礦山場區公路隧道工程施工塌方處理技術的探析

【摘 要】隨著我國經濟水平的不斷提升，各種新技術、新工藝在礦山公路行業中大量涌現，進而推動了我國礦山公路事業的發展。隧道工程作為公路工程的一種重要形式，在其施工建設中存在較為嚴重的塌方問題，為有效解決這一問題，施工企業必須重視這一問題，及時采用科學有效地防塌措施，才能提高礦山公路隧道工程的質量。本文主要對礦山場區公路隧道工程施工塌方的主要原因及防御處理技術進行了分析及探究。

【關鍵詞】礦山場區；公路隧道工程；施工塌方；主要原因；防御處理技術

在礦山場區存有大量地質不良的地段需要進行公路隧道工程的修筑，在修筑過程中往往會遇到洞頂圍巖下塌、側壁滑動等現象，甚至會發生冒頂等嚴重事故，這些現象在施工中稱為塌方。塌方威脅人生安全、使施工延誤工期、圍巖更不穩定。故在施工中應預防其發生，發生塌方后需及時準確處理，減少塌方帶來的危害。

1.礦山場區公路隧道工程施工塌方的主要原因

在礦山場區公路隧道工程施工中塌方一般是地質不良、設計定位不當、施工方法不正確等原因引起的。地質條件是造成塌方的基本因素。穿越斷裂褶皺帶，穿越嚴重分化的破碎帶、堆積層等容易產生塌方。地下水往往也是重要因素，地下水豐富易造成塌方。地質勘探需要仔細周密。掌握資料不夠時本應避繞的不恰當的位置會錯誤的定位通過，繪施工留下了隱患?；蛞驔]有準備，在施工時造成塌方。

（1）施工是引起塌方的直接因素，對地質情況掌握不夠，從而選擇不合適的施工技術，（如不恰當的急于進洞、炸藥用量過多、支護不及時不牢靠、圍巖暴露時間過長、爆破方法選擇的不恰當等），或選擇了不合適的圍巖情況的施工方法，（如本應小斷面開挖，結果采用了大斷面開挖法，或應先拱后墻法，而采用了先墻后拱法等）并且又未采取其他補救措施，則會造成圍巖塌方，甚至由于塌方處理不當也會造成再次塌方或引起更大的塌方。

（2）施工前要仔細核對設計文件，并需作必要的補測和驗證。預防可能發生塌方的區段，事先做好必要的準備，并在施工中采取相應的措施，如在不良地質段采用先排水、短開挖、弱爆破、強支護、快襯砌、各工序緊跟的措施，消除不利因素，盡快修好襯砌，避免塌方發生。

（3）塌方似乎是突然發生的，但實際上是有一定征兆的，在施工中還需要加強觀察分析。例如頂部圍巖裂縫旁出現巖粉，或洞內無故塵土飛揚、或不斷掉小石頭、或圍巖裂縫逐漸張大等，說明塌方即將發生；支撐壓壞或變形加大，說明圍巖壓力再加大，有塌方的可能性；圍巖中突然出水或水壓突然增加，要注意是否即將發生塌方；地下水沖走裂隙中的填充物，會使圍巖松動下榻，當水有濁變清，說明裂隙中充填物已沖走很多，水量加大，則可能有塌方；洞頂滴水位置不定，來回移動，表明巖體在變形，當變形達到一定程度有可能塌方，即所謂“漢留淋漓，塌方先兆”。還有許多，在實踐中總結得出的塌方征兆，應當在施工中注意觀察。一般說來，塌方是可以預見的。當發現支撐變形加大，或被壓壞，則應及時加固，以防圍巖進一步松動而造成塌方。觀察到異常情況，應認真分析，交接班時要交待清楚，做好準備，及時處理。

2.礦山場區公路隧道工程施工塌方處理技術的分析

2.1開挖是礦山場區公路隧道施工的關鍵環節

開挖工作是隧道施工的第一流程，開挖工作的優越與否直接影響隧道施工的安全、質量和效益。提高光面爆破，可以減少對圍巖的擾動，減少應力集中，有利于自然拱的形成，便于噴砼工藝，因此，隧道施工安全的關鍵是開挖。良好的光面爆破可以減少超欠挖，這樣減少了欠挖處理及超挖石碴的外運量，減少襯砌時砼的回填量，而且砼襯砌厚度均勻減少了應力集中。因此，開挖也是影響隧道襯砌工作的關鍵。

