高速公路隧道塌方段及其影響段處治安全技術(shù)研究

陳建軍

摘要：高速公路的頂部覆蓋層薄，圍巖不完整，地下水的活動范圍較大，如果處治時間不及時，很可能造成高速公路隧道出現(xiàn)塌方，一旦出現(xiàn)塌方事故，就會延長高速公路的正常工期，還會增加高速公路的修建成本，給后期的養(yǎng)護(hù)等工作帶來非常大的麻煩。本文將對高速公路隧道塌方的原因進(jìn)行詳細(xì)分析，并對隧道塌方的處治安全技術(shù)進(jìn)行深入探究，最后進(jìn)行工程案例的分析，具體探究高速公路隧道塌方段及其影響段處治安全技術(shù)的實施。

關(guān)鍵詞：高速公路，隧道塌方，處治安全技術(shù)

現(xiàn)階段，在高速公路建設(shè)的過程中，隧道的建設(shè)是個非常重要的施工階段，由于隧道工程的性質(zhì)比較特殊，如果不及時支護(hù)很容易造成塌方事故，還會連帶周圍的施工路段，所以應(yīng)及時進(jìn)行高速公路隧道塌方段及其影響段的處治安全措施。下面將對高速公路隧道塌方事故出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，并對有效解決隧道塌方段及其影響段的措施進(jìn)行詳細(xì)分析，最后根據(jù)實例進(jìn)行深入理解高速公路隧道塌方段及其影響段處治安全技術(shù)，有效提高在不良環(huán)境情況下提高高速公路隧道施工的應(yīng)變能力。

1、 高速公路隧道塌方的主要原因

高速公路隧道塌方的主要原因大致可以分為兩類，一種是人為因素，一種是外部自然因素，施工人員在進(jìn)行具體施工的時候，很可能出現(xiàn)錯誤操作造成隧道的塌方事故，由于地質(zhì)和地下水的原因也會造成高速公路隧道塌方事故。

1.1不良地質(zhì)及地下水條件下的隧道塌方事故

在高速公路隧道的地下，可能會出現(xiàn)斷層破碎帶，斷層破碎帶較為嚴(yán)重很可能造成大范圍的塌方，如果斷層破碎的程度較小也會出現(xiàn)隧道塌方事故;如果存在互層圍巖，會造成小規(guī)模的塌方，塌方規(guī)模的大小取決于巖石層的堅固情況、各個層圍巖之間的距離、砂巖中的水分以及水壓等，如果互層圍巖中的水壓過大，就會加劇塌方;在風(fēng)化比較嚴(yán)重的圍巖中也會大概率造成高速公路隧道的塌方，有涌水的情況也會加劇塌方;在砂質(zhì)的圍巖中也很可能出現(xiàn)隧道的塌方事故;在任何有涌水的情況下都有隧道塌方的可能。

1.2施工人員造成的隧道塌方事故

在高速公路隧道施工的整個階段需要各個領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的共同配合完成，首先需要地質(zhì)勘察員進(jìn)行地質(zhì)的分析和探測，然后由專業(yè)的隧道施工人員進(jìn)行具體施工。地質(zhì)勘察人員在進(jìn)行具體的探測時缺乏很多專業(yè)地質(zhì)分析資料和數(shù)據(jù)，導(dǎo)致很多的地理位置信息和水文地質(zhì)信息不完整，最后總結(jié)的隧道塌方原因不全面，缺漏很多可以避免的塌方事故，最終的設(shè)計存在多處的不合理現(xiàn)象，大大增加高速公路隧道塌方事故發(fā)生的概率;施工人員在進(jìn)行高速公路隧道施工的時候，沒有考慮到隧道路段的地質(zhì)變化情況，始終使用一種施工方案，導(dǎo)致后續(xù)的施工方案與地質(zhì)條件產(chǎn)生沖突，再加上隧道支護(hù)的不及時，地表面外露的時間比較長，最終導(dǎo)致圍巖風(fēng)化進(jìn)而產(chǎn)生塌方事故，與隧道相接的路段也會受到一定的影響;還有很多的隧道施工人員為了自己的利益偷工減料，并且沒有及時支護(hù)隧道的意識，噴錨的質(zhì)量和厚度都不符合隧道建設(shè)的規(guī)定，最終導(dǎo)致隧道塌方;有些高速公路隧道是按照新奧法進(jìn)行施工的，施工人員沒有按照規(guī)定進(jìn)行精準(zhǔn)的監(jiān)控量測，再加上反饋信息不及時導(dǎo)致不能及時采取措施預(yù)防塌方事故;圍巖爆破用藥量過大，導(dǎo)致涌水出現(xiàn)或是較大的震動都很容易造成隧道的塌方。

