公路工程隧道施工塌方治理技術應用研究

李滿虎

（中鐵七局集團武漢工程有限公司，湖北 武漢 430074）

1 公路工程隧道施工塌方的概況

隧道一般修建于山嶺中，主要用途是為了克服一些復雜地勢對道路運輸的影響。通過修建隧道可以有效提升行車的速度，對提升區(qū)域公路運輸能力意義重大。但由于很多因素的影響，導致一些塌方事故的發(fā)生，可能是因為施工區(qū)域地質環(huán)境的原因，也可能是隧道施工管理的原因。如果對一些容易引發(fā)隧道塌方事故的情況不及時處理，勢必會加大坍塌的范圍，最終導致更多的災害發(fā)生。因此，在公路工程隧道施工的過程中，應該采取有針對性的措施應對塌方事故的發(fā)生，不僅要保障巖土體的穩(wěn)定，還應該做好防護工作，重視隧道施工的管理，提升隧道施工的規(guī)范性，只有這樣才能提升隧道施工的水平，減少塌方事故的發(fā)生。

在公路工程隧道施工的過程中，可能出現塌方的情況。一般的隧道塌方分為空腔型塌方以及貫穿型塌方兩種。這兩種隧道塌方存在著很大不同，包括形成機理、發(fā)生部位、破壞規(guī)模、處置措施等。

1.1 空腔型塌方

隧道的空腔型塌方一般會出現在洞身內，主要造成的原因可能是隧道內圍巖的局部結構發(fā)生改變，甚至會出現掉塊嚴重的現象。也可能是開挖過程不合理，或者支護的作用不能滿足標準等。

1.2 貫穿型塌方

貫穿型塌方一般會發(fā)生在隧道洞口處，原因可能是圍巖結構不符合標準，或者是由于下雨以及地下水的影響從而導致膠結性結構出現變化，這就會造成開挖過程中圍巖的平衡被打破，從而造成較大規(guī)模塌方的出現。

2 公路工程隧道施工塌方的問題成因

隨著我國經濟的不斷發(fā)展，公路工程也越來越受到人們的關注。由于在公路工程中存在著一些問題，會導致公路工程隧道施工塌方，從而對相關公路工程隧道施工的進度產生影響，增加了施工單位的施工風險。其中公路工程隧道施工塌方的影響因素有很多，將從以下幾點進行闡述。

2.1 地質問題

在公路工程隧道施工的過程中，容易受地質條件的影響，地質條件的不可預見性以及多樣性，是引起公路工程隧道施工塌方的主要原因。

由于地質環(huán)境具有復雜性以及可變性，會導致公路工程隧道施工過程容易引起塌方事故，特別是多數的公路工程隧道施工很難避免一些容易引發(fā)隧道施工塌方的地質環(huán)境，比如斷層破碎帶、巖溶發(fā)育區(qū)、偏壓區(qū)域、膨脹圍巖區(qū)域、軟弱結構面等復雜地段。施工的過程中遇到以上不良的地質區(qū)域就會導致圍巖松散的情況發(fā)生，從而提升隧道施工塌方發(fā)生的概率。

2.2 施工問題

施工人員的施工方式以及經驗也是引起公路工程隧道塌方的主要原因之一。其中，包括對隧道施工的認識不足、開挖的方式不當、爆破的參數不合理等原因，這就會造成隧道的圍巖結構發(fā)生變化，從而引起公路工程隧道施工的塌方情況。

同時，在進行隧道施工時缺乏規(guī)范性與責任意識，會出現容易引發(fā)隧道塌方的錯誤操作。因此，施工單位只有重視施工問題對隧道塌方的重要作用，才能有效避免公路工程隧道塌方的情況發(fā)生。

2.3 水文問題

由于受到暴雨以及地下水的侵蝕，導致相關隧道的地質結構發(fā)生改變，這就會提升公路工程隧道施工塌方的可能性。同時，地表水的變化以及地下水位的變動也會對隧道施工的周圍環(huán)境產生影響，可能導致隧道圍巖出現軟化的情況，致使相關圍巖的強度以及承載力不能滿足施工的要求，從而在公路工程隧道施工的過程中發(fā)生施工塌方的情況。隧道的圍巖結構還會受到孔隙水的影響，進一步降低圍巖的強度，致使巖體的膠結能力變弱，從而引發(fā)公路工程隧道施工的塌方事故的發(fā)生。

2.4 超前地質預報問題

超前地質預報沒有發(fā)揮應有作用。相關部門以及施工單位缺乏對超前地質預報的重視就會引發(fā)隧道施工的塌方事故。主要原因首先是相關部門對超前地質預報不重視，導致運用超前地質預報的過程中出現問題。其次，施工單位對隧道地質的認識不足，在施工的過程中出現僅憑經驗施工的情況，也會引發(fā)隧道施工塌方事故。

