高速公路隧道施工塌方原因及控制措施探讨

高速公路隧道塌方发生原因分析及处理措施

摘要：我国社会主义现代化建设中，公路建设时间短，经过几十年的发展，已经取得了显著的成就，特别是隧道项目建设，取得了丰硕的劳动成果。在此过程中，受各类因素影响，高速公路隧道建设还存在一些塌方问题，经验技术的匮乏，加大了项目施工难度。基于此，本文主要论述了高速公路隧道塌方原因及处理措施相关知识。

关键词：高速公路；隧道塌方原因；处理措施

引言

高速公路隧道项目施工中，塌方事故视角常见。之所以会出现塌方事故，具有影响因素有很多，很大程度上，塌方为高速公路项目施工埋下了一定的安全隐患，直接影响着项目施工进度，在人员与财产方面甚至会造成严重的损失。为了影响高速公路隧道项目施工塌方问题，采取有效措施预防处理塌方事故具有重要的意义。

1、高速公路隧道项目控制施工塌方的必要性

相较之西方国家，我国高速公路隧道项目建设时间短，随着改革开放的深入，我国隧道项目施工发展速度快，当前，在世界范围内，我国隧道项目建设量最大，发展速度位居世界前列。但因我国发展时间短，很多技术工作与项目设计不够完善，体现为项目施工有很长的周期、资金耗损量大、缺乏先进的施工技术及施工风险控制能力不高等。尤其是发掘与洞身施工中的塌方事故，例如融水因素，都会对施工安全造成影响。可控管理方案不够明确，以此整个高速公路隧道项目施工中，加大了隧道塌方事故发生几率。一旦发生施工塌方，就会直接影响到项目施工进度，因而在项目实际施工中，要加强预防并控制隧道塌方事故。

2、高速公路隧道塌方发生原因

2.1施工项目规划设计

高速公路项目施工前，要考虑的因素比较多，一般高速公路隧道要跨越的地形比较多，同时会所穿越的山体有不同的地质条件。项目施工前，假若各方面因素考虑不周，或勘察测量计算不准确，就会使得项目后期施工出现问题，影响项目施工质量，从而引起施工塌方事故，因而项目前提设计规划中，会出现很多问题。传统施工中，落后的机械设备需要人工完成勘察测量，影响因素比较多，勘察中出现很多问题，因而项目前期设计中，塌方事故的发生有一定的可能性。

浅谈隧道施工局部塌方原因分析与处理方案

周先仓

（安徽省高等级公路工程监理有限公司，安徽 合肥 230022）

摘 要：本文着重介绍了绩黄高速佛岭隧道施工洞口仰坡塌方、洞口浅埋段冒顶塌方、洞内拱顶局部塌方的原因分析和处理方案，目的能在以后的隧道施工中有一定的借鉴意义。

关键词：隧道塌方；原因分析；处理方案

1.佛岭隧道主要地质特点

佛岭隧道为左右分离式曲线特长隧道，位于黄山市歙县境内的佛岭山脚下，是安徽省在建高速公路绩（溪）黄（山）高速公路的重、难点工程，是安徽省境内目前最长的公路隧道，隧道全长3904m，隧道起点里程为：ZK24+459，YK24+516，终点里程为：ZK28+163，YK28+420。根据地质勘测，佛岭隧道的地质状况较差，隧区有五条大断层穿越，断层使围岩级别降低，破碎带处为Ⅴ级，影响段为Ⅳ级，易产生洞顶坍落、冒顶，成洞条件差；隧道进口段和出口段，节理裂隙及风化裂隙极为发育，岩体呈碎裂状，局部呈散体状结构，隧道施工开挖切削原有山坡和山体，破坏其原有平衡，易造成落石、掉块及坍塌；隧道进出口于山体一侧通过，特别是左线出口处发育一小冲沟，地形较陡，隧道右线出口段在此穿越，易由隧道拱肩覆盖层厚度差异过大而形成偏压，加上该段本身位于出口浅埋段，隧道施工过程中极易发生冒顶、塌方等事故。

