隧道工程施工及突發事故處理措施研究
——以川西某高速公路為例

隧道工程施工及突發事故處理措施研究
——以川西某高速公路為例

1.工程概況

四川省雅安至康定高速公路項目起于雅安市草壩，接樂山至雅安高速公路，設對巖樞紐互通式立交與雅安至瀘沽高速公路相接后，經天全、新溝，設隧道穿越二郎山后，經瀘定，瓦斯溝止于康定縣城東菜園子。路線全長134km。

本標段工程主要包括橋梁、涵洞、隧道及路基等工程，其中隧道主洞建筑限界：凈寬10.25m×2。標段共有隧道9338m/6座，為分離式隧道，隧道分布特征見表1。

表1 隧道分布特征一覽表

2.地質背景

研究區位于四川盆地西緣山地，為盆地到青藏高原的過渡地帶。由海拔平均4000多米的世界屋脊向東傾斜，降至500多米的四川盆地西角。區內山脈絕大多數為背斜山，與地質構造帶走向一致。沿線山脈縱橫，地表崎嶇，地貌類型復雜多樣。形態上，以山地為主，高山、中山、低山、平壩等地貌形態齊全。本標段線路海拔1315m～1420m。

沿線地層分布主要受構造控制，低山丘陵河谷區主要地層為第三系礫巖，白堊系礫巖、砂巖，泥盆系大理巖、片巖，中元古界石英片巖、片麻巖。南陽盆地主要地層為第四系膨脹土和第三系泥巖、砂礫巖。此外發育少量構造巖類和花崗質侵入體。

工程標段屬亞熱帶季風山地氣候，年平均氣溫15.1℃，降水量由東向西隨高度遞增，年平均降水量達1660毫米，雨季長達半年。區內地表河流為天全河，水量豐富，河內流量主要來自雨水補給，其次是地下水補給和冰雪融水補給。

標段沿線發育滑坡、錯落、崩塌、巖堆及危巖落石、溜坍、泥石流、巖溶、地震液化等不良地質現象。基本地震動峰值加速度為0.20g，相應的地震基本烈度為Ⅷ度。

3.隧道施工過程

3.1 施工設計方案

隧道施工主要重點關注下述方面：（1）洞門開挖，在修通施工便道后，開始洞口土石方的挖運。開挖之前，注意邊、仰坡受地表水沖刷而形成塌方[1]。（2）明洞開挖，在洞口截水溝完成后進行。應密切注意開挖邊坡率，并在開挖后及時進行邊坡防護。之后施工仰拱、邊墻基礎，整體灌筑拱墻。驗證明洞砼是否達到設計強度，再進行防水層和明洞回填。（3）洞身開挖，依據圍巖特點，不同等級的圍巖采用相應的開挖方式。如，Ⅴ級圍巖及圍巖淺埋段采用留核心土環形遵循、Ⅳ級圍巖采用臺階法和Ⅲ級圍巖采用全斷面進行開挖。開挖期間務必保證洞內通風正常，應用軸流風機供風，吐濁納新。（4）支護，包括超前和初期支護。洞口段利用雙層小導管進行加固，超前支護采用φ42超前小導管，初期支護采用和φ22藥卷錨桿等。支護過程重點注意大管棚、Φ42注漿小導管、型鋼拱架、φ25/Φ22藥卷錨桿、鋼筋網和噴射砼的施工。（5）防水層施工，隧道拱墻上添加防水板和無紡土工布進行防水，二者在盲溝施工完且二襯施工之前完成鋪設。防水板放置于11號鐵絲上，防水卷材的鋪掛工藝采用熱風雙焊縫鋪掛。（6）襯砌砼由兩個集中拌和站供應，施工過程注意按配合比配料，其順序遵循先仰拱和拱墻整體的灌注，再電纜槽和水溝施工。（7）防排水，其施工原則是排水為主，兼以防水、堵水和截水等，以期達到洞內排水通暢。進行縱橫向排水盲管施工，設置洞內排水溝。（8）洞內路面施工，采用機械攤鋪進行隧道水泥砼路面施工。（9）隧道監控量測，是施工質量和施工進度的保證，需完成包括測點埋設、日常量測和數據處理等工作，并將量測信息及時反饋于施工。（10）地質超前預報，鑒于隧道工程地質及水文地質條件的復雜性，在施工中采取隧道地震探測儀和地質雷達等手段進行超前地質預報，為探明區內不良地質現象，以確保施工安全。

