公路隧道淺埋段特大塌方的綜合處理技術(shù)

高連

摘 要：公路工程是我國交通工程中不可缺少的重要組成部分，而公路隧道則是許多大型公路工程中十分重要的一部分。在一些地質(zhì)條件復(fù)雜的路段，可能發(fā)生的公路隧道塌方會對公路的正常通車造成影響。本文以某高速公路隧道的一次特大塌方為分析實例，討論了對于公路隧道淺埋段特大塌方事故的綜合處理辦法，為復(fù)雜地形下的事故快速處理與正常通車提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：公路隧道 淺埋段 特大塌方 綜合處理技術(shù)

中圖分類號：U458 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（b）-0046-02

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)事業(yè)的飛速發(fā)展，公路里程呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢。特別是高速公路這種連接兩地之間的重要紐帶，更是當(dāng)今交通運(yùn)輸事業(yè)中不可缺少的一部分。而在高速公路中，受到復(fù)雜的地質(zhì)情況及水文的影響，常常會發(fā)生塌方事故，從而影響了正常的通車。特別是在高速公路的修建過程中，如果隧道淺埋段發(fā)生了塌方，那么施工必定會中斷，影響了工期的同時，還有可能造成人員傷亡、財產(chǎn)損失等后果。所以，對于復(fù)雜地質(zhì)條件下的公路隧道，在發(fā)生特大塌方之后的第一時間要采取相應(yīng)的處理措施，在最短的時間內(nèi)使隧道施工恢復(fù)正常。

1 塌方事故的概況與原因

在本文中，選取了某高速公路隧道施工的一次特大塌方事故進(jìn)行分析。事故發(fā)生于2011年10月19日下午6點左右，在進(jìn)行隧道開挖爆破施工時，發(fā)生了突泥現(xiàn)象，突泥的推進(jìn)距離達(dá)到了190m，泥漿量大約為1萬m3，在工作面之上的泥漿厚度達(dá)到了1m。該事故除了損壞現(xiàn)場的施工設(shè)備之外，并無其他方面的人員傷亡。經(jīng)過對現(xiàn)場的分析，發(fā)生塌方的原因如下。

（1）地質(zhì)構(gòu)造方面。隧道選址區(qū)域斷裂帶發(fā)育明顯，巖體破碎，斷層帶擠壓強(qiáng)烈，遇水強(qiáng)度極低，容易變成流塑狀態(tài)。

（2）水文地質(zhì)方面。由于隧道節(jié)理發(fā)育明顯，巖體破碎，為地下水儲存及貫通提供了必要條件，在隧道局部區(qū)域形成富水區(qū)。地下水的作用使得隧道圍巖的風(fēng)化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，圍巖結(jié)構(gòu)變得十分疏松。

（3）施工方面。發(fā)生塌方事故誘因是爆破施工，在爆破施工的強(qiáng)大外力作用下，周圍的巖石與土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到了破壞，從而出現(xiàn)了特大塌方事故。

由此可以發(fā)現(xiàn)，此次特大塌方事故的發(fā)生與當(dāng)?shù)氐淖匀坏匦螚l件以及人為的施工作用都有著很大的聯(lián)系，在處理該事故的時候，需要根據(jù)事故發(fā)生的原因，盡量避免危險因素，爭取在最短的時間內(nèi)實現(xiàn)正常施工的恢復(fù)。

2 塌方綜合處理技術(shù)流程

在隧道施工范圍內(nèi)，地質(zhì)條件與水文環(huán)境非常復(fù)雜，在進(jìn)行事故處理時需要考慮到多方面的因素。在該事故發(fā)生后的第二天，施工方就舉行了現(xiàn)場討論會議，圍繞著對塌方事故發(fā)生原因及處理方案而展開討論。在業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計院以及施工方等多個機(jī)構(gòu)的共同研究分析下，制定出了此次隧道特大塌方事故的處理方案。具體的處理方案包括了以下幾點。

（1）排出地表突水。在此次塌方中，隧道中的突泥里面有很大一部分為突水，因此，在進(jìn)行事故的處理時首先需要將地表的突水排掉。通過臨時設(shè)置的排水溝進(jìn)行排水處理，排水溝與周圍的河道相連。避免事故處理過程中存在不確定因素，排水溝要設(shè)計成逐級遞降的樣式。