2.佛岭隧道洞口仰坡塌方处理

2.1设计仰坡防护情况

佛岭隧道右洞出口仰坡设计为4米锚杆（锚杆型号Φ22，间距2×2米），外加挂网喷射10cm厚C20砼（φ8圆钢，网格间距20×20cm）形式，仰坡刷坡坡率为1：0.5。

2.2塌方情况及原因分析

佛岭隧道出口端右洞于2008年11月24日开始进洞施工，进洞开挖方式采用环形开挖预留核心土，2008年11月26日凌晨五点半，进洞左侧仰坡开始出现裂纹，仰坡外截水沟底部同时开裂，裂缝将近约1厘米，环长约3m，为防止仰坡继续开裂，及时对仰坡进行喷射砼封闭处理，并派专人对仰坡进行观察，密切观察围岩动态，上午九点半仰坡面继续失稳，截水沟处裂缝也开始扩张，并延伸至全断面仰坡范围，十点十分，进洞左侧仰坡面开始塌方，塌方持续至十一点四十分，塌方面积约六十平方米，塌方深度最深处超过四米，同时右侧套拱向洞外位移约8cm（见图一、图二）。分析认为，出现塌方主要是因为仰坡围岩较差，岩层风化严重，有夹泥层，充填物为粉质粘土；仰坡上部松散土层覆盖较厚，自稳性较差，同时由于施工期间雨水较多，夹泥层进水，加上进洞前后施工（包括中管棚钻孔）对仰坡土体产生了扰动，而设计边坡坡率较小，造成洞口仰坡失稳塌方。

浅析公路隧道施工塌方的预防和综合处理技术

【摘 要】 随着我国综合国力的不断增强以及社会的迅猛发展，公路建设里程逐年的增加，而隧道工程也随之的普及开来。但是现实中存在的隧道塌方极大的威胁着公路隧道的正常使用、影响了我国的交通秩序以及社会的进步。公路隧道施工中发生塌方事故的风险较大，隧道塌方不仅影响工程施工进度和安全生产，更直接影响到隧道的施工费用，如何减少隧道塌方，是设计和施工人员共同关心的问题，文章结合施工经验论述了隧道塌方的原因和预防措施。

【关键词】 公路隧道 塌方 预防 措施 综合处置技术

在地质不良的地段修筑隧道，常会遇到洞顶围岩下塌、侧壁滑动等现象，甚至会发生冒顶等严重事故，这些现象在施工中称为塌方。塌方威胁人生安全、使施工延误工期、围岩更不稳定。故在施工中应预防其发生，发生塌方后需及时有效处理，减少塌方带来的危害。

罗岭隧道是广东云罗高速公路的核心控制工程，在公路的正常运营中起着重要的作用。使用中的隧道工程，其隧道起讫里程为LK4+840～LK6+359、RK4+855～RK6+354。

1 公路隧道发现塔防的经过

罗岭隧道开挖至RK5+708车行横道，并且完成了初支里程。但是在第二次清理及出渣工作开展时，发现上导坑的右线一端出现塌方，考虑到洞外开始下雨，掌子面又掉块的现象。于是果断的提出停止作业，并加强地表的观测。

2 公路隧道特大塌方事故的原因分析

2.1 设计因素

公路隧道工程设计方法主要有工程类比法、理论计算法及现场监控法等，这些方法又以工程类比法运用得最为广泛。在设计过程中若对围岩判断不准或情况不明，从而设计的支护类型与实际情况不相适应，也是导致施工中产生坍塌等异常现象的原因，且设计中的地质勘查资料详细与否也是造成施工塌方事故产生主导因素之一。

2.2 地形及地质因素

隧道工程地质情况千变万化，施工过程中受各种不可预见的地质因素及地质构造的影响巨大。公路隧道受多变的地质条件影响，如遇到地下水、断层破碎带、岩爆、瓦斯、偏压、浅埋等条件，使施工难度大，安全性差；且公路隧道开挖跨度大，单洞三车道隧道开挖跨度达15m，形状扁平，无疑加大了公路隧道的施工难度和塌方事故的产生。