3.2 施工技術措施

根據標段隧道圍巖地質條件較差的特點，以確保隧道施工質量為目的，采取如下技術措施：（1）進洞施工，將洞口的截、排水設施，洞頂溝、坑等凹處進行夯實填平等工作，在進洞施工之前完成。開挖順序為先洞口邊及仰坡開挖，再洞內。（2）洞口淺埋段應用超前小導管進行注漿，開挖進尺需嚴格控制，減少爆破、擾動強度和爆破振動，并及時進行初期支護，減少圍巖暴露時間。在一些地方，出現地下水高于路肩標高的情況，設降水井和集水坑，并設置泵站梯級將之抽排出洞。（3）洞身開挖，在地質不良現象地段遵循“短進尺、弱爆破、強支護”的施工原則，對裝藥量進行嚴格控制、改用機械和人工開挖，適當預留沉降量。（4）洞身施工，重點是超前小導管、鋼架、鋼筋網和噴混凝土的施工。超前小導管設置前后兩排，長度應大于1m；鋼架安放時應垂直于隧道中線，傾斜度偏差不大于2°；鋼筋網采用焊接的搭接方式，搭接長度為1～2個網格；采用分層分層噴射混凝土，每次噴射混凝土厚度的不小于40mm，濕潤養護工作在凝土終凝2小時后進行。（5）襯砌施工，以隧道斷面尺寸為基準，混凝土襯砌施工以保證襯砌厚度為原則。

3.3 工程質量的通病

通過標段隧道施工，結合前人的工作經驗[2、3]，本文總結了隧道工程質量常見的通病，并對其相應的預防措施進行歸納（表2）。

表2 隧道工程質量通病及預防措施表

3.突發事故及應對措施

隧道施工過程中，由于發生突發地質災害事件和存在各種工程質量通病（表2），致使隧道本身及其施工作業處于突發事件的威脅中，下面從隧道坍塌、突水、突泥和巖爆等幾個方面進行分析，并提出相應的應對措施。

隧道坍塌，施工現場主要表現在：（1）圍巖量測結果顯示，圍巖的變形速度急劇加快；（2）圍巖面巖塊不斷剝離墜落；（3）支護噴混凝土的表面出現龜裂、裂縫或脫皮掉塊；（4）鋼架發生嚴重變形；（5）掌子面圍巖裂隙中滲水量或涌水量顯著加大。出現上述狀況，施工人員務必迅速撤離現場。具體應對措施包括：（1）對坍塌情況隨時進行觀察、監測和記錄；（2）于坍塌后方設置拱線和邊墻橫向支撐，必要時可在拱部設傘形支撐；（3）綜合分析，查找坍塌原因，實施加固，排除險情。

隧道突水事故，主要是掌子面施工時突然涌出的大量水流。其應對措施包括：（1）施工人員需配備救生衣；（2）以人為本，先撤離施工人員，切斷電源；（3）積極進行抽水排水作業，洞內水泵不能滿足抽水需要時，及時啟用洞外抽水設備；（4）積水面下降后，應對浸泡段和隧道初期支護進行檢查，并對有裂紋和松動的壁墻及時進行處理。

隧道突泥事故，應對措施包括：（1）做好突泥事故的預防工作，一旦突泥事故發生，立即撤離掌子面施工人員；（2）待突泥能量釋放后，組織搶險人員進洞搶救。應用鋼筋、鋼管和型鋼作為骨架，利用草袋、坑木封堵缺口，最后利用噴射混凝土將突泥口封閉，并加固周圍洞身；（3）設置安全監控測量點，密切注意圍巖的收斂變化情況。

隧道巖爆事故，應對措施主要有：（1）首先進行找頂工作，一切以巖爆部位找頂為前提；（2）對巖爆部位的支護進行加強，必須遵循先打安全錨桿（必要時可以掛網），并根據實際情況進行噴漿封閉，之后再進行開挖作業；（3）錨桿安裝完成后，再于在錨桿之間鉆適量的空眼，以達到減小巖爆二次發生的機率的目的；（4）施工人員樹立良好的安全意識，做好及時撤離的準備；（5）在巖爆重災區，應在最短的時間內對圍巖進行錨噴網支護。

[1]中華人民共和國交通部.公路工程施工技術規范（JTJ 032-94）.人民交通出版社，2004.

[2]交通運輸部工程質量監督局.公路隧道工程質量通病防治手冊[M].人民交通出版社，2004.

[3]中華人民共和國交通部.公路橋涵施工技術規范（JTG/T F50－2011）.人民交通出版社，2011.

白英利，1975年8月生，男，吉林松原，本科畢業，工程師，公路、市政、鐵路土建施工中交第四公路工程局有限公司。

Study on tunnel construction and emergency treatment measures—— a case study of a highway in Western Sichuan

白英利 / 中交第四公路工程局有限公司

以川西某隧道施工為實例，闡述了隧道施工的施工過程及施工中的注意事項。在實際施工經驗的基礎上，總結了隧道施工中的工程質量通病和包括隧道坍塌、突水、突泥和巖爆等突發事故的特點及其應對措施。

隧道；工程施工；工程質量通病；突發事故

In this paper, we expound the construction process and the matters needing attention in the construction of the tunnel, with the construction of a tunnel in West Sichuan as an example.On the basis of the actual construction experience, we summarize the common problems in the construction of the tunnel and the characteristics of the tunnel collapse, sudden water, mud and rock burst, and put forward the countermeasures

tunnel; project construction; construction common problems; emergency