2.5 監(jiān)控測量問題

監(jiān)控測量不到位。由于目前我國公路工程隧道施工一般會遵循“新奧法”原理進行隧道的設計和施工，雖然“新奧法”的監(jiān)控測量比較系統(tǒng)和全面，但由于相關施工單位對監(jiān)控測量的認識不足，同時也可能出現相關人員對監(jiān)控測量的實施不規(guī)范、不到位，降低了隧道監(jiān)控測量的水平，增加了公路工程隧道施工的隨意性。

2.6 設計問題

設計問題。公路隧道設計一般會使用現場監(jiān)控、工程類比、理論計算等方式進行，設計不當也會誘發(fā)公路工程隧道塌方。一般的公路隧道工程的施工方法為現場監(jiān)控、工程類比、理論計算等。大部分施工單位在進行類比的過程中會存在套用其他項目設計方案的現象，導致設計方案的參數與實際施工的參數出現差異。很多工程還存在對隧道施工環(huán)節(jié)沒有進行有效的研究分析，從而導致相關參數不合理、不準確，這也是誘發(fā)隧道施工塌方事故的原因。

2.7 勘測問題

地質勘測失誤。可能會存在勘測設計階段的問題，這會導致公路工程隧道施工塌方的情況發(fā)生。由于施工單位在地質勘測階段，可能存在對施工的勘測不能滿足施工的需要，主要原因是施工單位缺乏對地質勘測的重視，缺少合理的勘測方案，同時也對新技術掌握不到位，不能有效地將新技術以及新設備運用到地質勘測的過程中，降低了地質勘測的水平，從而導致公路工程隧道施工階段出現塌方事故。

3 公路工程隧道施工塌方治理技術應用研究

3.1 加強施工技術

施工單位在進行公路工程隧道施工的過程中，為了避免塌方事故，就應該重視施工技術的作用。通過優(yōu)化施工技術從而降低塌方事故的發(fā)生概率，保障相關工程能夠順利完成。首先，做到在施工之前的準備工作中，必須對施工現場的實際情況以及周圍的環(huán)境進行實地勘測，并將相應的數據信息通過信息技術的方式高效整合分析，這有利于進行公路工程隧道施工的方案設計，提升公路工程隧道規(guī)劃方案的水平。其次，由于施工人員在一些復雜環(huán)境中施工難度較大，相關施工單位要想保障工程施工的質量以及進度，還應該對整個施工的過程進行全面規(guī)劃，制定完善的施工規(guī)劃方案有利于提升施工過程各個環(huán)節(jié)的銜接程度以及效率。最后，施工單位還應該重視勘測的作用，通過對復雜的地質結構進行勘測，能夠有效提升施工過程中的事故預防能力。通過以上措施，可以有效減少塌方隱患，保障公路工程隧道施工的順利進行。

3.2 加強地質監(jiān)測

施工單位不僅應該對隧道中薄弱的圍巖部位進行加固，還應該應用先進的勘測技術對隧道復雜的地質條件進行實時監(jiān)測，并及時對監(jiān)測的數據信息進行有效分析。特別是在公路工程隧道施工的過程中會發(fā)生一些導致隧道結構不穩(wěn)定的情況，如地下水的水位過高或是漏水等，施工單位應該制定有針對性的、科學合理的排水措施，有效減少此類情況的發(fā)生概率。施工單位應該重視對隧道的監(jiān)測，如果發(fā)現可能引發(fā)隧道塌方的隱患，就應該及時進行處理。由于過去在地質勘察時，會因為一些因素的影響導致不能進行徹底勘察地質，這就會導致支護設計會與現場產生不符的情況，從而不能保證施工過程中圍巖的穩(wěn)定性，會提升塌方事故的發(fā)生概率。因此，施工企業(yè)應該重視對地質勘察的重要性，對施工人員、施工設備進行合理分配，并積極采購先進設備以及技術，這不僅有利于提升施工的效率，還能減少塌方事故的發(fā)生。

3.3 重視隧道加固

施工企業(yè)還應該重視對公路工程隧道施工預加固技術的應用和優(yōu)化，特別是對隧道施工過程中遇到的一些薄弱部分進行預加固能夠有效提升施工的安全性。公路工程隧道施工塌方事故的原因一般是由于隧道的圍巖結構強度較低，這就導致隧道的穩(wěn)定性較差，如果在施工的過程中對相應的圍巖結構進行預加固，能夠極大提升相關圍巖結構的強度。除此之外，復雜的地質環(huán)境還會引發(fā)其他地質災害，重視隧道加固非常有必要。因此，施工企業(yè)應該重視不良地質對隧道施工的影響，可以采用弱爆破的方式解決一些不良地質的問題，從而保障公路工程隧道工程的順利進行。

