高速公路隧道施工塌方原因及控制措施探討

張明楊

中鐵十二局集團(tuán)第四工程有限公司 山西 太原 030024

引言

近些年來，我國經(jīng)濟(jì)一直保持高速穩(wěn)定的發(fā)展，我國的城市化進(jìn)程也在不斷加快，高速公路建設(shè)也隨之在快速推進(jìn)，在快速推進(jìn)的過程中安全事故發(fā)生情況也時有發(fā)生，塌方作為高速公路施工中典型的安全事故，不僅大幅度減緩高速公路施工的效率，還會嚴(yán)重影響其質(zhì)量。無論是小型塌方，還是大型塌方，都會使施工時間延長，導(dǎo)致施工成本增加，而且還會使施工人員的生命安全得不到有效保障。造成高速公路隧道施工塌方的原因有很多，其中最主要的當(dāng)屬施工不嚴(yán)謹(jǐn)出現(xiàn)問題，問題就像雪球一樣越滾越大，最終導(dǎo)致塌方事故的發(fā)生。為了避免坍塌事故情況的發(fā)生，在施工開始之前就需要做好準(zhǔn)備工作，包括對實際施工現(xiàn)場的檢測、對施工人員的安全培訓(xùn)工作，以及對施工計劃可行性的預(yù)測。其次在施工過程中，最大化提升施工工作人員的認(rèn)真程度，根據(jù)實際施工情況，合理調(diào)整施工進(jìn)程。對于高速公路隧道施工中發(fā)生塌方的原因要認(rèn)真總結(jié)，并針對塌方原因做好控制措施，這對于高速公路建設(shè)行業(yè)來說是非常有必要的。

1 高速公路隧道施工塌方控制的重要意義

預(yù)防是減少事故發(fā)生的最好解決方法。由于我國高速公路發(fā)展時間并不長，因此，對于高速公路的施工水平相較于其他發(fā)達(dá)國家，仍存在一些差距，對于一些技術(shù)性問題還不能很好的解決。這些問題如果得不到良好處理的話，很容易在實際施工過程中留下安全隱患，從而增加塌方事故的發(fā)生率。塌方事故無論是對于施工人員還是對施工企業(yè)來說，都存在著不小的不利影響，塌方事故的危害巨大，尋求一種有效的高速公路隧道施工塌方現(xiàn)象的控制措施，對于施工企業(yè)來說是非常有必要的。做好塌方預(yù)防措施，可以有效降低塌方情況發(fā)生概率，這不僅可以保證整體施工的正常高質(zhì)量運(yùn)行，還可以有效保障施工人員的生命安全與施工企業(yè)的財產(chǎn)安全，從而促進(jìn)高速公路建設(shè)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。高速公路隧道施工塌方控制對于我國現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)也具有重大意義[1]。

2 高速公路隧道施工中常見的塌方原因

2.1 施工設(shè)計原因?qū)е碌乃绞鹿?/h3>

在施工之前的設(shè)計中，如果對于施工考慮的不夠充分，很容易出現(xiàn)問題，這些問題會在施工過程中逐步表現(xiàn)出來，在沒有得到及時更改的情況下，很容易導(dǎo)致塌方事故的發(fā)生。施工設(shè)計是整體施工的總指導(dǎo)，如果設(shè)計存在紕漏，對于整體工程的進(jìn)展以及安全有著非常重大的影響，因此設(shè)計師在進(jìn)行施工設(shè)計時不容許出現(xiàn)錯誤，保證其施工設(shè)計的合理性。首先，在施工之前的設(shè)計中，設(shè)計相關(guān)人員必須要去施工隧道進(jìn)行實地考察，對隧道的地質(zhì)情況有一個準(zhǔn)確的把握；其次，需要對設(shè)計的可行性進(jìn)行多次較量研究，保證設(shè)計的科學(xué)性，發(fā)現(xiàn)紕漏要做到及時報告更改；最后，要充分對與之類似的工程做充分的調(diào)研，并對施工進(jìn)程中可能會出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)測，并作出相應(yīng)的詳細(xì)解決方案，避免在施工中出現(xiàn)問題因為沒有解決方案，不能及時地對問題進(jìn)行處理解決，導(dǎo)致問題擴(kuò)大化并最終導(dǎo)致塌方事故的發(fā)生。高速公路隧道施工是高速公路所有路段施工中難度較高的部分，因為隧道施工需要穿過山體，而每座山頭的構(gòu)成都會有區(qū)別，因此需要實地考察并進(jìn)行探究分析，根據(jù)施工隧道地質(zhì)條件的不同，確定最為合適的設(shè)計方案。在選擇施工設(shè)計勘測人員時，要選用專業(yè)能力強(qiáng)的施工人員，以保證對復(fù)雜地質(zhì)情況的準(zhǔn)確勘測，便于施工設(shè)計的實際應(yīng)用。施工人員除了具備較強(qiáng)專業(yè)能力外，還需要實際操作經(jīng)驗豐富，專業(yè)經(jīng)驗與專業(yè)能力兩者缺一不可，只有做到兩者完美融合，才可以對后續(xù)實際施工中可能會遇見的問題做出精準(zhǔn)的預(yù)測，從而有效降低施工塌方情況的發(fā)生概率，保障高速公路隧道施工進(jìn)程的安全且高質(zhì)量的推進(jìn)。除此之外，勘探技術(shù)的不成熟也是對施工設(shè)計出現(xiàn)紕漏的主要影響因素之一，在特殊山體地質(zhì)的施工中，當(dāng)前的勘探技術(shù)并不足以使勘探人員完全掌握實際施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件，隧道施工地質(zhì)資料的不完全使施工設(shè)計存在問題，最終導(dǎo)致高速公路隧道施工過程中發(fā)生塌方事故。

