公路隧道施工坍塌預防技術分析

李濤

中交一公局第五工程有限公司 北京 100020

我國在公路隧道的建設、規劃過程中，正不斷的加強多方面的操作標準，但是隧道本身與自然環境、生態環境存在密切的關系，所以即便是在施工過程中高度的注意，依然難以對所有的問題全部解決。因此，公路隧道施工坍塌的預防措施、預防方法都要全部創新，結合國家現行規范、標準來完善。

1 公路隧道施工坍塌的原因

1.1 設計方面的原因

大部分情況下，公路隧道施工的設計理念、設計技術比較多元化，比較常見的設計方法包括工程類比的方法、理論計算的方法、現場監控的方法等。這些方法在運用的過程中，主要是按照聯合運用的模式來完成，不僅能夠在設計的水平上更好的鞏固，同時在一系列問題的綜合解決上取得了較好的效果[1]。但是，部分公路隧道施工坍塌的出現，在于設計過程中的地質信息沒有開展準確的判斷，尤其是在圍巖的情況上沒有保持高度精準的分析，在圍巖的動態變化情況上缺少持續性的掌握，施工過程中的支護措施與實際情況在不相符的情況下，特別容易造成坍塌事故的發生。除此之外，工程地質信息的勘察過程中，過分依賴陳舊的資料信息，現場的勘察和實地的驗證過程中，沒有加強模擬分析，導致在抵制信息的資料上不夠健全，最終造成了較為嚴重的坍塌事故[2]。設計方面的原因在公路隧道施工坍塌當中占有較高的比例，而且在處置的難度上非常高，必須加強設計的可靠性、可行性，而且在新的設計技術運用方面還是要進一步的加強。

1.2 地形、地質方面的原因

隧道工程的建設難題在于地質情況的變化是不固定的，外部因素、內部因素的變化都會造成地質情況的改變。隧道工程的建設層面上，一定要對所有的地質影響因素高度的關注，并采取針對性的技術措施、技術材料、技術設備來應對，否則造成事故不過是一種必然的結果。大部分的公路隧道施工坍塌，遭遇到地下水的影響、瓦斯的影響、淺埋條件的影響，導致隧道的施工難度不斷提升，同時在安全保障方面也不斷的降低[3]。公路隧道的開挖工作是比較基礎的組成部分，但是在巖溶的調查方面并不樂觀。大部分的隧道具有比較原始的自然生態環境，巖溶水的影響、巖溶洞穴的影響是非常大的，這些條件的阻礙情況比較嚴重，會直接對圍巖的地質條件、圍巖的水文條件做出更改，原有的設計方案和施工技術根本不能滿足工程建設的要求、準則，導致工程建設過程中發生事故的概率較高。溶洞的存在更加是非常大的挑戰，引起的物理性質變化、力學性質變化等，都會造成隧道的地層剛度變化、應力場變化。

2 公路隧道施工坍塌的預防原則

隨著科技的發展和施工質量要求的提升，針對塌方問題的處置必須在預防措施上不斷的加強，如果等待事故發生以后再處理，不僅會造成嚴重的經濟損失，同時在人員傷亡方面是無法估量的。公路隧道施工坍塌的預防過程中，一定要加強現有資料的整理、分析，堅持在所有的內容上做出透徹的把握，尤其是地質信息的分析過程中，一定要觀察地質情況在近10 年以內的變化情況，由此可以在坍塌的處置過程中給出更多的參考和指導，一系列問題的解決不再是按照局限性的措施、局限性的思維來完成，要真正意義上對公路隧道施工坍塌的預防體系不斷的完善。施工過程中的支護措施、支護方案都要掌握好長期規劃的方向，尤其是一些偏遠山區的隧道建設，不僅基礎設施較差，同時自然環境的變化因素較多，此時在隧道的支護內容上必須進一步的創新，站在不同的層面來調整，最終促使公路隧道施工坍塌的應對和解決能夠從源頭上不斷的改正。

3 公路隧道施工坍塌的預防策略

3.1 完善地質信息勘察、調研

現代化的隧道建設過程中，與地質信息存在的密切關系非常突出，尤其是在山體打通以后必定會對自然環境、生態環境造成較大的影響，此時如果缺少合理化的技術應對手段，不僅沒有辦法在長期工作中取得良好的成果，同時造成的惡劣后果非常嚴重。地質信息的勘察、調研過程中，需加強3S 技術的運用，該項技術能夠在信息的分析、數據的搜集處理等方面，采取科學的方法來完善，減少了傳統技術操作的不足。地質信息的分析過程中，應加強地質分析模型的建設，對于地質信息變化可能引發的自然災害，周邊氣候和季節變化的影響，以及未來工程建設方面是否存在交叉的部分等，這些都要在地質信息的推算和整合過程中給出足夠的依據。關于地質信息的調研，需掌握好周邊的人文環境，尤其是在隧道開通以后會對人類社會造成怎樣的影響，禁止對地下水造成嚴重的破壞，否則在隧道建成以后會出現得不償失的現象。地質信息的勘察、調研是決定性的內容。

