高速公路隧道施工塌方及控制研究

鐘招娣，鐘梓榮

(1.江西省高速公路投資集團(tuán)有限責(zé)任公司贛州管理中心；2.江西省高速公路投資集團(tuán)有限責(zé)任公司泰和管理中心)

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高速公路隧道施工塌方及控制研究

鐘招娣1，鐘梓榮2

(1.江西省高速公路投資集團(tuán)有限責(zé)任公司贛州管理中心；2.江西省高速公路投資集團(tuán)有限責(zé)任公司泰和管理中心)

隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)程不斷加快，人們對物質(zhì)生活的需求不斷增加。高速公路的隧道工程作為我國基礎(chǔ)設(shè)置建設(shè)中的重要一環(huán)，其施工的質(zhì)量直接決定了高速公路使用的安全性。分析了高速公路隧道施工塌方控制的意義以及出現(xiàn)塌方問題的原因，并研究出一系列解決塌方問題的措施。旨在為我國高速公路隧道工程的建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

高速公路；隧道；施工塌方

1 高速公路隧道施工塌方控制的意義

由于我國的高速公路隧道建設(shè)的起步較晚，使得我國高速公路隧道工程的建設(shè)在改革開放后才發(fā)展起來?，F(xiàn)階段，我國高速公路隧道施工的建設(shè)量已經(jīng)成為居世界首位，不得不說其發(fā)展速度是空前的。然而，由于我國高速公路隧道的工程建設(shè)起步晚，大多數(shù)隧道工程項目建設(shè)缺乏過硬的施工技術(shù)。長此以往，這一問題伴隨著隧道工程施工周期長、耗資巨大、施工工藝復(fù)雜以及突發(fā)狀況多等特點(diǎn)，造成了高速公路隧道施工塌方現(xiàn)象的多發(fā)。尤其是在突發(fā)狀況這一施工特點(diǎn)上，在掘進(jìn)的過程中無法預(yù)測洞身底層，這就非常容易引起高速公路隧道工程的塌方。這在很大程度上影響了高速公路隧道工程的安全建設(shè)，是隧道施工過程中常見的災(zāi)害。高速公路隧道工程建設(shè)的過程中塌方的出現(xiàn)，會造成不可預(yù)計的后果。因而對其進(jìn)行控制，對于保證高速公路建設(shè)穩(wěn)定發(fā)展是具有重要意義的。

2 高速公路隧道施工出現(xiàn)塌方問題的原因

2.1 塌方問題的施工原因

在高速公路隧道施工中施工方法的使用不當(dāng)，施工工序沒有進(jìn)行合理安排。這些問題都會使得施工進(jìn)度的時差過大，自然環(huán)境就會對施工地層產(chǎn)生影響。進(jìn)而出現(xiàn)一系列的圍巖分化、松動的現(xiàn)象，嚴(yán)重的就會致使坍塌的事故發(fā)生。高速公路隧道工程中的噴錨施工沒有落實(shí)到位，或是在對噴射的混凝土質(zhì)量和厚度沒有控制好。使之不能滿足隧道施工的強(qiáng)度要求，從而引起坍塌事故的出現(xiàn)。

對于高速公路隧道工程中的鋼支撐的施工，起支撐作用的鋼材沒有與圍巖貼緊起來，或者是支撐架設(shè)的質(zhì)量達(dá)不到要求。都會限制圍巖的承壓能力，導(dǎo)致隧道塌方的現(xiàn)象發(fā)生。而支撐的抽換施工沒有按照標(biāo)準(zhǔn)的施工程序進(jìn)行操作，或者是對支撐承受能力加固措施不夠，也會導(dǎo)致高速公路隧道的施工發(fā)生坍塌事故。在隧道施工的過程中，常使用爆破的方式對巖層進(jìn)行進(jìn)行開道。然而如果爆破地點(diǎn)的選擇不當(dāng)、炸藥的用量過多或者是爆破的方式不合理，就會造成隧道坍塌。

2.2 塌方問題的地質(zhì)原因

對高速公路進(jìn)行隧道工程建設(shè)的過程中，會遇到地質(zhì)破碎的地帶或者是斷層地帶。這就為其施工帶來了一定程度的困難，因為在挖掘的過程中會使破碎地質(zhì)的潛在應(yīng)力得到釋放。這樣就會引起高速公路隧道工程圍巖失去穩(wěn)定或者承壓力大的問題，進(jìn)而導(dǎo)致隧道的塌方事故。還有就是高速公路隧道施工現(xiàn)場的地質(zhì)存在堆積的情況。在此地質(zhì)條件下進(jìn)行施工，就會因為地質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，土壤顆粒間的膠結(jié)度你不夠的問題而導(dǎo)致隧道坍塌。

若是高速公路的隧道施工需要經(jīng)過節(jié)理密集帶、擠壓破碎帶或者是巖脈穿插帶，原本土壤中巖塊之間擠壓成型的穩(wěn)定狀態(tài)遭到破壞，使得巖塊間出現(xiàn)松動。進(jìn)而出現(xiàn)巖塊掉落的現(xiàn)象，嚴(yán)重的就會導(dǎo)致塌方。高速公路施工的地段處于地質(zhì)運(yùn)動地帶，在薄層巖體形成的錯動發(fā)育地帶或者是小褶區(qū)進(jìn)行隧道工程的施工，都會導(dǎo)致地質(zhì)坍塌現(xiàn)象的發(fā)生。在軟弱夾層巖體地質(zhì)或者是軟硬相間的巖層地質(zhì)進(jìn)行高速公路的隧道施工時，軟弱夾層巖體地質(zhì)的強(qiáng)度會因地下水的影響而降低，進(jìn)而使隧道施工發(fā)生滑塌事故。在高速公路隧道工程的施工中，因施工土壤受地下水的浸泡、軟化、沖蝕、溶解等影響。降低了隧道施工土壤中巖體的穩(wěn)定性，使施工過程出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。

