公路隧道淺埋段特大塌方的綜合處理技術

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。在一些地質條件復雜的路段，可能發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，為復雜地形下的事故快速處理與正常通車提供了依據。

關鍵詞：公路隧道 淺埋段 特大塌方 綜合處理技術

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

隨著我國經濟建設事業的飛速發展，公路里程呈現出逐年上升的趨勢。特別是高速公路這種連接兩地之間的重要紐帶，更是當今交通運輸事業中不可缺少的一部分。而在高速公路中，受到復雜的地質情況及水文的影響，常常會發生塌方事故，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、財產損失等后果。所以，對于復雜地質條件下的公路隧道，在發生特大塌方之后的第一時間要采取相應的處理措施，在最短的時間內使隧道施工恢復正常。

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行分析。事故發生于2011年10月19日下午6點左右，在進行隧道開挖爆破施工時，發生了突泥現象，突泥的推進距離達到了190m，泥漿量大約為1萬m3，在工作面之上的泥漿厚度達到了1m。該事故除了損壞現場的施工設備之外，并無其他方面的人員傷亡。經過對現場的分析，發生塌方的原因如下。

（1）地質構造方面。隧道選址區域斷裂帶發育明顯，巖體破碎，斷層帶擠壓強烈，遇水強度極低，容易變成流塑狀態。

（2）水文地質方面。由于隧道節理發育明顯，巖體破碎，為地下水儲存及貫通提供了必要條件，在隧道局部區域形成富水區。地下水的作用使得隧道圍巖的風化現象十分嚴重，圍巖結構變得十分疏松。

（3）施工方面。發生塌方事故誘因是爆破施工，在爆破施工的強大外力作用下，周圍的巖石與土壤結構穩定性受到了破壞，從而出現了特大塌方事故。

由此可以發現，此次特大塌方事故的發生與當地的自然地形條件以及人為的施工作用都有著很大的聯系，在處理該事故的時候，需要根據事故發生的原因，盡量避免危險因素，爭取在最短的時間內實現正常施工的恢復。

2 塌方綜合處理技術流程

在隧道施工范圍內，地質條件與水文環境非常復雜，在進行事故處理時需要考慮到多方面的因素。在該事故發生后的第二天，施工方就舉行了現場討論會議，圍繞著對塌方事故發生原因及處理方案而展開討論。在業主、監理、設計院以及施工方等多個機構的共同研究分析下，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，在進行事故的處理時首先需要將地表的突水排掉。通過臨時設置的排水溝進行排水處理，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，排水溝要設計成逐級遞降的樣式。

（2）清除隧道淤泥。此次塌方所產生的淤泥厚度達到了1m以上，在進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，合理配置施工機械，做好安全預警，注意要避免出現淤泥的二次下滑現象或者垮塌現象，為保證隧道周圍的結構穩定，臨近掌子面20m內停止開挖，采用超前小導管注漿處理。

（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中最為核心的一部分，對增強隧道圍巖的穩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的結構，保證工作面的強度。經測算，注漿液體的擴散半徑為0.8m左右，可滿足對隧道圍巖穩定性增強的目的。注漿的厚度根據塌方結構與隧道設計洞頂高度的距離而決定，注漿壓力為1.3MPa左右，可在此數值上下間浮動，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容，保證隧道周圍的結構得到加固。

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

（5）陷坑的填埋。在塌方事故發生后，隧道中會形成較大的陷坑，需要對陷坑進行填埋處理。在填埋時，于陷坑之上架設一層直徑為8mm的鋼筋網，并鋪上混凝土。并且，考慮到排水功能，需要在陷坑外設計排水設施，保持陷坑被填埋后的穩定性。當陷坑被填埋之后，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行后續的施工。

3 結語

在此次特大塌方事故中，雖然沒有造成人員的傷亡，但現場的多架施工設備受到了損壞，并且工期因為塌方事故而延長。通過綜合處理技術對公路隧道進行處理之后，從中吸取經驗，對隧道周圍的地質結構有了更加深入的了解，采取了塌方事故的預防措施，可采用超前地質雷達結合水平鉆的預控體系，讓隧道的安全施工得到了保證。

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