浅析高速公路隧道施工塌方的原因及控制论文_寿永栋

浅析高速公路隧道施工塌方的原因及控制论文_寿永栋

摘要:在高速公路的隧道施工过程中,塌方是影响其施工进度的主要原因。而塌方事故产生的主要原因是地质和施工,这两个因素极大的增加了隧道施工塌方的发生率。就塌方问题的预防措施包括注意排水、缩短施工工序间的时差、对爆破点以及爆破量的控制进行了阐述,并对隧道施工中出现的塌方问题研究出架设必要的支撑结构、清理塌方范围内顶端和侧壁危石以及对难以控制塌方区域进行注浆加固。

关键词:高速公路;隧道施工;塌方控制

在高速公路隧道施工中,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,对高速公路隧道的稳定都会产生严重的影响。因此,在高速公路隧道施工当中,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,也只有这样测操作,才能够确保施工人员的安全,才能够保障高速公路隧道施工的安全。

一、高速公路隧道施工塌方控制的意义

由于我国高速公路隧道的工程建设,随着隧道工程施工周期长、耗资巨大、施工工艺复杂以及突发状况多等特点,造成了高速公路隧道施工塌方现象的多发。这在很大程度上影响了高速公路隧道工程的安全建设,是隧道施工过程中常见的灾害。高速公路隧道工程建设的过程中塌方的出现,会造成不可预计的后果。因而对其进行控制,对于保证高速公路建设稳定发展是具有重要意义的。

二、高速公路隧道出现塌方的原因

首先是不良地质因素,如果高速公路修在比较薄层板岩体的小曲折错洞区域或者是穿过断层地段的地区,施工后过程中就比较容易出现岩石不稳,内部水释放等状况进一步引起坍塌、掉落的塌方现象;第二就是地形、地貌的影响,高速公路隧道建设会穿越一些包含水源和地表覆盖比较少的地区。很容易出现滑坡及断层的现象引起塌方;第三就是地下水的影响,因为地下水会对施工地面地段造成塌方影响;最后就是其他方面的原因,包括设计方面和工艺技术以及施工方案选择等方面,如果在施工之前没对施工地段的实际情况进行详细的勘察很容易设计出不合适的方案影响到整个工程的施工。

三、高速公路隧道塌方的控制与防治措施

1预防高速公路隧道施工塌方的措施

降低高速公路隧道施工塌方事故发生率的最好措施是预防,而预防措施的实施基础是做好隧道施工地质的预报工作。之后选择更好更合理的施工方法是预防高速公路隧道施工塌方事故出现的重要工作。在高速公路隧道施工的过程中,主要对以下几个施工方法进行控制。这样就可以使其在最大程度上发挥出预防隧道塌方事故的效果。

首先,要先排水。这是因为在隧道工程的施工前或是施工中,都必须采取相应的排水措施。排水能将施工坑道外的水阻隔在坑道之外,使其不会对高速公路的隧道施工产生影响;其次是缩短施工工序之间的时差。这是因为在前一道施工工序完成之后,隔一段时间再进行下一个施工工序。会导致完成后的工序暴露在天气、地质等自然环境下,进而出现围岩分化、松动的现象。所以,前一道施工工序完成后应立即进行第二道工序,使其得到加固。

爆破是隧道施工中最常见的施工过程,对其施工方式进行控制能有效的预防塌方的出现。在爆破前,可采取浅眼爆破或者是眯眼爆破的方式。这能在一定程度上降低爆破的影响范围,使隧道的爆破施工在更正确的方位进行施工。与此同时,还要严格把控爆破的炸药使用量,这是隧道施工安全的重要保证。还有就是隧道施工中的支撑保护工作。隧道施工的安全与否与支护强度的设置是分不开的,必须要对施工现场的地压问题进行细致、详尽的分析。这样才能保证施工人员的安全。最后一点,就是要对隧道施工现场的各项设施进行定期的检查。在检查的过程中一旦发现围岩出现问题,就要及时向施工单位进行反应。施工单位在针对问题出现原因进行处理,以防止问题的扩大。