3.2 完善技術方案

由于目前的公路隧道施工坍塌非常嚴重，同時每一次坍塌都會造成特別嚴重的人員傷亡，這就需要在預防的技術方案上不斷的完善，最終實現經濟目標、社會發展目標。施工前、施工中的排水措施非常重要，隧道施工量正在不斷的提升，在開挖范圍之外的水體要有效的截住，絕對不能流入到洞口以內，比較建議采取的技術方案是注漿處理，這對于水體的預防效果比較好。圍巖施工過程中，如果是遭遇到了圍巖地質比較差的地方，則針對循環開挖的進尺進行嚴格的控制。每次設立一榀工字鋼拱架來完善，并且在拱架的操作過程中必須緊緊貼合掌子面，這樣才能確保拱頂和拱架之間表現出無空隙的現象，有助于在隧道的安全性、穩定性方面進步的提升。襯砌方法的選擇是細節上的組成部分，二次襯砌施工已經在很多隧道中成為了必要的技術，二次襯砌過程中需要與開挖工作面僅僅跟隨，確保在襯砌的速度上不斷加強，能夠與初期的支護工作保持在共同受力的狀態。

3.3 加強塌方應對

由于塌方問題造成的惡劣影響難以估量，所以在某些自然不可抗力因素的作用下，容易出現塌方事故。但是隨著科技的加強和設計的調整，很多塌方事故都表現出較小的特點。塌方過程中，如果在范圍以內已經開展了錨噴技術的運用或者是已經架設了非常牢固的支撐情況下，可以通過兩端或者是一端按照先上后下的操作方式，針對塌方進行有效的清除處理。在塌方的清除過程中，必須高度關注拱頂施工、周邊的圍巖施工方面是否出現了嚴重的變化情況，針對二次塌方的問題需要進一步的控制。挖除過程中，按照隨挖隨架設臨時支撐的方式來創新，在臨時支撐的過程中必須緊緊貼合到塌腔面，這樣才能在塌方的應對過程中取得更好的效果。倘若在塌方的體積上表現出了較大的問題，則采用長管棚的技術或者是注漿加固技術來改善，等到施工狀況表現出穩定以后，再進行的塌方的處理，并且盡量早一些開展襯砌工作，在必要的施工情況下，也可以嘗試通過一次性模注砼進行封閉處理，實現塌方應對水平的提升。

4 公路隧道施工坍塌的注意事項

隧道坍塌是非常嚴重的安全事故，同時造成的惡劣后果和嚴重的經濟損失都是無法估量的，所以在公路隧道施工坍塌的預防工作中只能是不斷的朝著更加嚴格的標準來完成，這樣才能在長期工作的解決上得到更好的發展成績。公路隧道施工坍塌的預防方案設計，建議加強BIM 技術的運用，該項技術對于隧道施工、隧道設計、隧道風險預防都可以取得不錯的效果，依托強大的數據庫和可視化的支持，在坍塌問題上做出模擬分析，針對隧道施工的重要區域開展有效的防護處理，為坍塌事故概率的降低提供更多的保障。公路隧道施工坍塌的改良過程中，需要對可能發生坍塌的位置提前支護。隧道工程建設大部分依賴于自然環境的先天條件優勢，但是在爆破方面容易導致圍巖的狀況發生較大的變化，一旦因為外界的震動造成塌方，必將表現出連續性的現象，所以在各個薄弱位置的支護措施、支護方法上都要不斷的去創新。公路隧道施工坍塌的所有材料運用，都要保持高強度、高防護性、高綠色性。隧道工程建設的確對國家經濟發展、社會建設具有較大的保障，但是如果因此對生態環境造成嚴重的破壞，則會產生得不償失的現象，所有的支護材料、施工材料都要與自然環境良好的融合，為公路隧道施工坍塌的防護優化做出更多的保障。

5 結語

我國在公路隧道施工坍塌的預防意識上非常突出，很多隧道的建設過程中不再表現出嚴重的安全事故，而且整體上具備的發展空間非常大。但是，公路隧道施工坍塌的問題還是偶有發生，主要原因在于設計不夠仔細、預防不夠科學。未來的坍塌預防措施需進一步加強科技的分析和調研，提前對地質信息的變化以及施工過程造成的各類影響做出透徹的分析，給出詳細的計算模型和專業性的報告，在公路隧道施工坍塌的預防和處置方案上，保持多元化的創設。