公路隧道塌方的预防和处理分析

杨乾龙

摘    要：作为公路工程中的重要组成部分，隧道的主要作用是为了能够确保部分山区等地势复杂的地区交通的畅通性，通过修建隧道的方式加强对公路结构的连通，进一步提升该地区的交通水平和交通运输经济，提升居民出行率和当地经济发展水平的同时也能够进一步提高该地区与其他城市和区域的文化、经济的交流与互通，是全面促进我国坚持可持续发展的关键要素。

关键词：公路隧道;塌方;预防和处理

1  前言

相对来说，出现公路隧道塌方的主要原因除了地区地势本身特点以外就是施工单位施工方案、材料等问题，而一旦因隧道质量问题出现塌方现象，不仅会出现严重的交通危险状况，同时也极易对施工企业的施工投资成本产生影响，导致施工单位投入大量资金对塌方进行处理，使企业本身流动资金出现较大变动，甚至会延长工期，导致施工单位及公路单位损失增大，对施工企业未来发展和市场信誉也会造成损坏。

2  公路隧道工程塌方类型

2.1  隧道洞口处的塌方现象

公路隧道洞口一般为隧道塌方的多发位置，其主要类型为堆积型，主要原因是因为部分隧道区域岩石本身存在长期风化、裂隙较多且延展性较强的情况，整体隧道岩层结构的碎裂情况较为严重，该结构的自稳能力较差，而在施工时一旦为对洞口处顶端围岩进行加强支护与施工，或在施工时出现技术不够科学严谨、处理手段不到位等情况，则会导致洞口因开挖等内外力因素的影响出现碎裂、塌陷等情况，一旦严重到一定程度，围岩的整体平衡则会缺失，导致洞口处大范围失稳，进而出现塌方现象。

2.2  隧道洞内的塌方现象

通常情况下，隧道洞内塌方主要分为岩质塌方和土质塌方两种类型，多出现在岩层隧道和土质隧道施工过程中。其中岩层隧道开挖后，挖开位置与顶层之间则会出现悬空形态，而此时隧道拱顶及围墙结构因失去了原有岩石的支撑作用，加上地面重力，则会导致岩石在受到重力的作用下出现下沉、变形等情况，加上部分地区岩层本身存在结构裂隙较大等问题，在多种因素的作用下会致使岩层被挤出，如在此时施工单位并未及时采取支护措施，或支护作用不够，则会出现严重塌方;而土质隧道在开挖后，因其本身周边围岩的整体硬度相对较低，且在开挖范围内的土层因外力等综合压力的作用下出现变形、松弛等现象，使该结构中的土层整体强度受到影响而降低，如未及时支护或处理，则会导致土压逐渐增大，导致局部塌陷、沉陷，甚至致使整个围岩结构出现失稳，加剧塌方的形成。

3  导致公路隧道塌方现象出现的主要原因

3.1  地质结构本身存在的问题

隧道是位于地势结构复杂地区地下的交通设施形态，因其施工环境本身存在多样化特点，导致隧道施工环境结构本身存在较为明显的复杂性和多变性，加上地下结构本身在勘测时极易出现勘测结果不彻底、地质特征掌握不完全等情况，极易在施工时出现地质结构突变、塌陷以及不良地质危害等情况。此外，不同地区的降水量、地下水位等均有所不同，而多数隧道塌方主要是因地下水位突然加剧而出现的，当地下水位突增时会对围堰的强度、应力等产生严重影响，而地下水会渗透到岩层裂隙中导致岩层结构因水的挤入而出现受力增大的情况，若围岩为软结构，则极易导致原有填充物在水流的加入后呈现出液态，致使岩层的抗剪强度降低，出现膨胀、流砂甚至侵蚀等情况，进而引发塌陷。

3.2  施工设计方案存在的问题

一方面，部分单位聘用的设计人员本身对于公路隧道工程的设计经验较少，在设计过程中因并未做好实地勘察工作，导致其设计经验与实际情况出现脱节现象，致使设计方案中出现较多漏洞和不足，同时对隧道施工的细节内容也无法做好科学、全面补充，导致在施工时因设计方案的影响无法做到合理施工，增加塌方的可能性;另一方面，部分单位在针对隧道施工环境进行勘查时所使用的勘查设备存在精确度较低的情况，或勘察装备质量等存在问题，而在勘察前并未及时对设备进行检查和校准，同时也并未对勘查技术进行科学确定，最终导致隧道环境勘察数据和信息的精确度受到影响，致使设计方案存在问题，影响施工过程，出现塌方。

