淺談隧道塌方處理

朱 慧

中鐵九局六公司,遼寧沈陽 110031

淺談隧道塌方處理

朱 慧

中鐵九局六公司,遼寧沈陽 110031

隧道塌方已經(jīng)成為隧道施工中常見的問題。本文從分析隧道塌方的原因出發(fā)，在此基礎(chǔ)上論述隧道塌方處理的方法。

隧道塌方；原因；處理方法

在隧道的開挖施工中，塌方做為一種比較常發(fā)的事故，會給隧道施工造成極大的危害，比如延誤工期、出現(xiàn)比較嚴重的機械損失，甚至威脅著施工人員的生命安全。目前，國內(nèi)很多在建的或者已建的隧道都有過塌方現(xiàn)象。防止塌方的發(fā)生、塌方出現(xiàn)后的治理工作已經(jīng)成為隧道施工的關(guān)鍵所在。隧道施工中造成塌方的原因是多樣的，有地質(zhì)自然條件的原因也有人為施工方法、施工質(zhì)量的原因。因此，要加強對隧道施工的管理，從地質(zhì)因素與人為因素出發(fā)，防止塌方事故發(fā)生，采用正確方法處理塌方事故。本文從分析隧道塌方的原因出發(fā)，在此基礎(chǔ)上論述隧道塌方處理的方法。

1 隧道施工中塌方出現(xiàn)的原因

隧道施工中發(fā)生的塌方原因是復(fù)雜的，下面主要從不良地質(zhì)條件、隧道設(shè)計不周全、施工方法與措施不當(dāng)?shù)?個方面來做具體的分析。

1）不良地質(zhì)條件。隧道施工時穿過斷層或者地層覆蓋比較薄弱的地段，比如穿過水源比較豐富的土層如水塘、沖溝、水庫等，穿過風(fēng)化比較嚴重的巖層，或者在隧道施工中遇到溶洞、裂隙、軟硬差異比較大的巖層分界處，這些都是會引起隧道塌方的比較常見的不良地質(zhì)現(xiàn)象。這里需要重點指出：水是造成塌方的最為重要的原因之一。地下水通過浸泡、溶解、軟化等作用使巖體塌落或者促使巖體的穩(wěn)定性變差，從而加快塌方發(fā)生。一些巖層之間軟硬強度不規(guī)則，由于地下水的作用，使得軟弱面的強度越來越低，達到一定的極限就會發(fā)生滑塌。

2）隧道設(shè)計時考慮不周全。隧道施工前的設(shè)計對施工的安全性起著重要作用，如果在勘測設(shè)計階段對隧道要經(jīng)過的地段的地質(zhì)情況掌握的不全，就不能正確地分析該地段是否存在著比較特殊的或者不良地質(zhì)現(xiàn)象。如果不能正確分析，就有可能把隧道設(shè)在地質(zhì)條件不好的位置，導(dǎo)致塌方發(fā)生。隧道設(shè)計還要考慮地質(zhì)條件可能會發(fā)生的變化，并根據(jù)變化及時地對支護參數(shù)進行調(diào)整，否則，就有可能在施工時發(fā)生塌方事故。

3）施工方法與措施不當(dāng)。施工時對地質(zhì)條件掌握的不全面，導(dǎo)致選擇不正確的施工方法。由于地質(zhì)勘測做的不準確，參與施工的人員經(jīng)驗不足，在不良地質(zhì)地段的鉆探工作做的不好，施工不認真而引起塌方。施工安排不當(dāng)，工序安排不合理，有的工序時間間隔拉的過長，支護、襯砌不及時，導(dǎo)致圍巖暴露的時間長就會引起風(fēng)化，從而導(dǎo)致塌方。在爆破時使用的藥量過大，強烈的震動引起塌方。使用鋼質(zhì)支撐時，支撐架質(zhì)量低下或支護松動后沒有及時加固引起塌方。

2 隧道塌方處理的方法

一旦出現(xiàn)塌方，就要全面地調(diào)查塌方的現(xiàn)狀，了解塌方發(fā)生的原因，快速地根據(jù)塌方特征制定出切合實際的處理方法，防止塌方進一步擴大。

1）確定塌方處理方案首先要看塌方所處埋深地段情況。主要有4種情況：（1）塌方頂面對地表沒有造成影響且處于淺埋地段的，這樣的塌方規(guī)模較小，可以采取對未塌部分進行加強支護，對塌方面采取早強錨桿和掛設(shè)鋼筋網(wǎng)噴護混凝土措施;（2）塌方頂面對地表造成影響且處于淺埋地段的，最先要對受影響的地表進行諸如從地表鉆孔注漿加固、地表打設(shè)垂直錨桿并加強注漿等的處理，同時還要安排好地表的排水，以免影響到塌方區(qū)。等地表加固后才能入洞進行塌方處理;（3）漏頂塌方且處于淺埋地段的，這類塌方一般會堵塞進洞口，要先對洞口附近未塌方地段加固，再加強塌洞的洞壁如采用局部打設(shè)錨桿掛鋼筋網(wǎng)并噴射早強砼。然后看塌方規(guī)模大小制定是整體清除還是部分清除塌方體。塌方量較小的情況下采用整體清除，可以邊清除邊支護。在塌方量較大的情況下采用部分清除，先進行加固防止塌方進一步擴大，然后進行渣體的清除，并及時進行支護（或襯砌）。在總體上進行塌方加固后，緊接著要對塌方地表漏洞進行回填，使之恢復(fù)原狀。同時，在回填的進行中，量測人員要注意襯砌上的預(yù)埋量測點，以分析其對隧道襯砌的影響;（4）如果是發(fā)生在深埋地段的塌方，一般是采用先加固后處理的方法。

