隧道塌方的原因及處理方法

郝培俊

摘 要：近年來隧道開挖過程中出現(xiàn)塌方事故較為常見，不僅會(huì)對(duì)隧道施工帶來較大的危害，同時(shí)還會(huì)對(duì)施工人員的生命安全帶來較大的威脅。因此需要做好隧道塌方的治理工作，針對(duì)導(dǎo)致隧道塌方的原因采取有效的措施加以處理，從而有效的保證隧道施工的順利進(jìn)行。文中分析了隧道施工中塌方原因，并進(jìn)一步對(duì)隧道塌方的處理方法進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：隧道塌方；危害；原因；處理方法

隧道開挖施工過程中塌方事故較為常見，在施工過程中，洞頂或是兩側(cè)部分巖石、泥沙土出現(xiàn)大量塌落現(xiàn)象，主要以洞口塌方和洞內(nèi)塌方兩種類型為主。通常情況下，隧道洞口段巖體風(fēng)化和碎碎現(xiàn)象較為嚴(yán)重，這也使其整體穩(wěn)定性較差，再加之埋置深度較淺，極易在重力作用下出現(xiàn)開裂或是下沉，從而導(dǎo)致塌方事故發(fā)生。洞內(nèi)塌方主要是在開挖過程中在應(yīng)力作用下洞內(nèi)周圍巖石出現(xiàn)變形或是下沉，而且沒有采取有效的支護(hù)措施，從而造成塌方事故。一旦塌方事故發(fā)生，不僅嚴(yán)重威脅施工人員的人身安全，還會(huì)對(duì)施工單位的聲譽(yù)帶來較大的影響，導(dǎo)致施工工期的延長(zhǎng)。因此需要深入研究塌方的原因，從而采取有效的防護(hù)和治理措施，確保隧道施工的安全、順利進(jìn)行。

1 隧道施工中出現(xiàn)塌方的原因

1.1 不良地質(zhì)條件

在隧道施工過程中，當(dāng)需要穿過斷層或是地層覆蓋較薄地段時(shí)，這些地段多表現(xiàn)了具有豐富的水源、巖層風(fēng)化嚴(yán)重、存在溶洞、裂隙及軟硬差異大的巖層分界處等，這些不良地質(zhì)現(xiàn)象都是導(dǎo)致塌方的主要原因。特別是在地水水作用下，會(huì)加快巖體塌落，降低巖體的穩(wěn)定性或是軟弱面的強(qiáng)度，一旦達(dá)到極限，則會(huì)導(dǎo)致塌方事故發(fā)生。

1.2 隧道設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周全

隧道施工前的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到隧道施工的安全。在勘測(cè)設(shè)計(jì)階段，如果對(duì)于隧道經(jīng)過地段的地質(zhì)勘察不詳細(xì)，這就導(dǎo)致設(shè)計(jì)時(shí)無法對(duì)經(jīng)過路段的地質(zhì)情況有效掌握，無法正確對(duì)一些特殊及不良地質(zhì)情況進(jìn)行分析，從而導(dǎo)致施工過程中塌方事故發(fā)生。同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)，還要對(duì)地質(zhì)條件會(huì)發(fā)生的變化進(jìn)行有效考慮，并設(shè)計(jì)有效的支護(hù)預(yù)防方案，否則一旦地質(zhì)條件發(fā)生變化，沒有相應(yīng)的措施加以處理，則會(huì)造成塌方事故。

1.3 施工方法與措施不當(dāng)

在隧道施工過程中，當(dāng)前期沒有全面掌握地質(zhì)條件時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致施工過程中所選擇的施工方法缺乏合理性和科學(xué)性。再加之施工人員自身經(jīng)驗(yàn)不足，在不良地質(zhì)路段鉆探時(shí)無法掌握操作要領(lǐng)，從而導(dǎo)致塌方事故發(fā)生。另外，當(dāng)施工過程中工序安排不合理、支護(hù)和襯砌不及時(shí)等情況存在時(shí)，也容易引發(fā)塌方。另外，施工時(shí)對(duì)爆破所需要藥量掌握不準(zhǔn)確，或是支撐不牢固等也易造成塌方事故。

2 隧道塌方的處理方法

2.1 確定塌方處理方案

塌方處于淺埋地段而且沒有對(duì)地表頂面造成影響時(shí)，則需要在處理過程中要加強(qiáng)對(duì)未塌方部分的支護(hù)，利用早強(qiáng)錨桿或是利用掛設(shè)鋼筋網(wǎng)噴護(hù)的方法來對(duì)塌方部位進(jìn)行處理。當(dāng)塌方處于淺埋地段且頂面對(duì)地表帶來一定影響的情況時(shí)，需要先處理受到影響的地表，可以采取鉆孔注漿加固或是打設(shè)垂直錨桿注漿等方法來處理。同時(shí)還要做好地表的排水工作，等地表加固后再處理洞內(nèi)塌方部位。處于淺埋地段的漏頂塌方事故發(fā)生時(shí)，會(huì)對(duì)洞口造成堵塞，因此處理時(shí)需要先加固洞口未塌方地段，然后利用局部打設(shè)錨桿掛鋼筋網(wǎng)、噴射早強(qiáng)混凝土來加固塌洞的洞壁。再根據(jù)塌方規(guī)模大小來采取適當(dāng)?shù)那宄胧?。在?duì)塌方處進(jìn)行加固片，需要回填塌方地表漏洞，使其恢復(fù)到原狀。對(duì)于深埋地段的塌方，需要先加固然后再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體的處理。