工　徽　公路隧道施工塌方成因及处理措施探讨　胡永超　彭水县公路局重庆彭水４０９６００　【摘　要】随着我国基础设施的大规模建设，我国的高等级公路　得到了大力发展，在公路隧道的施工过程中，由于前面的地质情况较复　杂，经常可能会遇到断层、破碎围岩等不良地质，而导致塌方、涌水等工　程事故，从而影响工程进度。本文主要是对隧道不良地质情况引起的塌　方原因和预防，以及处理方式做了简要分析。　【关键词】隧道；施工；不良地质；处理　隧道施工的过程中，发现灾害的原因很多，有人为管理的问题，　有管理体制的问题，更主要的是地质方面的问题。隧道工程是个隐　蔽性的工程，难以对整条隧道工程有准备的判断，因此采用先进的技　术，合理的管理，丰富的经验进行探测和判断隧道的地质构造，采用　合理的施工方案，是确保隧道施工过程中尽量避免事故发生的重要　措施，不良地质引起隧道出现质量问题主要是表现在塌方。以下主要　是对引起隧道塌方的原因，预防和处理措施做了简要分析。　一．引起隧道塌方的主要原因　１　断层　断层是隧道施工中最常见的不良地质现象，是造成隧道塌方，大　变形等隧道施工地质灾害的主要原因。断层对隧道围岩稳定性的影　响很大，能改变岩体的物理性能，降低围岩的整体强度。因此要避免　断层引起隧道事故的发生，首选应该做好断层的超前预报。可以采用　的方式有断层探测技术。①浅层地震勘探。浅层高分辨地震勘探是断　层浅部探测中极为有效的探测方法，对于浅层的地震勘探极为有效。　②电法勘探。电法勘探主要是利用地下介质的电性特征，对活动断层　的不同深度进行研究，其缺点是精确度较低。③地质雷达。地质雷达　又称为探地雷达。是利用高频率电磁脉冲来判断地下物质分布的一　种方式，而且具有较高的分辨率。④井间层析（ｃＴ）技术是新发展起来　的一种高新技术，其主要包括电磁波、声波、电阻率层析成像技术。　能有效的判断地下介质的情况，根据电磁波有效的成像。　２　岩溶　岩溶对隧道工程的影响，主要是岩溶水、岩溶洞穴及其填充物　等的危害。隧道围岩范围内岩溶水的存在，改变了隧道围岩的工程地　质条件和水文地质条件。溶洞的存在是隧道围岩的物理、力学性质发　生了变化，进而引起隧道地层刚度和应力场的变化。地下洞体的存在　使隧道部分悬空，隧道底部的溶洞充填物厚度大且松软或暗河水流　给隧道基底处理造成一定的困难。　３、涌水　涌水主要是指在开挖的过程中，遇到了地下暗流，或者泉眼等，　突然冒出从而引起隧道内塌方，而且容易携带泥石等堵塞隧道内通　道，改变了隧道内围岩的地质情况，容易引起事故的发生。　二．防坍塌的措施　隧道施工预防塌方，除选择相应的安全合理的施工方法和措　施。在施工中主要做到以下几点：　ｌ、先排水：在施工前和施工中采取相应的防排水措施，尽量将　开挖范围外之水截住，不使流进洞内，一般采取注浆处理。　２、短开挖：在围岩石质较差地段，控制每循环开挖进尺，每次立　一榀工字钢拱架且拱架必须紧贴掌子面，使拱顶与拱架间无空隙。　３、强支护：针对围岩和地压情况加强初期支护确保支护结构有　足够的强度，采取增加拱架的本身刚性强度、减小拱架间距及喷射砼　的厚度，有时也可采取模注砼尽早封闭。　４、快衬砌：必要时二次衬砌工作紧跟开挖工作面进行，力求衬砌　尽快成环，和初期支护共同受力。　