2）塌方規(guī)模穩(wěn)定后根據(jù)具體情況制定初步的處理方案:（1）發(fā)生掌子面塌方主要是因為施工前對地質(zhì)情況不了解或者施工不當(dāng)引起的。要對塌方面采用早強錨桿和掛設(shè)鋼筋網(wǎng)噴護混凝土措施，有需要的時候，也可以采用加長小導(dǎo)管超前支護，或者加強支護通過塌方段進行處理;（2）初期支護后地段發(fā)生塌方，多是因為后期支護做的晚使得前期支護變形或者是初期支護強度不足，不能控制圍巖變形等。對于這種塌方要強化監(jiān)控量測力度，做好后期支護，加強支護，把鋼筋網(wǎng)架于塌方洞內(nèi)，采用加強支護通過塌方地段;（3）對于塌方方量在500～2 000m3的中型塌方，不能回填實塌方塌洞，在支護體頂面要做好保護層及坍塌緩沖層。（4）塌方方量在2 000m3上的大型塌方，一般進洞口都被堵塞，要在塌方體內(nèi)挖洞，所以要對塌體進行注漿固結(jié)，比較常見的方法是采用可以一次通過塌體的長大管棚。然后再用小導(dǎo)坑貫穿開挖成洞，型鋼等加強支護要緊跟上。

3）根據(jù)塌方地段的地質(zhì)與地下水情況制定具體的處理方案:（1）完全由地質(zhì)情況引起的塌方，要加固圍巖，使用超前注漿支護，型鋼鋼架強支護方法通過塌方段;（2）如果由于地質(zhì)和地下水的原因引起的塌方，首先要對地下水進行堵、截、排的工作，水處理工作完成后再進行塌方處理;（3）如果是冒頂塌方，要安排地表徑流水排泄工作，以免引起塌方范圍的擴大。

下面以實例加以論證：

在建項目向莆鐵路寶臺山隧道位于福建省三明市，地質(zhì)條件復(fù)雜，圍巖變化頻繁， DK280+712-DK280+688里程段設(shè)計為Ⅳ級圍巖，采用18工字鋼支護。現(xiàn)場實際為Ⅴ級，因巖石裂隙較發(fā)育，巖石破碎，在施工過程中突然間出現(xiàn)塌方，以隧道兩側(cè)起拱線為底邊向上高度約為8m呈三角形形狀形成超挖，塌方長度沿線路方向進8m，導(dǎo)致開挖臺車及三榀初支鋼架損壞，幸未造成人員傷亡。經(jīng)現(xiàn)場查看后，為千枚巖夾硅化碎裂巖，巖石破碎，裂隙發(fā)育，有少量滲水，弱風(fēng)化。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，經(jīng)研究后決定采取以下以下處理方案。

根據(jù)設(shè)計圖紙了解到該里程段隧道埋深50～60m，事故發(fā)生后，現(xiàn)場派安全員全程監(jiān)控直致到圍巖穩(wěn)定不在有掉塊10個小時候后，開始使用機械清理塌方土石，邊清理土石邊對周圍巖采用I20鋼架支護，直至土石清理完畢，鋼架支護緊貼掌子面。當(dāng)清理至掌子面時，采用噴砼及時對掌子面進行封閉。防止掌子面巖石因風(fēng)化引起更大的塌方。在初支過程中加密預(yù)埋圍巖量測點，并在拱部每間隔3m環(huán)向預(yù)留3根φ150管。初支完成后，每兩天對隧道拱部空洞通過預(yù)留管進行補噴處理，每次噴砼厚度控制不小于50cm。目前，經(jīng)圍巖量測資料數(shù)據(jù)分析，結(jié)合現(xiàn)場查看，初支表面無裂縫。初支穩(wěn)定?，F(xiàn)已安全進行了二次襯砌。順利度過此塌方地段。

綜上所述，隧道塌方會對工程的安全造成很大的危害，所以在施工過程中要采取有效的措施，避免塌方發(fā)生，把防塌、治塌作為重中之重。防塌就要在地質(zhì)勘測上下功夫，為隧道設(shè)計提供較為全面的材料，提前勘察出不良地質(zhì)，在此基礎(chǔ)上制定出切合實際的設(shè)計。治塌時要根據(jù)塌方的實際情況，采取不同的處理方法。同時，還要采用正確的施工方法，加強對隧道施工質(zhì)量的監(jiān)控。

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U457

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1674-6708（2010）21-0056-02

朱慧，助理工程師，工作單位：中鐵九局六公司，專業(yè)學(xué)位：路橋?qū)I(yè)