摘要：随着我国的经济的飞速发展；人民生活水平得到很大的提高；政府加大了对基础交通设施的投入；伴随着近些年来建筑行业的快速发展，特别是高铁、高速公路和城市地铁迅速发展，因此需要大量开挖隧道。但在隧道施工中遇到软弱围岩体、地下渗漏水、危险施工隐患等常会导致隧道塌，因此施工中如何对隧道塌方段进行有效合理的处理是隧道施工中一个非常重要和迫切需要解决的问题。为了保证开挖隧道过程中设备和人员的安全，隧道支护技术显得尤为重要。
关键词：隧道支护；坍塌；处理方案；施工技术；措施
前言
隧道施工过程中由于地质及施工原因等多方面的原因可能会出现坍塌等灾害，这给施工人员的安全以及施工方工程的进展造成了很大的影响，如何最大限度的降低生产成本，保护各方的安全，按时按质的完成工程，这就需要施工方对隧道工程的施工技术进行进一步的研究和改善，对工程的施工环境等做详尽的了解和观察。
一、隧道坍塌的原因分析
坍塌，指物体在外力或重力作用下，超过自身的强度极限或因结构稳定性破坏而造成伤害、伤亡的事故，如挖沟时的土石塌方、脚手架坍塌、堆置物倒塌等。塌方是隧道施工过程中出现的施工质量问题，要想科学有效地避免塌方事故的发生，就必须在施工过程中不断总结，分析塌方事故发生的缘由，采用科学的方法避免塌方事故，削减塌方事故造成的损失，防止塌方事故给生命财产安全带来威胁，提升隧道的建设质量，促进中国交通事业的可持续发展。由以往的统计结果可知，地质因素是塌方事故的主要内在因素，人为因素的影响是事故的重要诱发因素。常见的隧道坍塌原因有下：
1.隧道工程所处的地质条件恶劣，围岩自稳的能力低，施工时还没来得及进行初期支护即发生坍塌。例如掌子面围岩软弱、岩体破碎、地下水发育、洞身埋深浅。或者隧道位于或部分通过不良地质地段，如断层褶皱带、膨胀岩地区以及高应力岩层等。这些复杂并且恶劣的地质条件往往具有不可预见性，给设计和施工的准确性和安全性带来很大的挑战。
2.施工过程中没有对诸如软粘土、杂填土、冲填土、膨胀土、红粘土、泥炭质土、岩溶、湿陷性黄土、软弱围岩、浅埋地层等不良地质体进行注浆，这些恶劣的地质环境即使有超前支护预处理，也无法保证围岩足够的自稳能力和自稳时间；除此之外开挖爆破效果差，导致围岩应力集中，出现滑塌现象。以及没有按照设计施工的具体要求进行施工，如初支背后有空洞、初支厚度不够、锚杆的长度和数量不足以及钢架的间距过大等这些细节问题，都会致使围岩岩体间不能连成整体受力结构，保证不了支护强度与围岩滑移的力学平衡。随着施工的进一步进行，这些影响进一步加深，最终导致隧道的坍塌等一系列灾害。
3.隧道工程受地压影响造成的塌方。地压主要包括偏压、滑坡以及高地应力区等，地压的显现使岩体产生变形和隧道周围的岩体出现松动、开裂等现象，从而造成隧道主体结构的不稳定，最终引发的隧道塌方事故。
4.隧道工程施工过程中本身的设计问题。隧道工程设计方法当前主要有工程类比法、理论计算法以及现场监控法等，目前隧道施工过程中应用最广的当属工程类比法。在设计过程中若对围岩判断不准或掌握的情况不明，设计的支护类型与当前施工的实际要求不相适应，也是导致施工中产生松弛坍塌等异常现象的原因。并且在设计中的是否对地质勘查进行了周密详尽的规划与实施也是造成施工塌方事故产生的诱发甚至主导因素。