對(duì)于完全由于地質(zhì)情況而引起的塌方，在處理時(shí)需要對(duì)圍巖進(jìn)行加固，利用超前注漿支護(hù)和型鋼鋼架強(qiáng)支護(hù)等方法來通過塌方段。如果塌方由地質(zhì)和地下水共同引起來的，則需要先做好地下水的堵、截和排等工作，處理完地下水后再處理塌方問題。當(dāng)出現(xiàn)冒頂塌方時(shí)，要做好地表徑流水的排泄，以對(duì)塌方范圍進(jìn)行有效控制。

2.2 治塌先治水

在隧道施工過程中，地下水會(huì)對(duì)圍巖造成不同程度的沖刷、軟化和溶解等作用，導(dǎo)致地質(zhì)條件惡化。當(dāng)施工處于特殊地段時(shí)，地下水所帶來的破壞性更為嚴(yán)重，極易引發(fā)塌方事故。一些特殊地段，如斷層破碎帶、堆積層及風(fēng)化嚴(yán)重地段等也是地下水活動(dòng)的重要場(chǎng)所，這也增加了隧道施工的難度。由于地下水的活動(dòng)是導(dǎo)致塌方事故發(fā)生的主因，因此在隧道施工中，需要先做好防水和排水工作，有效的避免地表水倒灌入到塌方地段，同時(shí)還要將塌方地段的地下水采取有效措施引出來，通過治水來有效的預(yù)防塌方及對(duì)塌方發(fā)生范圍進(jìn)行有效控制。

3 隧道施工中預(yù)防塌方的措施

3.1 設(shè)計(jì)過程中塌方預(yù)防

3.1.1 準(zhǔn)確地質(zhì)勘察

進(jìn)行詳盡合理的地質(zhì)勘察是非常有必要的，首先使設(shè)計(jì)時(shí)能夠采取最優(yōu)的選線，在施工時(shí)能引起施工單位的重視，對(duì)通過不良地質(zhì)洞段，有很好的思想、技術(shù)方案和物資準(zhǔn)備，從而選擇合理開挖方法，及時(shí)采取有效的支護(hù)，預(yù)防塌方的產(chǎn)生。

3.1.2 合理的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)開始之前，需要利用勘測(cè)來對(duì)隧道途經(jīng)路段的地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)了解和掌握，并對(duì)隧道內(nèi)斷層、富水帶及高應(yīng)力分布情況進(jìn)行深入分析，確保隧道線型設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，盡可能在設(shè)計(jì)時(shí)避開隧道區(qū)內(nèi)的大斷層、富水及應(yīng)力集中地段，在確保施工安全、順利進(jìn)行的同時(shí)，還能夠有效的降低工程成本，預(yù)防塌方事故的發(fā)生。

地質(zhì)圍巖即使是同一類型，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)狀也會(huì)存在差異，自穩(wěn)能力也各不相同，這就給支護(hù)參數(shù)的設(shè)計(jì)帶來較大的難度。支護(hù)參數(shù)過大或是過小都會(huì)對(duì)工程施工帶來不利影響。當(dāng)前在隧道施工過程中，圍巖臨時(shí)支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)為了降低工程成本，通常所采取的支護(hù)參數(shù)都較小，無法達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，這也為塌方的發(fā)生埋下了安全隱患。因此在設(shè)計(jì)階段，需要合理對(duì)支護(hù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠起到重要的支撐作用，以避免塌方事故發(fā)生。

3.2 施工過程中的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

因設(shè)計(jì)階段的地質(zhì)勘察只能從宏觀上分析整個(gè)隧道的基本地質(zhì)情況，對(duì)可能出現(xiàn)的大斷層、富水段和高應(yīng)力段無法進(jìn)行勘察，造成局部地質(zhì)資料不足，因此為確保隧道施工安全，加快隧道施工進(jìn)度，在施工中必須采用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)。對(duì)可能出現(xiàn)的局部地段圍巖破碎引起的失穩(wěn)、塌方和可能遇到的斷層、涌水等都能及時(shí)預(yù)測(cè)。在提前獲得可能的不良地質(zhì)的情況下，施工單位必須采取合理的開挖和支護(hù)方法，預(yù)防塌方的發(fā)生。

4 結(jié)束語

在隧道施工時(shí)塌方是經(jīng)常會(huì)遇到的安全隱患，而且塌方事故具有較強(qiáng)的破壞性和不可預(yù)見性。當(dāng)前對(duì)于塌方的處理方法也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此在隧道施工時(shí)一旦發(fā)生塌方，需要根據(jù)具體情況，綜合圍巖、巖層及穩(wěn)定等多方因素來制定具體的施工方案，有效的提高隧道施工的質(zhì)量，確保隧道施工的安全，為隧道施工的順利進(jìn)行奠定良好的基礎(chǔ)。

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