公路工程隧道施工中的塌方治理技術(shù)

孫爾鵬

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2103-5042-6476

摘? 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程的不斷加快，公路隧道施工的數(shù)量也在逐年增加，但是由于隧道施工過程中存在的問題導(dǎo)致的安全事故仍時(shí)有發(fā)生。在隧道施工的時(shí)候需要進(jìn)行圍巖的加固處理，如果出現(xiàn)了嚴(yán)重塌方的情況，就會(huì)影響到行車的安全性和通行能力。為了保證公路工程的質(zhì)量和人們的生命安全，就要對(duì)其進(jìn)行有效的預(yù)防措施。在隧道工程中，由于地質(zhì)條件復(fù)雜、圍巖穩(wěn)定性差，容易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，對(duì)行車造成不利影響，因此，必須要重視對(duì)隧道施工過程當(dāng)中的塌方問題進(jìn)行分析，采取相應(yīng)的預(yù)防措施，保證隧道工程的質(zhì)量和安全性。

關(guān)鍵詞：公路工程? 隧道施工? 塌方治理? 研究

中圖分類號(hào)：U411? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2021）03（b）-0063-03

Landslide Control Technology in Highway Tunnel Construction

SUN? Erpeng

（Gansu Provincial Transportation Research Institute Group Co.， Ltd.， Lanzhou， Gansu Province， 730000 China）

Abstract： With the rapid development of China's economy and the accelerating process of urbanization， the number of highway tunnel construction is also increasing year by year， but the safety accidents caused by the problems in the process of tunnel construction occur from time to time. During the tunnel construction， the surrounding rock needs to be reinforced. If there is a serious collapse， it will affect the safety and traffic capacity of the driving. In order to ensure the quality of highway engineering and the safety of people's lives， it is necessary to take effective preventive measures. In tunnel engineering， due to the complex geological conditions and poor stability of surrounding rock， it is easy to collapse， which has an adverse impact on the driving. Therefore， we must pay attention to the analysis of the collapse problem in the process of tunnel construction， and take corresponding preventive measures to ensure the quality and safety of tunnel engineering.

Key Words： Highway engineering; Tunnel construction; Landslide control; Research

在隧道工程中，由于地質(zhì)條件復(fù)雜、圍巖穩(wěn)定性差，容易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，對(duì)行車造成不利影響，因此，必須要重視對(duì)隧道施工過程當(dāng)中的塌方問題進(jìn)行分析，采取相應(yīng)的預(yù)防措施，保證隧道工程的質(zhì)量和安全性。

1? 相關(guān)理論概述

隧道工程是一種特殊的地下工程，它具有一定的隱蔽性，在施工過程中，需要對(duì)其進(jìn)行有效的控制和管理，才能保證隧道的安全穩(wěn)定。因此，在隧道的建設(shè)中，必須嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范要求，對(duì)施工方案和工藝流程加以優(yōu)化，確保其質(zhì)量，從而保障隧道的安全性和穩(wěn)定性。由于地質(zhì)條件復(fù)雜，所以在實(shí)際的施工中，往往會(huì)出現(xiàn)各種問題，例如圍巖的不均勻沉降、地下水的影響、圍巖的變形等，這些因素都會(huì)導(dǎo)致公路的塌陷。如果能夠?qū)⑦@些不利的情況妥善處理，就可以減少公路的塌陷事故，還能促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展，提高人民的生活水平，為社會(huì)的和諧提供良好的基礎(chǔ)環(huán)境[1]。

2? 公路工程隧道施工中的塌方原因分析

公路隧道塌方的破壞模式主要有3種，即自然狀態(tài)、人為因素和工程原因。其中公路隧道的建設(shè)過程中，由于施工環(huán)境條件的限制和施工人員主觀能動(dòng)性低的影響，以及施工作業(yè)的不規(guī)律，導(dǎo)致了公路隧道的坍塌問題[2]。

2.1 自然狀況下的塌陷

在進(jìn)行開挖的時(shí)候會(huì)受到各種地形的約束作用，使得隧道的實(shí)際情況與設(shè)計(jì)的不同程度，造成了嚴(yán)重的安全隱患。例如，在施工的現(xiàn)場(chǎng)沒有設(shè)置保護(hù)層，或者是在施工的場(chǎng)地上放置一些雜物，這些都會(huì)對(duì)整個(gè)公路隧道的安全性產(chǎn)生不利的影響。

2.2 人為的破壞模式

公路隧道施工中，施工人員的專業(yè)素質(zhì)不高，對(duì)施工作業(yè)沒有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)和定位，使得整個(gè)隧道的施工程序出現(xiàn)混亂，甚至是偷工減料的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅著工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2.3 工程的原因模式

如果是為了提高施工的效率而選擇的不合理操作，就可能發(fā)生事故，甚至引發(fā)人員傷亡[3]。

3? 公路工程隧道施工中的塌方治理技術(shù)

