淺談高速公路隧道施工塌方原因及控制措施

雷興渝

甘肅萬泰建設工程有限公司 甘肅 蘭州 730030

引言

公路事業的不斷發展也帶動了高速公路的建設規模的不斷增大。但在實際施工過程中，自然環境和人為失誤等多方不穩定因素造成的隧道塌方事故頻頻發生。采用有效措施避免塌方事故的出現，才能有效保證公路工程的順利進行和完工。

1 原因及類型

（1）非人為因素。隧道塌方多是因為項目位處地勢環境較差地區，以地下水和地質原因進行舉例說明：①地下水。若項目段所處位置地下水豐富，則隧道會因長時間被地下水浸泡而出現軟化、溶解等現象。這些現象直接破壞了項目組成部件和隧道基礎，降低其穩定性、耐久性，造成塌方事故發生。②地質。隧道施工不僅需要經過節理密集帶，還需要經過脈巖穿插帶。這些地質所處地區大多擁有互相擠壓的巖塊，且其穩定性較高，若盲目開挖，則會出現“蝴蝶效應”，造成巖塊大面積失穩坍塌[2]。一部分隧道項目所處地的地區具有薄層板巖體錯動發育、小曲褶區域等地質問題；而還有一部分項目在開挖后由于堆積體的存放不當出現地質結構松散問題。這些問題也都會造成圍巖失穩、承壓快，出現圍巖塌陷產生隧道塌方的現象。

（2）人為因素。除上述項目基礎處于劣勢等問題外，隧道塌方的原因還可能潛在于隧道設計階段、施工階段。①設計環節：隧道出現塌陷若追責至設計環節，大多是因為設計部門對施工現場實際情況了解不夠全面、透徹，對當地地質未進行全方位的考察，所設計出的圖紙在支護剛度等方面不符合設計要求的相關標準。②施工環節：隧道塌方若追責至施工環節，則問題可能出現在施工方案不合理、工序安排不符合規范、報告工作不到位、設計審核不嚴格、資金流轉與既定不符、施工人員專業素質不高、責任意識不到位、施工環節各項工作落實不到位等。工序相差過長，會造成地層被嚴重風化，圍巖松動，造成地基不穩的問題；項目資金縮減不合理或工序變更、工期縮短，會造成項目質量無法得到保障；施工不規范，會出現噴錨工作不到位、混凝土噴射質量不達標、鋼支撐不能發揮應有效力等問題，從而出現隧道塌方的現象。

2 控制方法及整治措施

2.1 控制方法及建議

①加強管理、施工人員的素質培訓力度，注重思想道德教育培訓，提升員工責任意識和職業道德；②加強施工現場的監控、檢測環節，加強收斂變形、接觸應力的監控測量工作，組織專業勘察小組對隧道及塌方原因進行全面調查分析原因；③完善施工設計、規劃方案，結合地質、地表、人為等多方因素進行計劃調整，確保工序和工期符合實際情況；④建立專家數據庫，為塌方原因提供更多的理論、技術指導、支持。

2.2 整治措施

（1）洞口。控制洞口塌方問題，需要采用科學合理且規范的技術方法進行防范。總控制措施大致走向是先加固再進行塌方處理，避免二次塌方造成人員傷亡和財產損失。依照塌方嚴重程度——嚴重塌方和中、小型塌方分為兩種整治措施：當出現嚴重塌方時，應當及時修復，此處可采用挖臺階的修復方法，對塌方產生的殘渣進行清理，使用噴錨網進行加固步驟收尾工作，進一步預防洞口二次塌方。為了防止塌方產生的作用力對隧道進行破壞，保證洞口土體的安全，應當將漿砌片石擋土墻設計在仰坡面的合理位置上；當出現中小型塌方時，應當根據自上而下的清理順序清除塌方產生的殘渣，當清掃出洞口坡面時可以進行刷坡卸載處理工作，同樣地，應在最后使用噴錨網進行固定[3]。注意，該工作應當依照隧道實際情況進行施工。

（2）洞內。相比于洞口塌方，洞內塌方的處理工作更為復雜，實際施工中需考慮的因素也更為廣泛。在處理洞內塌方時，基本順序為：完善理論數據分析，利用普氏理論計算隧道穩定性；確認好基本塌方情況后，將設計數值與實際情況相互結合，規劃好洞內塌方處理工作出現意外時的應對措施及施工計劃，采用管棚法、塌腔加固回填法等針對不同地質情況對塌方土體進行加固、回填。

在理論計算過程中，我們需要知道，普氏理論并非十全十美，雖然采用該理論的公式可以算出隧道規模和塌方可能性的比值，并大致推算出可能出現的塌方高度，但考慮到圍巖的不穩定性和地表變化的多樣性，該理論在實際應用中并非完美的拋物線狀態，因此，還需在實際施工時對多方因素進行注意，如：觀察洞內塌方規模是否涉及地表，如出現此類現象應當及時安排截水處理，搭建遮雨棚，避免地表因素影響塌方控制效果；為控制地表的穩定性，還需要在洞內塌方完全被處理成功后進行土石的夯填，若沒有出現回填土下沉現象，則可開展砌片石鋪砌操作。

在實際施工過程中，應當根據不同地質現象選用不同的控制技術方法。如：軟巖地段擁有較大的縱向塌腔，應當使用管棚法控制拱頂易掉塊、變形較大的坍塌；而塌方隧道若處于土質松軟、地質較差的地段，則需要使用小導管注漿法對塌方土地進行預注漿方式的加固，并結合鋼拱架和錨噴混凝土對洞內塌方進行進一步處理。

在回填土施工過程中，可以使用吹砂、回填粉煤灰等工藝，且應當使用輕質材料進行回填，最大化地降低回填材料對襯砌結構產生的壓力，有效保障結構穩定性、安全性。

3 結束語

綜上所述，避免塌方事故發生，需要相關施工部門提高對施工規范的重視程度，將理論、實際緊密結合，配合專家建議和歷年施工經驗對項目進行全方位的專業分析，盡可能在施工前期就完善隧道加固控制處理措施，保證公路工程的順利進行，促進公路事業的健康發展。