3.4 采取針對性的塌方措施

在公路工程隧道施工的過程中，難免會有塌方的情況發(fā)生。施工企業(yè)不僅要做好相應的預防措施，還應該加強對塌方施工的處理能力。比如，如果塌方的范圍較小且相應區(qū)域已經做好牢固的支撐時，可以從塌方區(qū)域的兩端或者一段開始，先上后下逐步清除塌方，在清除過程中還應該注意觀察周圍區(qū)域圍巖的情況，從而避免二次塌方的發(fā)生。同時，在挖掘的過程中，還應該重視架設臨時支撐，并確保臨時支撐能夠緊挨塌方的腔面。如果塌方的體積稍大時，在無法保證二次塌方的情況下，不能對塌體進行清除。必須在做好一些臨時支護保證安全的情況下才可以進行塌體的清除。

如果塌體的體積較大，影響在其范圍內進行支護時，可以采用注漿加固塌體的方式提升其穩(wěn)定性，也可以采用長管棚的方式提升塌體的穩(wěn)定性。有時為了減少塌體的暴露時間，還可以采用一次性模筑混凝土的方式進行封閉。如果塌方部位的圍巖整體性較差時，應該運用預注漿的方式進行相關部位的加固。如果塌方的出現冒頂的情況時，應該進行相應的支護措施，防止二次坍塌的風險。同時，在一些地質條件較差的環(huán)境中，應該對陷穴口周圍的地表進行注漿加固，從而提升其穩(wěn)定性。另外，還應該在地表周圍以及陷穴口處做好防水排水的措施，避免軟化圍巖的情況發(fā)生。最后，施工企業(yè)還應該建立獎罰機制，對于一些在施工過程中表現優(yōu)秀或者及時發(fā)現施工中存在安全隱患的員工積極給予物質與精神的獎勵，而對于一些在施工過程中存在松懈以及施工不規(guī)范的員工及時懲處，使其能夠認識到隧道施工的重要性，通過這種方式可以有效提升員工規(guī)范作業(yè)的積極性，減少一些施工不規(guī)范引發(fā)的塌方問題，從而提升隧道施工的水平。

3.5 加強施工管理力度

施工企業(yè)應該加強施工管理力度，這有利于提升預防塌方事故的水平。在公路工程隧道施工中，如果管理出現松懈，就會導致施工人員出現不遵守施工技術以及施工組織的要求、擅自改變其支護以及開挖的方式等情況發(fā)生，這不僅會給隧道施工帶來安全隱患，也會降低公路工程隧道施工的質量。因此，首先施工企業(yè)必須加強對隧道工程的監(jiān)督管理，根據隧道施工的需要制訂監(jiān)督管理制度，并按照專業(yè)人員定期對施工的進度以及施工的質量進行檢查，從而保障隧道施工符合標準。其次，還應該加強企業(yè)文化的構建，通過企業(yè)文化的方式提升施工人員的責任意識，使其能夠在施工過程中確保規(guī)范施工，這有利于提升隧道施工的質量，減少塌方施工的發(fā)生。最后，施工企業(yè)還應該重視施工人員的素質與能力，只有具備高素質以及能力的施工人員才能保障隧道施工的質量。因此，施工企業(yè)應該重視施工隊伍的構建，通過制訂人才招聘以及培訓等方式提升施工人員的素質與能力，并將一些高素質與高能力的人員安排到重要的崗位，使其能夠在關鍵位置發(fā)生出自身的能力與價值，從而提升公路工程隧道施工的水平。

3.6 重視設計與檢查

在目前公路工程隧道施工中，工程類比法、理論計算法以及現場監(jiān)控法是比較常用的三種方法，而其中運用最多的就是工程類比法。這就要求施工企業(yè)在進行公路工程隧道的施工時，應該對施工的區(qū)域進行詳細的勘察，并了解施工區(qū)域的地質結構以及地層的情況，并根據施工現場的實際需要設計公路隧道支護等。其次，在公路工程隧道施工的過程中，施工企業(yè)應該對圍巖狀態(tài)進行檢查，可以采用定期檢查與不定期檢查兩種方式，從而提升對圍巖狀態(tài)的檢查力度，降低施工中出現塌方的風險。如果發(fā)現相關圍巖出現變形的情況，應該積極停止施工并找出引發(fā)圍巖變形的誘因，根據相關原因制訂出有針對性的解決措施。

4 結語

通過以上論述可以得知，公路工程隧道施工出現塌方事故，導致塌方事故的原因有很多，比如地質問題、施工問題、水文問題、超前地質預報問題、監(jiān)控測量問題、設計問題、勘測問題等。施工企業(yè)必須重視隧道施工塌方事故對工程的影響，做好施工之前的準備工作。其次，施工企業(yè)在施工之前還應該加強對隧道地質的監(jiān)測，并對一些不穩(wěn)定或是容易引發(fā)隧道塌方的地質結構做好支護處理。再次，應該重視對隧道內巖層的加固，并對不同塌方類型做好有針對性的預防措施。另外，施工企業(yè)應該重視施工的管理力度，提升施工人員的素質和能力。最后，施工企業(yè)應該重視對隧道施工的設計與檢查，并定期對隧道的圍巖狀態(tài)進行檢查，防止突然出現變形的情況，從而給隧道施工帶來施工風險。