3.1 施工方面

對(duì)于公路隧道施工中出現(xiàn)的塌方事故，要從技術(shù)方面入手，在隧道施工過程中，要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，保證施工人員的安全和質(zhì)量，同時(shí)也需要對(duì)隧道的地質(zhì)情況和水文條件等做好勘察，在施工前后做好相關(guān)工作，確保施工地區(qū)的穩(wěn)定性和安全性[4-5]。

（1）在隧道施工前，要對(duì)圍巖進(jìn)行詳細(xì)的勘察工作，包括巖石的結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造以及水文等，并對(duì)圍巖的穩(wěn)定性和承載力等有一個(gè)全面的了解。（2）在隧道開挖后，要及時(shí)對(duì)隧道的支護(hù)系統(tǒng)做相應(yīng)的調(diào)整和維護(hù)，以防止出現(xiàn)支護(hù)破壞的現(xiàn)象發(fā)生，保證襯砌的穩(wěn)定性能，并做好防水防滲層的鋪設(shè)。（3）在隧道施工過程中，要加強(qiáng)監(jiān)控力度，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范的要求開展施工作業(yè)，確保圍巖的穩(wěn)固性，避免因?yàn)閿_動(dòng)造成的塌方事故。同時(shí)應(yīng)采取一定的應(yīng)急措施，例如加固錨桿、噴射混凝土等，使其具有足夠的強(qiáng)度來應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況。還可以采用新的技術(shù)來提高襯砌的質(zhì)量水平，如加筋法、錨噴法、預(yù)應(yīng)力錨索、超聲波透射法等。當(dāng)采用臺(tái)階式的開挖方法時(shí)，應(yīng)先用人工勾繪出路線的走向和坡度，然后再利用機(jī)械或鉆孔設(shè)備，使之符合規(guī)范要求。當(dāng)遇到軟土層時(shí)，可以使用水泥混凝土或砂漿填充其中，使其達(dá)到最佳的承載力[5-6]。

3.2 設(shè)計(jì)活動(dòng)

對(duì)于隧道洞口的設(shè)計(jì)活動(dòng)，要根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行，在施工前要對(duì)隧道洞口的地質(zhì)條件和圍巖狀況進(jìn)行全面的了解和分析，并結(jié)合隧道的具體位置，合理選擇合適的開挖方式，以保證圍巖的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，減少隧道的塌方事故[7-8]。

在設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)隧道的周邊環(huán)境，以及地下管線等因素的影響做出詳細(xì)的調(diào)查研究，再制訂相應(yīng)的方案來解決這些問題。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該做好相關(guān)的記錄工作，及時(shí)將有關(guān)資料整理出來，為后期的施工提供數(shù)據(jù)支持。在進(jìn)行隧道的施工設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)圍巖的穩(wěn)定性和變形控制等因素，合理安排圍巖的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，使其達(dá)到安全穩(wěn)定的目的;同時(shí)，要結(jié)合地質(zhì)條件，對(duì)圍巖的強(qiáng)度、剛度、抗壓性等指標(biāo)，選擇合適的開挖方法，并做好相應(yīng)的防護(hù)措施，以防止出現(xiàn)塌方事故。在隧道的設(shè)計(jì)過程中，要充分考慮到各種影響因素，如巖石性質(zhì)、地形地貌、氣候環(huán)境、水文狀況，以及周邊的建筑物等，并將這些因素作為一個(gè)整體進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析研究，從而保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

3.3 加強(qiáng)防水管理

防水工程是隧道施工中的重要部分，也是隧道工程中的重點(diǎn)內(nèi)容。在進(jìn)行防水處理的過程當(dāng)中，需要注意以下幾點(diǎn)。

第一，在隧道洞口的防水層鋪設(shè)的時(shí)候，要選擇具有一定強(qiáng)度的材料。第二，在對(duì)洞口的防水層的厚度和寬度的控制上，要根據(jù)實(shí)際的情況來制訂合理的方案。第三，對(duì)于防水層的保護(hù)措施，主要就是采取有效的防護(hù)手段，比如噴涂瀝青砂漿、噴涂環(huán)氧樹脂涂料等。第四，做好對(duì)隧道的排水工作，防止出現(xiàn)地下水的滲流，保證地下水位的穩(wěn)定和水土的穩(wěn)固性。工作人員需重視對(duì)防水卷材的使用和維護(hù)，保證其具有一定的強(qiáng)度和耐久性，并確保其能夠滿足隧道的整體要求。

3.4 管棚和小導(dǎo)管注漿技術(shù)

管棚和小導(dǎo)管的注漿是隧道施工中非常重要的一部分內(nèi)容，在進(jìn)行隧道開挖的時(shí)候需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的控制和管理，在實(shí)際的施工過程中，要根據(jù)具體的地質(zhì)情況來對(duì)其采取相應(yīng)的處理措施，可以采用以下幾種方法。

第一，施工人員要嚴(yán)格地按照設(shè)計(jì)圖紙的要求來施工，保證施工的質(zhì)量。第二，施工人員要對(duì)隧道的地質(zhì)情況充分地了解并掌握，對(duì)其的變化規(guī)律和周邊的環(huán)境條件都能準(zhǔn)確地做出判斷，這樣才可以避免出現(xiàn)塌方事故。第三，隧道的開挖深度不宜過深，一般在10 m以內(nèi)，如果需要挖斷的范圍較大，就必須采用大直徑的鉆孔機(jī)，以確保其能夠順利地完成挖斷工作。第四，當(dāng)隧道的長度超過了2 m時(shí)，就應(yīng)該采取小導(dǎo)管的方法來處理，以防止發(fā)生坍塌。