2.2 施工現(xiàn)場的地質(zhì)原因?qū)е碌乃绞鹿?/h3>

由于隧道施工需要穿越山體，因此施工工程量較大，且隧道施工現(xiàn)場一般多在山體之下、水下，地質(zhì)原因?qū)λ淼朗┕さ挠绊懢薮?。在特殊地質(zhì)條件下，隧道施工過程中很容易由于操作不慎等各種原因致使山體承載力發(fā)生失衡，超過承載力的極限值，當(dāng)發(fā)生上述情況后，非常容易導(dǎo)致塌方事故情況出現(xiàn)。隧道施工相較于其他路段施工時間更長，就是因為隧道施工的實際狀況復(fù)雜，需要在施工前期盡可能地對施工隧道的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)研探究，綜合所有方面考慮，嚴(yán)格遵守施工設(shè)計圖紙進(jìn)行施工?？碧竭^程中充分研究地質(zhì)情況，對類似條件下的工程充分調(diào)研，并對隧道施工的實際地質(zhì)情況制定一個完善的、全面的組織計劃，以保證高速公路施工的成功進(jìn)行，避免塌方事故的發(fā)生[2]。

2.3 施工過程中自然與人為因素原因?qū)е碌乃绞鹿?/h3>

在高速公路隧道施工開始后，也會出現(xiàn)自然災(zāi)害或是人為失誤所導(dǎo)致的塌方事故。這些原因所導(dǎo)致的塌方跟施工前的地質(zhì)勘探?jīng)]有關(guān)系，即使勘探情況已經(jīng)十分明朗，并且施工設(shè)計無懈可擊，也不能完全保證施工不會發(fā)生塌方事故，因為再完善的施工設(shè)計也不能忽略自然或是人為因素對其施工的影響。就拿自然因素來說，由于隧道施工的工期較長，因此在施工中遇見極端天氣的概率也會隨之增加，極端天氣非常容易引發(fā)一些地質(zhì)災(zāi)害，例如泥石流。地震等，都會對工程有著非常巨大的影響，惡劣的天氣條件不僅增加了施工人員的施工難度，從而影響隧道施工過程的質(zhì)量，還會嚴(yán)重危害施工人員生命安全，使其生命安全得不到保障。除此之外，由于地殼運(yùn)動所導(dǎo)致的地震，這種特殊的自然條件因素是不可避免的，地震會給山體隧道工程進(jìn)度帶來很巨大的影響，嚴(yán)重的話還會發(fā)生塌方事故。這就要求施工的現(xiàn)場指揮人員有著冷靜的思維以及專業(yè)的能力素養(yǎng)，在自然天氣惡化的第一時間做好預(yù)警，先保證施工人員的人身安全，及時指揮工作人員安全撤離，其次再盡力做好施工保護(hù)措施，盡量減少自然因素對于施工的破壞。在諸如地震、泥石流等自然災(zāi)害發(fā)生后，山體的巖石結(jié)構(gòu)很有可能發(fā)生改變，如需要再次施工，需要對實際施工地再次進(jìn)行詳細(xì)的勘探。

除此之外，人為因素的影響也是導(dǎo)致施工過程中出現(xiàn)塌方的主要原因，比如有些施工企業(yè)一味地追求降低成本，加快施工速度，從而忽視施工質(zhì)量的重要性，對于材料設(shè)施的選擇，為了降低成本選用價格最低的，對于施工方案也不嚴(yán)格遵守，或是沒有給施工人員做好安全教育培訓(xùn)工作，忽視安全施工的重視程度，這些情況都屬于人為因素，都可能會導(dǎo)致在施工中發(fā)生安全事故，從而出現(xiàn)塌方事故。因此，在施工過程中，對于施工所需材料的選擇一定要充分考慮質(zhì)量方面，提高施工人員的安全意識，加強(qiáng)施工中的安全管理能力，避免人為因素所導(dǎo)致的塌方安全事故[3]。

