云南省交通规划设计研究院 云南昆明 650011
摘要：受自然地质条件、施工方法和施工质量等的影响，中小型塌方在公路隧道施工中经常发生，造成人员伤亡、工期延误、机械设备毁坏、工程费用增加等后果。基于此本文并提出了塌方预防控制措施。对隧道塌方处治及预防有一定的指导意义，供相关人员参考。
关键词：隧道；塌方；处治；预防
引言
在当前我国政府越来越重视基础设施建设的背景下，如何提高隧道施工质量，预防和治理隧道坍塌不仅是对民众人身财产安全的保障，更是实现以人为本、科学发展的重要保证。
1 隧道塌方的主要类型
1.1 洞内出现塌方
公路工程隧道中的洞内塌方情况包含洞内岩质塌方和洞内土质塌方两种类型，分别出现在岩石隧道和土质隧道两种施工环境当中。在岩质隧道开挖过程中，周边岩层中的岩石处于悬空状态，受重力作用会出现下沉或收敛变形的现象，以便将其内部应力释放出来，而岩体内存在层理及节理，在重力综合作用下，会出现下落、挤出的趋势，若此时未能采取有效措施予以支护，岩面就会出现“掉块”问题，当累积到一定程度就会出现塌方。
1.2 洞口出现塌方
公路工程隧道中的洞口段一般多为堆积层，其风化较为严重，岩体破碎程度高，整体的自稳能力和稳定性都非常差，而且处于浅埋地段，若在施工过程中，未在进洞前对周边仰坡进行技术处理或处理措施不到位，进洞过程中都可能出现洞口顶端围岩应力重分布；在这部分重力作用下，会造成洞口出现下沉、开裂、变形的现象，当这些现象发展到一定程度，围岩平衡会被打破，造成大面积失稳，出现洞口塌方问题。
2 造成隧道塌方的原因分析
2.1工程概况
拟建项目推荐线里程K3+920～K5+420段地形起伏较大，设计拟以隧道（大田坡隧道）形式通过该路段。大田坡隧道为分离式隧道，起点里程K3+923，止点里程K5+415，全长1492m，最大埋深128.96m；隧道区海拔高程介于1355.66～1507.78m之间，相对高差152.12m，处于构造溶蚀侵蚀低中山地貌区。隧道区地形较为陡峻，地表植被多为乔木。
2.2 地质条件影响
无论是穿山隧道、海底隧道还是地下隧道，都会受到地质条件的约束，这就要求隧道施工必须充分考虑到地质条件因素，采取合理的措施以满足实际施工要求。如果对施工现场的勘察工作不到位，仅仅凭借以往的经验进行设计施工，那么隧道工程质量将会与规定标准出现较大差距，其安全性也将失去保障，而这种现象在实际的隧道工程中并不少见。再加上有些地质灾害的爆发是完全没有预兆的，会给正在施工的隧道造成严重的破坏，进而引起了塌方事故。
2.3 施工工艺、手法的影响
施工质量是引发隧道塌方的最直接因素。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在施工时选取不恰当的施工技术，如炸药的埋放位置有误差、炸药埋放剂量过大，造成爆破范围过大，从而引起更深层次的岩层断裂；地形地质发生变化，施工方法与变化后的地质条件不相适应；施工中地层暴露时间过长，导致围岩松动软化等。此外，未严格按照施工图纸进行施工，工人的专业程度不够，工程质量未得到严格检验，施工材料不符合国家规定的标准，偷工减料等都是影响隧道塌方的人为因素。
2.4 施工管理影响
在隧道工程中如果施工管理不能落实到位，也会增加隧道塌方事故的发生概率。由于施工单位对经济效益过于看重，经常会为了节省施工成本而偷工减料、以次充好，这给隧道工程埋下了重大隐患，使得隧道的稳定性较差，在受到较大外力时会导致主体结构的坍塌。而我国在隧道工程施工管理方面的法律法规还不够完善，不能对施工单位起到威慑和约束的作用，所以当务之急是健全法律法规，加强对隧道工程施工现场的管理，严厉打击所有违规行为，促使隧道施工保持顺利高效的开展。
3 小规模塌方处治及预防控制方法
3.1 支护法