５、勤检查：安排专人对支护及围岩等进行检查和量测变形，发　现围岩有变形或异状，立即采取有效措施进行处理。做好超前地质预　报工作，及时了解前方的地质和水文条件。　６、方案合理正确：隧道塌方是最容易造成施工安全事故的主要　原因，工人时刻处在危险当中。因此，只有方案正确、处理及时、方法　恰当、组织严密、措施得力，才能使抢险得以顺利完成。　７、在隧道掘进施工中，要随时观察围岩变化情况，并密切注意　现场所揭示的岩性和勘察、设计岩性的差别，及时进行相应的设计变　更。　三、处理塌方　１、如塌方体积较小，且塌方范围内已进行喷锚或已架设了较为　牢固的支撑时，可由两端或一端先上后下地逐步清除塌方，清除时注　意观察拱顶及周边的围岩有无变化的可能，避免出现二次塌方。随挖　随架设临时支撑，临时支撑必须紧顶到塌腔面。如塌体稍大些时不能　完全保证能否引起二次塌方时，不要清除塌体，在塌体上先对拱顶进　行临时锚喷支护、钢拱架支撑或进行模注砼作为临时支护，在保证安　全情况下再对拱脚进行欠挖处理进行刚性支护。　２、如塌方体积较大，因塌体堵塞无法进入塌方范围进行支护时，　可采用长管棚或注浆加固塌体，待其稳定后，采用“穿”的办法按照　短进尺、弱爆破、早封闭的原则挖开塌体，并尽早衬砌，有时为了减　少塌腔的暴露时间支护可采取一次性模注砼进行封闭。塌方段围岩　整体性较差或富水，还应对该段周边围岩进行预注浆加固处理。　３、如塌方冒顶，在处理塌体前应先支护陷穴口，锚喷封闭洞穴　周围岩面，避免洞内二次开挖塌体时上顶二次坍塌。地质条件较差　时，还应该对陷穴口周边地表进行打设锚杆或地表注浆加固措施。地　表周围及陷穴吐空要做好防排水措施，避免雨天雨水进注塌腔内软　弱围岩。如果塌腔顶部地表埋深非常浅且塌腔比较大时，可以视情况　将地表揭开进行明处理。　４、一般塌方段的支护和衬砌需加强处理，模注衬砌背后与塌腔　周壁间必须采取紧密支撑。塌方衬砌背后空洞的处理，当塌方较小　时，可采用浆砌片石或干砌片石回填密实。当塌腔较大时，可用浆砌片　石回填，厚度宜为２米，其上空间采用钢支撑等顶住稳定围岩。当塌　方冒顶时，要根据上顶回填炉渣及土的荷载确定支护及模注衬砌的　类型，做好形成设计强度后再进行冒顶回填，一般采用轻质材料如炉　渣，至地表１—２米后用粘土封层防水，封层要高出原地表５０ｃｍ左右，　回填及封层要夯填密实防止塌陷进水。　５、处理坍方的同时，应加强防排水工作。坍方往往与地下水活动　有关，治坍应先治水。防止地表水渗入坍体或地下，引截地下水防止　渗入坍方地段，以免坍方扩大。　参考文献　［１］谭若坚．不良地质隧道设计与施工的常用处治措施［Ｊ］．湖南交　通科技，２００２，（０５）．　［２］曾海银．不良地质条件对隧道施工的影响【Ｊ】．科技资　讯，２０ｆ１，（１２）．　［５】徐楷．隧道不良地质区段的施工安全措施【Ｊ】．铁道劳动安全卫　生与环保，２００８，（０４）．　［４］蒋国富，贾艳领，戴文远．不良地质公路隧道施工围岩稳定性　数值模拟分析［Ｊ】．西部交通科技，２０１　０，（Ｏ１）．　【５］沈佳程．隧道施工中的安全问题及对策［Ｊ】．科技创新导　报，２Ｏ１　０，（１　５）．　．　［６］贾佰春．隧道施工中常见的不良地质以及处理措施【Ｊ］．科技资　讯，２００８，（０３）　．．　４§　｜，　ｌ　｜＿囊　≯　≥　Ｉ　Ｆｊ