可分布于远离岩体破坏的地区，从而确保监控系统能长时间运行而不被破坏；其次监测覆盖的面积非常广。
2.4合理的设计
在设计开始前，有必要利用勘测来详细了解和掌握隧道穿越路段的地质条件，并对隧道中的断层、富水带和高应力分布进行深入分析，以确保隧道线型设计的科学性和合理性，并在设计过程中尽可能避免隧道区域出现大断层、富水和应力集中路段。在保证施工安全顺利进行的同时，还能有效降低工程成本，防止坍塌事故的发生。
即使地质围岩类型相同，其内部结构的出现也会不同，自稳定能力也会不同，这给支护参数的设计带来了很大的困难。过大或过小的支撑参数都会给工程建设带来不利影响。目前，在隧道施工过程中，为了降低围岩临时支护设计的工程成本，通常采用的支护参数很小，不符合国家标准的要求，这也为滑坡的发生埋下了安全隐患。因此，在设计阶段，有必要合理设计支撑参数，以确保支撑结构能够发挥重要的支撑作用，从而防止滑坡的发生。
3隧道塌方的处理方法
3.1确定塌方处理方案
当滑坡位于浅埋区域且对地表顶面没有影响时，有必要在处理过程中加强对未坍塌部分的支撑，并通过使用早期强度锚杆或悬挂钢丝网喷射混凝土来处理坍塌部分。当滑坡位于浅埋区且顶面对地表有一定影响时，首先需要对受影响的地表进行处理，可以通过钻孔注浆加固或设置垂直锚杆注浆等方法进行处理。同时，也有必要做好地表排水工作，然后在地表加固后处理洞穴中的坍塌部分。当浅埋地区发生屋顶渗漏坍塌事故时，孔洞将被堵塞。因此，有必要先加固孔未坍塌的区域，然后通过局部设置锚筋悬挂钢网和喷射早强混凝土来加固坍塌孔的壁。根据滑坡的大小，将采取适当的清除措施。为了加固坍塌区域，有必要回填坍塌表面上的孔洞，以将其恢复到原始状态。对于深埋地区的滑坡，首先需要加固，然后根据实际情况进行处理。
对于完全由地质条件引起的滑坡，在处理过程中需要对围岩进行加固，并采用超前注浆支撑和钢架强力支撑等方法穿过坍塌部分。如果坍塌是由地质和地下水引起的，在处理坍塌之前，必须做好堵塞、切割和排水工作。当发生冒顶和坍塌时，应排出地表径流水，以有效控制坍塌范围。
3.2治塌先治水
在隧道施工过程中，地下水会引起不同程度的围岩冲刷、软化和溶解，从而导致地质条件的恶化。当建筑处于特殊地段时，地下水造成的破坏更严重，容易导致滑坡。一些特殊地段，如断层破碎带、堆积层和强风化地段，也是地下水活动的重要场所，这也增加了隧道施工的难度。由于地下水活动是滑坡的主要原因，隧道施工中应首先做好防水和排水工作，以有效防止地表水回流到滑坡区域，同时还要将塌方地段的地下水采取有效措施引出来，通过治水来有效的预防塌方及对塌方发生范围进行有效控制。
结束语
在隧道施工过程中，如果断层破碎带出现渗水问题时不及时采取补救措施，周围断层会发生一系列变化，这将降低岩石的稳定性，增加施工风险因素，并导致潜在的安全隐患事故。同时，岩石结构发生变化后，强度和承载能力将下降，这将对隧道工程的整体质量产生不利影响。此外，隧道周围的长期渗漏也会影响周围的自然环境。因此，我们需要在施工过程中制定科学合理的施工方法和对策，以确保隧道施工的安全，也为以后运营安全提供强有力的保障。
参考文献:
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[3]王迎超.山岭隧道塌方机制及防灾方法[D].浙江大学，2017.
论文作者:潘家奎
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/28
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