3 高速公路隧道施工塌方的預(yù)防控制措施

3.1 爆破控制

在高速公路隧道施工中，面對堅硬的山體，爆破是最高效的施工技術(shù)，因此爆破技術(shù)在隧道施工中被得到廣泛應(yīng)用。對于爆破威力的掌控是非常重要的，合理的爆破可以有效提高施工效率，大幅度縮小工期，從而節(jié)省時間成本的同時節(jié)省資金成本。如此便利的技術(shù)雖然被施工單位經(jīng)常應(yīng)用，但仍不能精確控制其爆破威力，如果控制不得當(dāng)?shù)脑?，很容易給后續(xù)施工工作留下安全隱患，安全隱患沒有及時解決的話，很有可能發(fā)展成為塌方事故。因此爆破控制技術(shù)的提升是非常有必要的，在進(jìn)行爆破準(zhǔn)備工作時主要需要注意兩點(diǎn)，一是嚴(yán)格控制爆破的火藥量，二是找準(zhǔn)爆破位置。首先，在實際的爆破工作前，需要專業(yè)人員實地考察，根據(jù)實際情況調(diào)整火藥量，設(shè)定最為合理的爆破方案并對其爆破整體流程進(jìn)行規(guī)劃。其次，對于爆破位置的選擇也要格外謹(jǐn)慎，確保爆破位置對于山體的影響最低，不得影響承重力的平衡。在爆破工作結(jié)束后，相關(guān)人員一定要重新對施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況進(jìn)行檢測，避免在爆破后，由于地質(zhì)發(fā)生變化所導(dǎo)致后續(xù)施工中存在安全隱患[4]。

3.2 加強(qiáng)排水

在高速公路隧道施工中，如果積水量過多，會增加隧道發(fā)生塌方事故的概率，因為水所具有流動性特點(diǎn)，不能像土質(zhì)、巖石等具有穩(wěn)定性，如果在施工過程中，隧道積水過多會侵蝕巖石，使其承載力變?nèi)?，從而?dǎo)致塌方事故的發(fā)生。因此為了避免這種情況的發(fā)生，就需要加強(qiáng)排水，防止隧道出現(xiàn)積水問題，進(jìn)而出現(xiàn)安全隱患。加強(qiáng)排水首先需要防止邊墻或地面發(fā)生滲水；其次如果發(fā)生積水一定要及時引流，盡快將積水引出隧道，如果積水情況嚴(yán)重，必要時刻可以選擇應(yīng)用抽水設(shè)備對其進(jìn)行抽水處理。

3.3 及時更改設(shè)計方案

在施工前的設(shè)計中，難免會出現(xiàn)由于各種原因所導(dǎo)致的勘探資料不完整，繼而導(dǎo)致施工設(shè)計不合理情況，或是由于施工工期較長，在此期間地質(zhì)條件受自然因素發(fā)生改變，導(dǎo)致施工設(shè)計不再適用。類似于這類情況，都需要在實際施工過程中根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境以及現(xiàn)場地質(zhì)的變化，及時向施工設(shè)計部門進(jìn)行反映。相關(guān)人員需要重新對施工條件檢測，根據(jù)檢測結(jié)果對施工設(shè)計方案進(jìn)行調(diào)整升級，確保設(shè)計方案的準(zhǔn)確性，待到更改后的新方案確定再繼續(xù)施工，以此保障施工過程中財產(chǎn)與人身的安全[5]。

3.4 加強(qiáng)監(jiān)測

在施工過程中，要定期多次對施工現(xiàn)場進(jìn)行檢測，如果發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)異常，要及時發(fā)出預(yù)警，通過加強(qiáng)檢測可以有效避免塌方事故的發(fā)生。施工單位可以成立專項檢測小組，負(fù)責(zé)對檢測儀器的日常維護(hù)與使用，擔(dān)起數(shù)據(jù)測量的責(zé)任，第一時間將監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋給設(shè)計人員與相關(guān)部門。加強(qiáng)監(jiān)測水平可以在第一時間發(fā)現(xiàn)異常，尋找初始問題點(diǎn)，從而在問題發(fā)展成事故之前被發(fā)現(xiàn)并得到解決。

3.5 超前地質(zhì)預(yù)報

很多塌方事故的發(fā)生都是由于自然因素的影響導(dǎo)致的，現(xiàn)如今隨著科技的不斷進(jìn)步，可以應(yīng)用相關(guān)科技成果對地質(zhì)變化提前預(yù)測，例如探地雷達(dá)法、隧道地震波法等，可以對地質(zhì)變化做準(zhǔn)確預(yù)測，施工人員根據(jù)預(yù)報結(jié)果及時對施工進(jìn)程進(jìn)行調(diào)整，并為之變化做好準(zhǔn)備，從而有效降低塌方事故的發(fā)生[6]。

4 結(jié)束語

綜上所述，為了避免高速公路隧道施工中發(fā)生塌方事故的發(fā)生，首先需要深入了解相關(guān)工程塌方事故的原因，才能針對塌方事故的各種原因做好針對性的預(yù)防措施，從而避免塌方事故的再次發(fā)生。本文對高速公路隧道施工塌方原因及控制措施進(jìn)行了探討，希望以此促進(jìn)高速公路施工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，更好地推動我國的現(xiàn)代化進(jìn)程。