5.施工过程中人为因素的影响十分巨大，在施工中的不规范施工也是导致塌方的重要因素之一。就我国目前的国情需要，全国范围内每天都有着数量庞大的隧道施工项目，施工团队的数量因此规模庞大，但隧道施工队伍的技术水平发展很不平衡，管理及施工水平参差不齐，加之一些建设环节的操作不规范，而且有的施工企业及人员对新奥法原理缺乏深入学习、认识、研究和应用，导致不规范施工现象较为普遍。比如有些施工单位只在表面用喷射混凝土喷射圆顺，超挖部分并没有回填密实，这使得初期支护与围岩之间产生了空洞，最终引发了塌方。另外，对地质情况掌握不够，从而导致选择了不合适的施工技术，如不恰当地急于进洞、爆破方法选择不当或者选择不合适的施工方法(如本应小断面开挖的，采用大断面开挖，或应先拱后墙法的，而采用先墙后拱法等)也会引起塌方。这些在施工中都是可以规范并且达到的避免的效果的，因此需要十分重视。
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二、隧道初支坍塌处理方案
1.掌握坍塌前的最新资料
坍塌发生是有许多前兆的，如测量信息所反应的围岩变形速度或数值超过允许值、钻进速度与回水速度的大小、钻进感觉变化、岩石颜色的变化、坑到内渗水、滴水突然加剧或变浑等。因此，施工方相关的记录人员应将有关信息及时反馈给有关方面，迅速调整后序爆破作业的爆破参数，做到既保证有效进尺，又不破坏软弱围岩的应力平衡。
2.超前支护
超前支护，是保证隧道工程开挖工作面稳定而采取的超前于掌子面开挖的辅助的一种措施。主要形式有1）超前锚杆或超前小钢管，一般长3-5米，用于锚固前方围岩，搭配钢架施作；2）超前管棚，用于锚固前方围岩，适用于特殊困难地段，搭配钢架使用；3）注浆加固围岩和堵截水等
3.超前排水
预先在地下水流向隧道的一侧，垂直于水流方向掘进一条与隧道大致平行的小断面坑道，用于疏干或拦截地下水，并在坑道出口处接明渠将水排出。
4.地表处理
沿着塌穴向四方挖水沟，并用水泥砂浆抹面，从而防止地表水流入塌穴。
5.临时支撑
为防止坍塌继续向洞口方向发展，需要对已初支的未坍塌路段进行临时支撑加固。在顶进的过程中将钢管尾部与掌子面出来的拱架平齐，并架设临时拱架作为管棚的临时支撑点。
6.设定适宜的支护参数
隧道施工中采用适宜工程的支护参数，并计算多方面的参数，支护参数一般指喷射混凝土的标号和厚度，钢筋网的型号和间距，锚杆的型号和长度、间距等。另外有钢架的时候也是一样，钢架的型号、间距等。在加工过程中不得随意调整半径以保证断面尺寸，另外换拱在小导管注浆浆液至少达到七天强度以后进行。
三、施工技术措施方案
1. 选择合适的开挖方法
当掌子面围岩软弱破碎时，根据软弱破碎程度和隧道跨度选择不同的施工(开挖)方法，具体选择方法根据现场施工情况改变，总体要坚持“超前探、小断面、短进尺、弱爆破、强支护、快闭合、勤量测、早衬砌”的施工原则。
2. 完善方案设计，加强围岩观测
如测量信息所反应的围岩变形速度或数值超过允许值，掌子面工作的工人应及时反馈信息，合理控制开挖速度，提高初期支护的刚度和承载力，提从而提高威严的自支护能力。
四、结束语
坍塌是隧道施工过程中出现的后果十分严重的灾害，坍塌的原因多样，总的来说地质问题和人为因素影响甚大，但归根结底地质影响是起决定性的，因此加强工程地质及水文地质工作是预防坍塌的根本举措，施工过程中严格按照设计支护参数进行施工，实时监测并进行必要的预处理，若有参数的异常及时记录并且上报，以免出现大的塌方。目前的隧道施工中仍有许多方面可以改进，根据检验措施和方法的标准：可靠、可行、节约。相信随着科技的发展，未来的隧道工程中我们的技术可以进一步提高。
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论文作者:张永明
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/20
标签：隧道论文; 围岩论文; 过程中论文; 超前论文; 地质论文; 工程论文; 事故论文; 《基层建设》2017年5期论文;