公路隧道塌方冒頂處理施工技術(shù)探討

【摘要】由于水文地質(zhì)條件和工程地質(zhì)條件的復(fù)雜性，公路隧道在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些塌方冒頂?shù)氖鹿?。因此，如何及時(shí)的預(yù)防和防止施工過程中出現(xiàn)塌方是一個(gè)重要的因素。對(duì)原始場(chǎng)地地貌的勘察不僅為設(shè)計(jì)人員提供了好的根據(jù)，保障施工過程中的安全，也可以很好的控制施工進(jìn)度，為施工企業(yè)節(jié)省支出。

【關(guān)鍵詞】隧道施工；塌方冒頂因素；塌方冒頂維護(hù)方案

1.引言

現(xiàn)如今，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的需求和高速公路的快速發(fā)展，因此，對(duì)于高速公路隧道施工的要求不斷提高。雖然我國(guó)在高速公路的施工技術(shù)方面有了很大的進(jìn)步，但是對(duì)于一些地層薄弱段，特別是隧道施工中，在穿越土地巖層較薄弱的地段時(shí)，容易發(fā)生隧道塌方冒頂?shù)氖鹿?。?guó)內(nèi)的很多隧道施工中都出現(xiàn)了塌方現(xiàn)象，對(duì)于如何避免公路隧道施工過程中的塌方冒頂和塌方出現(xiàn)后如何進(jìn)行治理已經(jīng)成為一個(gè)熱點(diǎn)，更是設(shè)計(jì)人員和施工人員共同關(guān)心的一個(gè)問題。

2.塌方形成的原因

2.1 地質(zhì)條件因素

地殼在構(gòu)造不斷地運(yùn)動(dòng)作用下，會(huì)形成一系列錯(cuò)動(dòng)的發(fā)育地段，當(dāng)隧道施工經(jīng)過此處地段時(shí)會(huì)發(fā)生斷裂，形成塌方；對(duì)于一些堆填性地段，由于顆粒之間的粘結(jié)性差，顆粒松散，開挖時(shí)會(huì)引起土體顆?；瞥霈F(xiàn)塌方；隧道在穿越一些土體巖層較薄弱的地段時(shí)，由于隧道圍巖能力很差，容易發(fā)生坍塌現(xiàn)象。當(dāng)隧道穿越一些軟弱程度不同的巖體時(shí)，若發(fā)生地下水的滲流，會(huì)引起軟弱巖體的承載力大大降低引起塌方。地下層可能存在一些易溶解與水的巖體（花崗巖）時(shí)，一旦發(fā)生地下水的流動(dòng)，使得巖體受到軟化、浸泡、溶解等作用發(fā)生一系列的坍塌。因此，對(duì)于一些由于地質(zhì)條件引起的坍塌一般是很難預(yù)測(cè)的，也是施工期間最危險(xiǎn)和最難控制的。

2.2 設(shè)計(jì)和施工因素

由于公路隧道是一項(xiàng)長(zhǎng)距離的施工，也就是所謂的線性施工，因此，在勘察期間容易對(duì)線路周邊的環(huán)境勘察不全面，這就會(huì)造成設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)期間不能很好的把握地質(zhì)地形，容易在地質(zhì)薄弱地段進(jìn)行設(shè)計(jì)，造成塌方。另外，在施工方面，由于開挖方式不同、施工順序不合適、支護(hù)方式等不符合實(shí)際施工的圍巖類型時(shí)，會(huì)使得巖體的變形過大，位移過大，出現(xiàn)塌方。若是在施工期間需要進(jìn)行巖體的爆破，震動(dòng)會(huì)引體巖體的層理分裂，也容易形成塌方冒頂現(xiàn)象。因此，在設(shè)計(jì)和施工期間要根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行施工和設(shè)計(jì)。

2.3 自然氣候的影響

對(duì)于一些處于雨季施工的地段工程，地段的巖層若是出現(xiàn)頁巖風(fēng)化層，或者巖層結(jié)構(gòu)層理有裂隙，在雨季雨量增大時(shí)，若是地表呈現(xiàn)的是一種風(fēng)化砂巖與泥質(zhì)砂巖軟弱帶時(shí)，遇水會(huì)發(fā)生軟化，所以在雨季施工期間，巖層會(huì)通過雨水的誘發(fā)由一些局部失穩(wěn)發(fā)展到整體失穩(wěn)，使得發(fā)生巖體坍塌，形成隧道的塌方冒頂。

3.塌方冒頂?shù)奶幚矸桨?/p>

3.1 全分化破裂帶引起的塌方冒頂——沉井法

此種塌方重要是因?yàn)閹r體的斷層，表面的殘積土顆粒松散，結(jié)構(gòu)不密實(shí)，使得一旦出現(xiàn)隧洞開挖，會(huì)引起自然表面地下水的移動(dòng)滲流，使得破裂分裂帶出現(xiàn)巖體的崩塌。對(duì)于此種的坍塌，可以使用沉井法，即在地面塌方處澆筑一個(gè)空心沉井，利用人工的開挖，使得沉井在自重的作用下出現(xiàn)下沉，直到下沉到隧洞的標(biāo)高位置。但是，在沉井施工過程中要注意地表水的滲透，因此，在施工之前，要對(duì)地表的水體進(jìn)行圍堰，并且設(shè)置排水溝，避免水體進(jìn)入沉井內(nèi)部。另一方面，由于地下巖體的本身特性不能完全確定，有可能出現(xiàn)一些易溶于水的花崗巖等，會(huì)遇水發(fā)生崩裂，形成孤石，導(dǎo)致沉井下沉過程中出現(xiàn)障礙，因此，在遇到孤石時(shí)，可以進(jìn)行局部爆破，保證沉井的下。