4? 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

治理不是目的，預(yù)防才是根本，這就要求依據(jù)質(zhì)量要點(diǎn)展開施工，避免后期出現(xiàn)塌方事故。

4.1 重視噴錨支護(hù)，發(fā)揮鋼管拱架作用

如果圍巖類別比較高，支護(hù)質(zhì)量不會(huì)輕易被開挖面和噴錨支護(hù)距離所影響。然而如果圍巖類別不高時(shí)，則情況相反，因?yàn)槿菀子|碰破碎帶和斷層。所以，如果施工隊(duì)選擇超短臺(tái)階施工，為了提高圍巖的牢固系數(shù)，要適當(dāng)噴錨支護(hù)。有一點(diǎn)需要注意的是，圍巖會(huì)因?yàn)橹ёo(hù)時(shí)間過早而引起形變，會(huì)增大支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力，但是圍巖也會(huì)因?yàn)橹ёo(hù)過晚而加大塌方風(fēng)險(xiǎn)，所以支護(hù)時(shí)間的掌握要科學(xué)合理。眾所周知，噴錨支護(hù)是一種常用且非常有效的措施，然而噴錨支護(hù)的作用需要鋼管拱的協(xié)助，為了加大支撐力，鋼管內(nèi)可澆筑水泥，與此同時(shí)也要適當(dāng)增加錨桿數(shù)目、加大長度等。

4.2 重視開挖方法的選擇

隧道環(huán)境比較復(fù)雜，包含很多軟弱圍巖，而選擇斷面開挖時(shí)，全斷面是最好的選擇，受周圍軟弱圍巖的影響，便只能放棄全斷面開挖，改為兩斷面或者多斷面開挖。整體流程為先挖隧道兩邊，然后做好支護(hù)，最后挖中間斷面，在這期間需要同時(shí)做好支護(hù)工作，這種做法安全性較高。從斷面形狀而言，越圓越好，原因在于受力均勻。

4.3 重視早強(qiáng)混凝土、噴射速凝的使用

開挖工作結(jié)束后需要進(jìn)行封閉處理，而早強(qiáng)混凝土、噴射速凝則是最行之有效的辦法，優(yōu)勢(shì)在于抗風(fēng)化能力強(qiáng)、加強(qiáng)圍巖牢固系數(shù)等。但是在軟弱圍巖的應(yīng)用效果較不明顯，需要運(yùn)用鋼筋網(wǎng)，以便使圍巖柔性加強(qiáng)。當(dāng)鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)完畢后，為了使圍巖整體性得到增強(qiáng)，需要按照徑向方向打錨桿。有一點(diǎn)不可忽視，即圍巖和混凝土要實(shí)現(xiàn)無縫貼合。并且用模筑混凝土將噴射混凝土替代，其目的在于提高局部防塌系數(shù)，特別是施工位于拱部時(shí)，務(wù)必應(yīng)用模筑混凝土，同時(shí)還要控制好混凝土的強(qiáng)度和厚度。

4.4 重視隧道襯砌質(zhì)量控制

經(jīng)驗(yàn)豐富的施工團(tuán)隊(duì)會(huì)意識(shí)到裂縫問題時(shí)有發(fā)生，原因是二次襯砌造成的，而二次襯砌則與圍巖松動(dòng)脫離不了干系。對(duì)此，施工人員需要借助塞尺去觀察裂縫，如果塞尺無法觀測(cè)，則需要應(yīng)用雷達(dá)監(jiān)測(cè)。只有監(jiān)測(cè)裂縫的真實(shí)情況，才能為接下來的措施提供參考依據(jù)。然而雷達(dá)有時(shí)候監(jiān)測(cè)效果不明顯，因?yàn)槭┕と藛T在襯砌過程中，填塞存在很多縫隙，由于不夠密實(shí)，所以減小了雷達(dá)高頻波穿透力，這就要求施工技術(shù)人員選擇的頻率波要符合施工要求，以便發(fā)揮雷達(dá)的最大作用。除此之外，施工人員在拱頂作業(yè)時(shí)，安置測(cè)線可以沿著隧道斷面，效果會(huì)更好。但是我國這方面技術(shù)還有待突破，因?yàn)閮x器技術(shù)水平存在局限性，檢測(cè)難以兼顧任意地段，所以施工人員還要善于用鉆孔監(jiān)測(cè)。

5? 結(jié)語

總而言之，對(duì)于公路隧道的治理來說，其根本就是為了保證公路的正常運(yùn)營，使人們出行的時(shí)間縮短，提高人民的生活質(zhì)量，為國家的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。該文主要研究了隧道施工中塌方事故的預(yù)防和治理措施，通過對(duì)隧道施工中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)方案，為公路工程隧道施工安全管理提供參考。

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