4  针对公路隧道塌方的预防方法

4.1  科学选择开挖方法和设计方案

①加强做好地质勘察工作。要求勘察单位必须在勘测前及时对相关设备进行检查和校准，并要求勘察人员的专业能力水平必须达到勘察标准，凭借勘察人员的高精尖专业能力以及先进的勘察技术和设备提升勘查精确度，并重点对该地区的地下水位、地下水量以及年降水量等进行全面了解和掌握，给出精确的勘察数据及相关信息，以便于后续设计及施工，提高对塌方现象的预防;②施工企业应当及时对隧道施工区域的环境进行全面了解，根据该环境地质结构、岩层类型、岩层分布等进行分析，同时科学选择开挖方法，科学控制开挖台阶高度，并加大对开挖过程的控制力度，避免出现开挖过度或开挖不达标的情况，同时借助监测仪器等及时对开挖过程中隧道应力的变化进行监测，以便于施工单位及时做出相应应对措施，提高对塌方的预防水平。

4.2  借助超前防护措施和钢架结构

①通常情况下在开挖爆破后极易出现塌方事故，因此在施工时必须加强对这一环节的重视，加上多数塌方地段多为Ⅵ围岩地段，因此可选择超前小导管爆破方式进行开挖，对爆破的范围和力度进行把控，加大对隧道结构的防护力度，尽可能降低塌方现象发生的概率;②钢架结构是在对隧道进行支护的主要支护结构，通过借助钢架的高强度等优势可提升对隧道围岩、拱顶的支护与防护，而在爆破、开挖过程中及时使用钢架支护结构，可有效防止塌方的出现。

5  针对隧道塌方的处理方法

5.1  常规性处理方法

如在针对隧道拱顶上半部进行开挖时出现塌方现象，可及时對塌方进行控制，如塌方稳定程度高，则可在起后方进行加固，使用混凝土材料通过喷射施工将塌孔的顶部进行封堵，当混凝土结构凝固强度达到一定程度后对其喷层表面的形态和强度进行检查与检测，在保证没有裂缝或开裂现象出现的情况下可有专人对出渣过程进行观察与把控，同时将混凝土管与排气管留在塌孔结构内，要求将管口位置控制在距离塌孔最近的位置上，保证排气管能够及时将塌孔内的空气及时排出，提升支护效果的同时避免在塌孔处出现严重后果问题，保证后续施工项目的开展。

5.2  用填碴处理

如果利用混凝土喷浆方式来对塌孔表面进行封闭的方式有难度或者经过混凝土喷涂之后的塌孔仍然不够安全，则需要采取填渣的方式来进行塌方的处理。如为全断面开挖的塌方，上台阶开挖通过后，应对拱脚下方的塌体进行注浆固结，下台阶开挖前应检查注浆效果，必要时采用补充注浆或侧向小导管超前防护以防开挖下台阶时发生塌方。由于目前隧道施工多采用大型装运设备，回填碴的速度很快，泵送混凝土回填速度快，塌方处理质量高，而且处理塌方人员不进入塌孔，施工安全，值得在处理塌方时推广采用。

6  结束语

一旦公路隧道出现了塌方现象，不仅直接阻断了该地区的公路交通，同时也极易对通行的车辆驾驶人员的生命财产安全造成严重损害，因此，必须加强对公路隧道塌方的预防，提高隧道结构稳定性，提升公路隧道的安全水平，减少人员伤亡和财产损失，降低交通危险性，有效规避交通风险，提高当地公路交通质量。

参考文献：

[1] 廖平生.浅析公路隧道塌方处理施工方案与技术[J].城市道桥与防洪，2018（7）.

[2] 赵伟，卢杨路.高速公路隧道塌方发生原因分析及处理措施[J].交通世界，2019（1）：244～245.