摘要：在本篇文章中将会对公路工程隧道施工中的塌方因素展开分析，进而针对公路工程隧道施工中的塌方治理技术展开研究，希望可以为相关人员提供参考帮助。
关键词：公路工程；隧道施工；塌方治理技术
一、前言
随着社会经济的发展，公路工程隧道施工也因断面的增大、地质条件的限制风险进一步增大，塌方是隧道施工中比较常见的重大安全风险，塌方的处理过程中危险性极大，稍有不慎，极易引起二次塌方，对工程正常施工乃至施工人员的生命安全造成巨大的危害，因此对塌方原因的分析和处置措施的研究是公路工程隧道施工中很有必要的一个课题。
二、工程概况
G322（56省道）文成樟台至龙川段公路改建工程起点位于文成境内包渡隧道温州侧，起点桩号为K49+500，终点为文成龙川，终点桩号K58+225，路线全长8.725km。
百丈岩隧道左线起点桩号ZK55+645，终点桩号ZK56+423，长778米，右线起点桩ZK55+641，终点桩号ZK56+430，长789米，位于温州市文成县大峃镇龙川乡梅岙自然村附近，靠近建成通车的56省道花园至西坑段。
百丈岩隧道为丘陵山前缓坡地貌改造为农田，岩体岩性为凝灰岩，风化强烈，呈土状，水文地质条件复杂，以基岩裂隙水为主，节理裂隙极发育，底层导水能力强，水力坡度较大，地下水不易汇集，降雨天气有涌泉状出水，施工中出现塌方现象，现对该隧道施工塌方产生的原因及处理措施进行分析总结：
三、塌方的因素
1、工程设计中围岩的状况与实际有所不符
根据设计图纸，百丈岩隧道出口左洞ZK56+290—220设计为SA3复合式衬砌支护，设计地质为地表强-中风化基岩直接出露，基岩陡立，完整性一般-较好，岩质坚硬。该段水文条件简单，地下水以基岩裂隙水为主，开挖时会有滴水或渗水现象。该段隧道穿越中风化基岩节理裂隙发育，岩体较破碎-较完整，地下水较贫乏，岩体呈块状结构。
掌子面开挖至ZK56+290显示节理裂隙较发育，岩体较破碎。洞顶存在平缓结构层，局部有掉块现象。洞顶局部有股状渗水，平缓层经水浸造成大范围板层状掉块，并向已支护段落发育扩展。经过详细的调查分析后将该段岩石变更确定为Ⅳ级，这就导致该段围岩等级的设计与实际状况存有严重的不符现象。
2、最初在支护方面的相关参数较低
因为原设计该段围岩等级为Ⅲ级，但实际开始开挖之后显示的围岩等级为Ⅳ级。在该段施工中初支的支护结构所需要承担的压力，大部分来源于围岩收敛变形以及地质原因引起的断面轮廓内岩石出现松动的压力，而原设计的Ⅲ级围岩初期支护仅为挂网+系统锚杆+10cm喷射混凝土支护，设计参数参数明显较弱，且支护的实际强度也略显不足，无法有效控制围岩松动掉块的持续扩大，也无法阻挡周围岩石不断增加的压力，最终导致初期支护开始逐渐发生裂缝、掉落等现象，因为初期支护结构已经遭到一定程度的破坏，这也是导致隧道工程出现塌方事故较为关键的原因之一。
3、板层状围岩的实际强度较低，导致周围岩石出现失稳或变形现象
在掌子面开挖后所外露的板层状围岩自身拥有一定的膨胀性，在遇到水或是风化后非常容易出现崩解状况，而周围岩石已经被地下水所侵蚀，使其在强度、粘结力与承载力等多方面都会有所下降，最终造成围岩出现失稳现象。而且周围围岩中存在节理裂隙加上自身强度较低构成了软弱围岩的性质，所以在隧道工程开挖施工后，随着围岩应力的释放及重新分配，就会出现围岩收敛变形，收敛变形得不到初期支护的有效抵抗而一直处于累计发展时，就会因为施工的扰动或是围岩应力的持续释放等，导致隧道工程在施工时出现塌方事故【1】。
4、施工工法运用应变力不足
在隧道工程持续施工时，由于现场施工方便及进度因素影响，各施工台阶长度较长，且仰拱跟进也不及时，导致初期支护无法及时成环，这样就会不利于初期支护的整体受力，影响初期支护的结构稳定。而且在在施工过程中常常因为施工或地质原因造成的施工断面与设计断面存在一定的误差，初期支护施工时又未随着断面轮廓的变化而随之改变，这样就会导致初期支护与围岩之间存在空洞、锚杆未有效对围岩进行加固，易造成较为严重的塌方事故。
四、公路工程隧道施工中的塌方治理技术
1、公路工程隧道施工中塌方的有效处理措施