理论方法：坍塌以后塌方地方保持完好可以迅速支护可以过去塌方这一段。使用条件为发生塌方情况较好，发生塌方规模、体积小。大田坡隧道工程，道宽7.5m，高6.35米，长1492米。该隧道穿越的地质层和地质构造如下：第四系残坡积成固形和白垩系下统五组（K1W）属于河湖相马固的碎岩，浅红——紫红色泥质粉砂岩、粉砂岩为主夹粉砂泥质岩，厚度大约超过500m，为区内的基岩地层。岩层倾向东南（100-130度），倾角5度至8度，属于缓倾单斜构造，岩层倾向于隧道地板基本水平，塌方量约为270平方米。附近10km内没有大范围断层。隧道塌方高度4m，宽约6m，塌方量约270m3。支护法技术措施：要做的第一步是对塌方的地方加入钢纤维混凝土，稳定塌腔并对其封闭。第二步在那个地方安上钢材料的拱架和脚锚杆并且在拱架的背面散布钢筋网。第三部在拱架上喷撒砼。第四步在之前留的孔灌注同样的砼。
3.2 开挖方法控制
在塌方风险存在的区域，通常采用三台阶法、弧形导坑预留核心土法，两种方法均没有增加工程数量，只是在开挖方面比普通的上下台阶要复杂一点，三台阶法、弧形导坑预留核心土法能更好地控制围岩变形，从而达到控制塌方的目的。
弧形导坑预留核心土法开挖见图1所示，三台阶法开挖见图2。
图1弧形导坑预留核心土法 图2三台阶法开挖
弧形导坑预留核心土法的开挖步骤如下:①拱部开挖并支护；②核心土开挖；③下导坑左侧开挖；④下导坑右侧开挖；⑤施工二次衬砌。三台阶法的开挖步骤如下:①上部开挖并支护；②中部开挖并支护;③下部开挖并支护；④施工二次衬砌。
3.3 回填法
2017年7月1日K3+331拱顶围岩发生坍塌。围岩为石英闪长岩夹辉绿岩，受地质构造强烈影响，段内岩体结构大部分破坏，节理裂隙极发育，岩体被切割成许多碎块体，岩体结构呈散体状，拱顶及掌子面有裂隙水呈线状流出，对拱顶进行不停冲刷，使得拱顶围岩稳定性变差，隧道开挖后发生坍塌。K3+305～K3+331段落右侧发生严重变形，喷射混凝土开裂、掉块。段落右侧发生严重变形，喷射混凝土开裂、掉块。
回填法技术措施：为确保施工安全和质量。经业主、设计、监理、施工四方现场勘察，会审决定：对塌方体采用10cm厚C20喷射混凝土进行封闭，并采用φ42小导管进行注浆加固，保证塌方体的稳定性，避免二次坍塌。对掌子面后方K3+305~K3+331段采用临时护拱，临时护拱采用I18临时钢架，间距0.8m，两侧各打设2根φ42锁脚锚管。同时对K3+305~K3+331段上半断面采用φ42径向注浆进行径向注浆加固，小导管长度3.5m，间距1m*1m，按梅花形布置。
结束语
隧道塌方对工程安全存在着巨大的危害，施工过程中一定要把防塌列为隧道施工重点问题。在不良地质条件下进行隧道施工应以防塌为重点，一定要施做超前支护，并且要保证超前支护施工的质量，然后采用弧形导坑预留核心土法或者三台阶法进行隧道的开挖，做到弱爆破，短进尺，强支撑，早封闭。另外，在那些存在着塌方风险的地段，应加强监控量测工作，适当加大监控量测的频率、观测断面及观测点。及时掌握初期支护变形情况，根据量测结果，及时分析判定围岩支护结构的稳定性，一旦发现异常，应及时采取有效措施并上报有关单位，避免次发生坍塌事故。
参考文献：
[1] 李增增.公路隧道塌方成因及处理技术[J].城市建设理论研究(电子版),2017(23):100.
[2] 胡家和.高速公路隧道塌方原因及对策的相关思考[J].珠江水运,2017(04):65-66
论文作者:张俊瑜
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/30
标签：隧道论文; 导坑论文; 围岩论文; 地质论文; 土法论文; 弧形论文; 工程论文; 《防护工程》2018年第17期论文;