2、 高速公路隧道塌方段及其影響段處治安全措施

2.1隧道小塌方處治安全措施

高速公路隧道在出現(xiàn)小塌方的時候，應(yīng)該先對相鄰地段加強(qiáng)支護(hù)，避免塌方范圍的擴(kuò)大，然后盡快進(jìn)行噴錨或是噴砼對塌方的范圍進(jìn)行全面封閉，在進(jìn)行各項支護(hù)后塌方處逐漸穩(wěn)定，再進(jìn)行清渣處理，在保證安全的前提下進(jìn)行臨時搭建支護(hù)架，進(jìn)行隧道塌方頂部的清理，然后利用打錨桿進(jìn)行塌方土體的固定，最后利用鋼拱架進(jìn)行支撐，掛鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行二次噴砼，加強(qiáng)噴砼的厚度，最后派專業(yè)的人員進(jìn)行監(jiān)督和實時測量，等到臨時支架的襯砌砼到達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度時再進(jìn)行拆除。

2.2隧道大塌方處治安全措施

首先也是對塌方相鄰的路段進(jìn)行加固支護(hù)措施，避免塌方面積的增加，有效控制塌方的蔓延，然后針對塌方的具體面積進(jìn)行核實和檢查，確定穴頂?shù)奈恢?，然后可以利用管棚法進(jìn)行注漿加固圍巖體和渣體，再進(jìn)行實時監(jiān)控和測量，等到塌方區(qū)域穩(wěn)定后進(jìn)行自上而下的清除渣體，應(yīng)該依據(jù)弱爆破、早封閉的原則進(jìn)行塌方渣體的清除，然后進(jìn)行鋼筋的設(shè)置進(jìn)行塌方的支撐，并進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的連接形成完整的支護(hù)架，襯砌加強(qiáng)，逐步進(jìn)行施工。

2.3隧道塌方冒頂，地表沉陷的處理

如果隧道表面出現(xiàn)塌陷，應(yīng)該及時進(jìn)行填充和加固，搭建雨棚，避免雨水進(jìn)入，然后進(jìn)行水溝的挖掘，避免出現(xiàn)存水現(xiàn)象，對隧道的塌方應(yīng)該進(jìn)行及時支護(hù)，對塌方連接的其他路段進(jìn)行及時處理，對隧道頂部進(jìn)行管棚超前支護(hù)，支立鋼拱架，在鋼拱架之間進(jìn)行排與排的焊接，一邊進(jìn)行塌方處理，一邊對塌陷地段進(jìn)行填補(bǔ)，并進(jìn)行實時監(jiān)測，逐漸完成塌方處治安全工作，襯砌應(yīng)該按照鋼拱架進(jìn)行獨立設(shè)計。

2.4隧道洞口塌方處治安全措施

首先進(jìn)行滑坡周圍的截水溝設(shè)置，將地面表層的水及時攔截，然后對滑坡周邊的裂縫進(jìn)行有效的填補(bǔ)和加固，將滑坡自上而下地進(jìn)行清除渣體，可以采用暗洞明作的形式有效開展。

3、 工程實例

高速公路隧道全長四百一十米，K19+961至K19+973段洞體初期支護(hù)發(fā)生坍塌，整個洞被土體環(huán)繞封閉，相鄰的K19+973至K20+000收到塌方的影響，初期支護(hù)出現(xiàn)裂縫、變形掉塊等現(xiàn)象，出現(xiàn)塌方的地段圍巖主要是褐黃色砂質(zhì)泥巖，節(jié)理發(fā)育，不存在地下水，洞體主要由基巖和黃土組成，厚度在兩米到五米之間，圍巖穩(wěn)固性較低。根據(jù)以上這種情況，為了避免塌方范圍擴(kuò)大，應(yīng)該對區(qū)段進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，并將塌方的洞孔堵住，適當(dāng)?shù)靥岣咚降恼w強(qiáng)度和承載力;然后進(jìn)行塌方影響段的加固，應(yīng)該對K19+973至K20+000區(qū)段進(jìn)行小導(dǎo)管注漿的方法進(jìn)行填充裂縫;對塌方路段K19+961至K19+973段應(yīng)該進(jìn)行洞內(nèi)清渣，然后進(jìn)行噴砼封閉，砼的厚度應(yīng)該為二十厘米;對塌方還應(yīng)該進(jìn)行超前支護(hù)和初期支護(hù)，進(jìn)行超前支護(hù)應(yīng)該運用雙向?qū)Υ蜷L管棚的方式，進(jìn)行前期支護(hù)利用小導(dǎo)管注漿加固，然后進(jìn)行鋼拱架的設(shè)置。

4、結(jié)語

綜上所屬，是本人對高速公路隧道塌方的原因及處治安全措施的詳細(xì)分析，并舉例說明整個高速公路隧道塌方時候的具體操作和處治安全措施的實施，只有對高速公路的隧道塌方進(jìn)行預(yù)測和控制，在開挖前進(jìn)行超前支護(hù)，施工后及時進(jìn)行噴錨支護(hù)。

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（作者單位：中鐵七局集團(tuán)第三工程有限公司）