（1）对于塌方量不大的处理，首先对裸露的围岩进行初喷封闭。再对塌腔部位进行混凝土的喷射回填并加强支护参数，从而有效的预防周围岩石出现再次塌方的事故【2】。喷射混凝土施工工艺流程如图1所示。
图1 喷射混凝土施工工艺流程
（2）对塌腔较大部位的塌方采用混凝土回填或注浆处理，在处理时对塌方体尽量减少扰动，并根据现场实际情况如有必要可采取洞渣反压措施防止塌方体进一步扩大，然后对塌方体及掌子面进行喷射混凝土封闭并对塌方段落初期支护进行加强，同时对塌方段进行24小时不间断监控量测，根据塌方体的大小以及监控量测数据分析制定处理方案，待初支加固处理措施完毕后，进行回填空腔的工作，回填空腔采用泵送砼，需对空腔进行封闭，预留孔作为泵送混凝土入，如有地下水需预留排水孔，泵送砼采用C25素砼，泵送砼回填过程中，注意泵送压力和泵送砼量及泵送时间间隔的要求，以不损害初支加固系统为原则，每泵一次砼，空腔砼累积量不得超过30cm，间隔时间控制在6小时泵送一次，泵送过程中对于值班人员要求严格观察，如对初支支撑系统造成损害立即停止泵送操作，待稳定后再进行泵送操作。
（3）复原开挖。当围岩稳定之后可以继续对掌子面进行开挖作业，在实际开挖的过程中需对初支参数进行加强，可采取增加超前支护导管注浆加固，加密、加长系统锚杆，增加双层网片，加大钢架型号并缩小钢架间距等措施，在复开挖过程中加强监控量测，随时分析变形数据，出现异常立即停止施工做进一步处理，在经过塌方段落后需及时对该段进行衬砌施工。
2、公路工程隧道施工中塌方的有效预防措施
2.1、有效提高最初支护的断面封闭
在施工的过程中当软岩隧道开挖之后，其围岩的变形速率与围岩岩性有着密不可分的关系，而刚通过开挖形成的掌子面，其变形速度较快，同时塌方线性位移、掌子面位移的变形速度较快，并且造成掌子面的后方位移可能性也较大，这一因素就会导致围岩的稳定性被破坏，并且在破坏之后围岩的应力与调整变形的参数也会受到较为严重的影响。所以基于此，就需要针对开挖后的掌子面位移进行有效的控制，并且需要尽可能的加快断面闭合，虽然因部分技术与管理工作的不到位而导致这项工作可能出现滞后，因此就需要全面改善目前施工技术的现状，同时还需要提高施工现场的管理水准，从根本上提高对周边围岩与掌子面位移、松弛等方面的控制，同时还需要充分控制围岩变形的早期发展【3】。
2.2、科学调整施工参数
为了更加准确的测量出施工现场的各项参数，就可以通过建立完善的监控测量系统来实现，因为目前多数监控测量系统的效率较高，同时测量出的参数更加准确，而通过监控测量系统还可以第一时间针对参数展开分析，从根本上就可以确保施工管理人员与技术人员可以充分掌握软性围岩的实际变化情况。当通过监控测量系统来对实际施工参数展开检测时，其可以准确的判断支护体系的受力与变化趋势，并且还可以测量出当前支护的实际情况，如果测量出支护存在开裂或弯曲情况时，施工人员与技术人员就需要第一时间针对支护做出相应的补救【4】。
结束语：综上所述，在隧道工程的施工过程中塌方是不可避免的事故，其形式和诱因比较复杂。在上述隧道塌方处理中，通过分析隧道塌方原因，结合工程具体情况，并提出具体的处理措施，使其变形控制在允许的范围内。结果证明采取的防坍塌技术措施可为类似工程提供参考。
参考文献：
[1]吕建伟，郭霄，陆维特.隧道破碎带塌方治理技术与效果分析[J].浙江交通职业技术学院学报，2017，18（2）：30-33.
[2]王书涛.公路隧道突发涌水引发塌方处治技术[J].交通世界，2018，No.465（15）：102-103.
[3]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，2017，42（2）：187-190.
[4]杨南辉.青云山特长隧道F9断层带涌水治理方案研究[J].铁道工程学报，2018，v.35；No.235（04）：90-94.
论文作者:党亚龙
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第25期
论文发表时间:2019/6/19
标签：围岩论文; 隧道论文; 断面论文; 公路工程论文; 初期论文; 裂隙论文; 基岩论文; 《建筑细部》2018年第25期论文;