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2解决高速公路隧道施工塌方问题的策略

2.1洞口塌方的处理

若是隧道塌方属于中小型类的塌方,则能够按照从上而下的方式把塌方体全部清除掉,接着在结合清除后坡面的实际状况,再判断是否能够采取刷坡卸载;不仅如此,还可以采取喷锚网的方式同样按照从上而下的方式对仰坡实施加固处理。当中,对于部分塌方较为严重的地方,也能够通过挖台阶的方式,先把塌方体中存在的全部残渣彻底清理干净,之后再进行加固施工,加固过程中也需要采取喷锚网的方式,而在防护方面通常是在仰坡的适当地方加设浆砌片石挡墙来进一步提高隧道整体的稳定性。

以实际案例来看,某段高速公路的隧道出现塌方,原因是隧道洞口周边的山体发生了活动状况。在出现塌方后,山体的滑动体仍旧处于不稳定状态。因此施工人员首先对山体的滑动体进行加固,待加固完成后再对塌方进行处理。其中,滑动体加固过程中使用的器材主要包括长锚杆、抗滑桩以及预应力锚索等。待仰坡加固完成之后,若是隧道洞口留有露空洞身,需要通过暗洞明做或者明洞衬砌的方式,对于拱圈上部既能够实施回填土石,也能够实施浆砌片石。

2.2初期处理

一旦发生坍塌就要在第一时间防止塌体蔓延,一定要处理好善后工作。我们要及时将塌方体封闭,在后方对其进行加固,结合普适平衡拱理论在特定的地质环境下开始挖掘。挖掘宽度和塌方的实际高度是相对应的,也就是说如果不再继续挖掘出现的塌体就不会再扩散,可以使用塌体高度计算公式对塌方的高度展开计算,然后根据高速度和理论宽度计算两者的差值分析塌方的稳定性。但如果没严格计算分析,塌方的数据并不是理论中的数字,那么塌方的状况就和计算公式中算出的数据就会存在一定的差距。所以我们要在塌方出现后的第一时间判断其稳定性,哪怕是有可能出现松动的小石块也要被重视起来。避免塌方蔓延到地表。如果塌方一旦延伸到地表就要对出现塌方的位置进行载水处理,防止地表被灌入雨水,要进行遮雨设施的搭建,从根本上避免塌方的蔓延。在处理好动态工作之后,要及时使用土石将塌方位置填实,一定要高出之前的地面高度,这样做除了能够稳定地表以下的塌方,还能够实现初期处理的稳定性。

2.3塌体处理

第一,在工程区域内,如果地址条件不好,土质也比较松散,但是塌方面积比较小的时候,可以在施工处理的过程中采用小导管注浆法将松散的岩石及塌方体的四周进行注浆,使其更加坚固,然后通过苗喷混凝土和钢拱架完成整体处理。

第二,在隧道塌方出现的第一时间要遵守加强支护短进尺,尽量少爆破及时测量、尽早封闭、严密封闭这几项原则,之后再开展施工,通过三台阶开挖法也就是人工搞、挖掘机和微弱爆破这几种形式联合进行挖掘,同时配合挖掘机装载残渣将其运出塌方位置,这样良性的循环能够保证在维护现有状况的情况下尽早的处理塌方残留。

第三,如果塌方地段位置的塌方地段大,一定要注意强化加固,也就是说通过强化混凝土强度的方式加强衬砌内的钢筋与钢轨,采用塌体稳定加固的方式避免超负荷,避免出现土质松散的现象,使得塌方进一步加重。

结束语

综上所述,在对高速公路进行施工的过程中,不管是由于事故的发生,还是由于外界环境如天气等因素的影响,经常会发生隧道塌方事故,事故的发生都会对高速公路隧道的稳定造成危害。基于此,在对高速公路的施工过程中,需要加强对塌方的重视程度,不仅需要重视大面积塌方,还需注意小型塌方隐藏的危害。只有加强对塌方的重视程度,才可以保证施工的有序进行,确保施工人员的安全,使施工安全得到保障,从而降低施工企业的成本,提高施工企业的经济效益。

参考文献

[1]李海涛。探讨高速公路隧道施工管理的问题及对策[J].科技创新与应用,2018(31):187—188.

[2]凌振国。利用新奥法原理开展某高速公路隧道施工的经验及体会[J].工程建设与设计,2018(19):208—210.

论文作者:寿永栋

论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第2期

论文发表时间:2020/4/23

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