3.2 煤層地質(zhì)巖體破碎引起的塌方冒頂——土胎法

對(duì)于一些地下水豐富，煤層地質(zhì)巖體，當(dāng)隧道穿越此種巖體時(shí)會(huì)引起的隧道塌方冒頂時(shí)，土胎法體現(xiàn)了獨(dú)有的操作方便快捷、并且經(jīng)濟(jì)安全的優(yōu)點(diǎn)。主要就是通過從隧道外側(cè)進(jìn)行運(yùn)土對(duì)塌方段進(jìn)行回填，使得回填的土體在洞頂處形成土胎，然后通過在土胎上利用混凝土泵管灌注混凝土殼，使得殼體具有一定的強(qiáng)度和剛度，抵抗塌方處的土體的散落，待穩(wěn)定后，在進(jìn)行一次灌注，進(jìn)一步的加固穩(wěn)固的土體，保證施工的安全。利用土胎法進(jìn)行施工時(shí)，要注意，在土胎施工時(shí)，要盡量保證土胎的平滑度，且尺寸要大于隧道的開挖輪廓線，保證后續(xù)的施工和后續(xù)的修鑿量。在土胎回填完成后，還要在土胎上鋪設(shè)一些鋼筋網(wǎng)，防止土體塌落傷害人員安全。

對(duì)于一些發(fā)生掌子面塌方的情況來說，要對(duì)塌方面采用早強(qiáng)錨桿和掛設(shè)鋼筋網(wǎng)噴護(hù)混凝土措施進(jìn)行支護(hù)，也可以利用一些加長(zhǎng)的導(dǎo)管超前支護(hù)對(duì)他方面進(jìn)行處理。對(duì)于一些塌方量過大的隧洞，就要對(duì)塌體進(jìn)行多次注漿固結(jié)，主要采用的一種方法是可以采用通過塌體的長(zhǎng)大管棚進(jìn)行控制。對(duì)于一些完全由于地下水的原因引起的塌方，首要必須對(duì)地下水進(jìn)行堵截，防止地下水進(jìn)入到隧洞里，引起塌方的范圍擴(kuò)大，影響隧洞的維護(hù)處理。

4.隧道施工過程中防止塌方的措施

（1）制定嚴(yán)密的施工方案，根據(jù)勘察報(bào)告嚴(yán)格設(shè)計(jì)和規(guī)范施工，這是防止塌方的重中之重。

（2）做好防坍塌檢查的工作。首先對(duì)隧道防坍塌的安全檢查，不僅要著重檢查洞口段是否有開裂變形情況，邊、仰坡是否有開裂變形、危石或滑塌等現(xiàn)象，還要檢查交叉口、斷層處、破碎帶、淺埋段、溶洞支護(hù)段及其它圍巖軟弱地段是否有裂紋變形現(xiàn)象，要把圍巖松動(dòng)、不密貼、流泥流沙、掉碴、水系變化、明顯的裂隙變化、初支有明顯的可見噴射混凝土開裂、掉塊、錨桿的松弛或錨桿墊板的壓緊或變形、鋼支撐的扭曲變形，都可作為隧道圍巖與支護(hù)穩(wěn)定性的危險(xiǎn)信息，必須認(rèn)真細(xì)致進(jìn)行觀測(cè)。如果以上的信息太明顯，就必須進(jìn)行加倍重視，這可能是坍塌的前兆，要根據(jù)此種情況制定施工安全對(duì)策，并且快速處理。

（3）注意地質(zhì)觀察、預(yù)報(bào)，地質(zhì)變化時(shí)優(yōu)化施工方案；要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況，隨時(shí)改變施工的方式方法，采用更適合的方案。

（4）對(duì)于一些不良地質(zhì)地段要“短進(jìn)尺，多循環(huán)，弱爆破、超前支護(hù)、加強(qiáng)支護(hù)”；保證不良地段的穩(wěn)定性。

（5）每隔一段時(shí)間對(duì)圍巖進(jìn)行變形測(cè)量，做好測(cè)量總結(jié)和測(cè)量數(shù)據(jù)報(bào)告，隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)查看。

5.結(jié)語

從當(dāng)前隧道施工情況來看，隧道塌方冒頂事故已經(jīng)成為隧道施工應(yīng)當(dāng)特別重視問題之一。針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)較多隧道施工中出現(xiàn)了塌方現(xiàn)象，如何避免公路隧道施工過程中的塌方冒頂和塌方出現(xiàn)后如何進(jìn)行治理已經(jīng)成為一個(gè)熱點(diǎn)。