（2）清除隧道淤泥。此次塌方所產(chǎn)生的淤泥厚度達(dá)到了1m以上，在進(jìn)行處理時需要控制突泥的蔓延范圍，并盡早將突泥清理掉。通過精心組織，合理配置施工機(jī)械，做好安全預(yù)警，注意要避免出現(xiàn)淤泥的二次下滑現(xiàn)象或者垮塌現(xiàn)象，為保證隧道周圍的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，臨近掌子面20m內(nèi)停止開挖，采用超前小導(dǎo)管注漿處理。

（3）工作面的注漿處理。注漿工作是塌方事故的綜合處理技術(shù)中最為核心的一部分，對增強(qiáng)隧道圍巖的穩(wěn)定性具有不可替代的作用。在此次事故的處理中，采用的是臨近掌子面時采用超前小導(dǎo)管注漿的方式，通過注漿操作，讓塌方的突泥和隧道洞頂形成凝結(jié)的結(jié)構(gòu)，保證工作面的強(qiáng)度。經(jīng)測算，注漿液體的擴(kuò)散半徑為0.8m左右，可滿足對隧道圍巖穩(wěn)定性增強(qiáng)的目的。注漿的厚度根據(jù)塌方結(jié)構(gòu)與隧道設(shè)計洞頂高度的距離而決定，注漿壓力為1.3MPa左右，可在此數(shù)值上下間浮動，通常浮動的幅度不超過0.2MPa。由于工作面的注漿處理是事故處理技術(shù)中的核心部分，因此，需要著重注意注漿成分、注漿壓力、注漿厚度以及注漿操作流程等方面的內(nèi)容，保證隧道周圍的結(jié)構(gòu)得到加固。

（4）對隧道的挖掘施工。在進(jìn)行注漿處理之后，隧道周圍的結(jié)構(gòu)得到了加固，開挖前在隧道初期支護(hù)上布設(shè)拱頂下沉及圍巖收斂控制點，以觀測圍巖及初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的變化。每6h觀測一次，觀測結(jié)果穩(wěn)定后可以進(jìn)行挖掘施工。為了保證安全，采用三臺階預(yù)留核心土的挖掘施工方式。臺階的長度控制在5m左右，開挖循環(huán)進(jìn)尺控制在0.5m左右，預(yù)留的下沉量保持在0.2m左右。臺階左右兩側(cè)錯開開挖，錯開長度2m左右。在挖掘過程中，采用鋼拱架、小導(dǎo)管、鋼筋網(wǎng)以及混凝土所組成的支護(hù)體系進(jìn)行支護(hù)。其中鋼拱架所使用的鋼筋直徑為25mm，支護(hù)混凝土的強(qiáng)度為C30。在支護(hù)結(jié)構(gòu)下，隧道的挖掘施工可以更加安全。

（5）陷坑的填埋。在塌方事故發(fā)生后，隧道中會形成較大的陷坑，需要對陷坑進(jìn)行填埋處理。在填埋時，于陷坑之上架設(shè)一層直徑為8mm的鋼筋網(wǎng)，并鋪上混凝土。并且，考慮到排水功能，需要在陷坑外設(shè)計排水設(shè)施，保持陷坑被填埋后的穩(wěn)定性。當(dāng)陷坑被填埋之后，對公路隧道淺埋段的塌方事故處理工作就已基本完成，隧道被打通后可以進(jìn)行后續(xù)的施工。

3 結(jié)語

在此次特大塌方事故中，雖然沒有造成人員的傷亡，但現(xiàn)場的多架施工設(shè)備受到了損壞，并且工期因為塌方事故而延長。通過綜合處理技術(shù)對公路隧道進(jìn)行處理之后，從中吸取經(jīng)驗，對隧道周圍的地質(zhì)結(jié)構(gòu)有了更加深入的了解，采取了塌方事故的預(yù)防措施，可采用超前地質(zhì)雷達(dá)結(jié)合水平鉆的預(yù)控體系，讓隧道的安全施工得到了保證。

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