3 高速公路隧道施工塌方問題的控制分析

3.1 預(yù)防高速公路隧道施工塌方的措施

降低高速公路隧道施工塌方事故發(fā)生率的最好措施是預(yù)防，而預(yù)防措施的實(shí)施基礎(chǔ)是做好隧道施工地質(zhì)的預(yù)報工作。之后選擇更好更合理的施工方法是預(yù)防高速公路隧道施工塌方事故出現(xiàn)的重要工作。在高速公路隧道施工的過程中，主要對以下幾個施工方法進(jìn)行控制。這樣就可以使其在最大程度上發(fā)揮出預(yù)防隧道塌方事故的效果。

首先，要先排水。這是因為在隧道工程的施工前或是施工中，都必須采取相應(yīng)的排水措施。排水能將施工坑道外的水阻隔在坑道之外，使其不會對高速公路的隧道施工產(chǎn)生影響；其次是縮短施工工序之間的時差。這是因為在前一道施工工序完成之后，隔一段時間再進(jìn)行下一個施工工序。會導(dǎo)致完成后的工序暴露在天氣、地質(zhì)等自然環(huán)境下，進(jìn)而出現(xiàn)圍巖分化、松動的現(xiàn)象。所以，前一道施工工序完成后應(yīng)立即進(jìn)行第二道工序，使其得到加固。

爆破是隧道施工中最常見的施工過程，對其施工方式進(jìn)行控制能有效的預(yù)防塌方的出現(xiàn)。在爆破前，可采取淺眼爆破或者是瞇眼爆破的方式。這能在一定程度上降低爆破的影響范圍，使隧道的爆破施工在更正確的方位進(jìn)行施工。與此同時，還要嚴(yán)格把控爆破的炸藥使用量，這是隧道施工安全的重要保證。還有就是隧道施工中的支撐保護(hù)工作。隧道施工的安全與否與支護(hù)強(qiáng)度的設(shè)置是分不開的，必須要對施工現(xiàn)場的地壓問題進(jìn)行細(xì)致、詳盡的分析。這樣才能保證施工人員的安全。最后一點(diǎn)，就是要對隧道施工現(xiàn)場的各項設(shè)施進(jìn)行定期的檢查。在檢查的過程中一旦發(fā)現(xiàn)圍巖出現(xiàn)問題，就要及時向施工單位進(jìn)行反應(yīng)。施工單位在針對問題出現(xiàn)原因進(jìn)行處理，以防止問題的擴(kuò)大。

3.2 解決高速公路隧道施工塌方問題的策略在高速公路隧道施工的過程中塌方事故已經(jīng)發(fā)生的情況。第一步要做的就是把塌方范圍控制到最??；第二步就是要對塌方事故造成的施工現(xiàn)場坍塌進(jìn)行處理。對于在塌方范圍內(nèi)頂端和側(cè)壁的危石及時清除干凈，塌陷裂縫較大的區(qū)域進(jìn)行錨固處理，并且加固坍塌前后的支撐結(jié)構(gòu)。

這一系列措施都可以防止塌方范圍進(jìn)一步的擴(kuò)大。危石與支撐結(jié)構(gòu)的加固工作完成后，就要對隧道坍塌區(qū)域進(jìn)行噴射混凝土施工或者是架設(shè)必要的支撐結(jié)構(gòu)。在隧道工程施工塌方事故發(fā)生以后，還要盡快對塌方兩端的施工地質(zhì)做好襯砌工作。如果隧道施工塌方的面積不大，在進(jìn)行加固的措施以后，就可以對塌方的區(qū)域進(jìn)行混凝土噴錨。然后才能從塌方區(qū)域的兩端或者是某端進(jìn)行全面清理。如果隧道施工塌方的面積較大，部分石塊或是泥土已經(jīng)阻塞了隧道或者是地表都已經(jīng)下沉。這時就要對塌方區(qū)域的石塊、泥土進(jìn)行注漿加固，并在此基礎(chǔ)上重新開始挖掘和襯砌。

4 總 結(jié)

綜上所述，在高速公路的隧道施工過程中，塌方是影響其施工進(jìn)度的主要原因。而塌方事故產(chǎn)生的主要原因是地質(zhì)和施工，這兩個因素極大的增加了隧道施工塌方的發(fā)生率。就塌方問題的預(yù)防措施包括注意排水、縮短施工工序間的時差、對爆破點(diǎn)以及爆破量的控制進(jìn)行了闡述，并對隧道施工中出現(xiàn)的塌方問題研究出架設(shè)必要的支撐結(jié)構(gòu)、清理塌方范圍內(nèi)頂端和側(cè)壁危石以及對難以控制塌方區(qū)域進(jìn)行注漿加固。

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2015-08-28

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1008-3383(2015)12-0113-01