開挖是關鍵，還在于開挖決定了隧道的初始幾何尺寸，表明了隧道的貫通及誤差，一旦開挖出了問題，其它后續工序也就失去了意義，再次施工安全就很可能得不到保障。

爆破參數設計是光爆控制的重要環節，在綜合考慮圍巖狀況、巖石整體性好壞、節理裂隙發育規律等多方面因素后，精確合理地設計爆破參數，降低工料消耗，提高光面爆破效果。鉆孔設備的選擇對光面爆破的效果起重要作用，目前隧道開挖絕大多數采用人工開挖的方式，因此，操作手的經驗及熟練程度至關重要。很多項目在施工隧道前對操作人員進行了崗前培訓，操作人員在施鉆時抓住了“準、平、齊、直”的要點，同時對風槍進行了適當改進，改造了部分風槍油壺的位置，減少了鉆爆形成的臺階，拱頂和邊墻光面爆破均達到了很高的水準。

2.2防坍是保證隧道施工安全的最重要環節

開挖中最重要的一點就是防塌。山嶺隧道施工絕大部分采用傳統的施工方法——鉆爆法施工。鉆爆法施工的山嶺隧道由于受炸藥爆破震動的影響，破壞了原有巖體內部受力平衡，當施工方法不當或支護不力時，圍巖就會因失穩而發生坍塌。因此，采用鉆爆法施工的山嶺隧道如何防止坍方是確保隧道施工安全和工程質量的關鍵。

2.2.1選擇合適的施工方法

隧道施工過程和方法是多種多樣的，目前在我們經常采用的礦山法中大致有全斷面法、臺階法和分部開挖法三大類。

在當前的施工實踐中，采用最多的方法是臺階法（含環形開挖預留核心土法），其次是全斷面法。在大斷面隧道中，中隔壁法（CD法）、交叉中隔壁法（CRD法）和雙側壁導坑法采用較多。選擇施工方法，并不完全決定于地質條件。地質條件僅僅是選擇施工方法的一個因素，而更應強調的是：施工方法必須符合快速、安全、質量及環境的要求。其中環境因素有時成為選擇施工方法的決定性因素。

2.2.2各種施工方法在不同圍巖和隧道中適用情況

全斷面法。適用于單線鐵路隧道Ⅰ～Ⅲ級圍巖、鐵路雙線隧道及公路隧道Ⅰ～Ⅱ級圍巖地段。通常采用全斷面鉆孔一次起爆方法。為控制好開挖輪廓，減少超欠挖，提高光面爆破效果，可推廣預留光爆層的開挖方法。

臺階法。適用于單線鐵路隧道Ⅲ、Ⅳ級圍巖、鐵路雙線隧道及公路隧道Ⅲ級圍巖地段。臺階數量和長度，要根據圍巖條件而定。Ⅲ級圍巖一般采用兩臺階法；Ⅳ級圍巖及Ⅲ級偏弱圍巖，可改用三臺階法。

分部開挖法。分部開挖法主要有雙側壁導坑法（適用于單線鐵路隧道Ⅴ、Ⅵ級圍巖、鐵路雙線隧道及公路隧道Ⅳ～Ⅵ級圍巖）、中隔法（適用于單、雙線鐵路隧道Ⅴ級圍巖、淺埋隧道及三線隧道）或交叉中壁法（適用于雙線、三線隧道Ⅴ、Ⅵ級圍巖及淺埋隧道）。這些施工方法也適用于對地表沉降有嚴格限制的城市公路隧道。

雙側壁導坑法在控制地中和地表下沉方面，優于其它施工方法。此外，由于兩側導坑先行，能提前排放隧道拱部和中部土體中的部分地下水。為后續施工創造條件。因此城市淺埋、軟弱、大跨公路隧道和山嶺軟弱破碎、地下水發育的大跨隧道可優先選用雙側壁導坑法。

3.結束語

綜上所述，礦山場區公路隧道施工預防塌方非常關鍵，也關系到企業信譽、職工的生命和財產，必須高度引起重視，除按以上經驗處理外，要多注意觀察，發現問題及時處理好，必須選擇有經驗的施工隊伍和技術管理人員，盡量選用先進的施工技術，結合實際地質條件，只有這樣才能防范塌方事故在礦山場區公路隧道工程施工過程中出現，才能降低對國家及人民造成的財產損失及人員傷亡，推動礦山公路事業的快速發展。

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