公路工程隧道施工塌方治理技术研究

摘要：作为一种地下条状构筑物，隧道多修建于山岭当中，用于克服高程障碍，改善道路线形，提升行车速度，对于提升整体运输能力意义重大。然而，在隧道掘进施工过程中，往往会因为多种因素导致塌方等事故发生。隧道塌方原因很多，不仅包含不良地质的内在原因，同时还包括施工管理等外部原因。若不及时采取切实可行的措施积极治理，势必会导致垮塌面积进一步扩大，甚至会引发更大的灾害问题。针对这一问题，应结合工程实际情况，有针对性地采取措施进行塌方治理，做好加固工作，保证岩土体稳定，降低危害性。鉴于此，本文对公路工程隧道施工塌方治理技术进行分析，以供参考。

关键词：隧道工程;塌方治理;工程概况

引言

隧道软弱围岩段施工时的坍塌病害防治已经成为了当前隧道施工不可避免的一个难题。在进行隧道软弱围岩段施工时，及时预防围岩大变形防止围岩坍塌，要注意遵循“短开挖、少挠动、超支护、强支护”的原则。

一、隧道塌方分类

（一）松散介质垮落型

主要发生在节理发育至极发育的松散岩石地质条件下，也常见于软弱破碎岩层结构中，溶洞、采空区等也极易出现。由于隧道施工周边地区围岩强度小、承载力不足，在开挖施工后不能满足支撑需要，在隧道自重的作用下导致坍塌[1]。

（二）硬岩岩爆型

主要出现在埋深300m以上，极高应力和较高应力岩体都较高的脆性岩体结构中。在岩体中集聚了较大的弹性变形，超过规定限度时导致瞬间脆性断裂的情况出现。

二、公路隧道施工活动中发生坍塌的原因

（一）施工方面

在公路隧道施工活动当中，由于施工人员的专业素质不高，并且没有对周围的施工环境进行详细的了解以及数据勘察，在挖掘工作中依靠以往的工作经验来决定整个隧道的开挖方式，或不符合实际情况的爆破参数，导致隧道出现坍塌。

（二）地形地质

公路隧道在施工活动当中除了受到设计的影响，还会受到当地地理环境的制约，受到地形等方面的影响，如果在施工活动当中存在断层、地下水或瓦斯等情况就会增加整个公路隧道施工的难度。比如公路隧道施工活动是在断层破碎地带或者是岩溶发育区，则会导致该地区的岩层十分松散，无法承受拱形的压力，从而导致隧道的坍塌。而这些都与施工单位施工领导者的主观判断分不开，个别领导者根据自身的经验进行主观臆测，没有对施工环境进行具体的勘察，导致地质超前预报工作存在漏洞。

（三）地形地质

公路隧道在施工活动当中除了受到设计的影响，还会受到当地地理环境的制约，受到地形等方面的影响，如果在施工活动当中存在断层、地下水或瓦斯等情况就会增加整个公路隧道施工的难度。比如公路隧道施工活动是在断层破碎地带或者是岩溶发育区，则会导致该地区的岩层十分松散，无法承受拱形的压力，从而导致隧道的坍塌。

（四）气象水文因素

在自然界中受到风化侵蚀、降水、地下水的影响导致岩石强度下降，进而引发塌方事故。风化侵蚀所产生的影响主要是降低岩石结构的强度，多数都是隧道浅埋围岩阶段、洞口仰坡等结构，导致围岩结构强度下降、稳定性不足而引发塌方事故;水文条件对于塌方的影响可谓是非常直接的，突降暴雨、长期阴雨天气而导致隧道塌方的发生;地表水与地下水位的变化会导致围岩结构稳定性不足，岩体软化变形，承载性能下降而引发塌方[2]。

三、隧道塌方处理技术

（一）大管棚处理技术

大管棚施工的第一个施工工序是开挖一个高度为拱顶上部1～1.5m的管棚工作室，但在管棚工作室开挖阶段，塌方影响的初期变形通常会比较严重，也会造成严重的开裂问题，导致人员和工程安全无法保证。塌方的主体部分是碎石土，由于其黏结性能比较差，结构也比较松散，钻机的钻进方向难以准确控制，进而导致在钻孔的过程中塌渣下沉，钻机方向出现较大的偏差，影响工程质量。因此，需要加强大管棚施工环节的质量控制，切实提高结构的强度性能，同时还应避免出现施工严重偏差的问题，保证大管棚的结构性能达到工程的使用需要，从而预防塌方事故的发生。

（二）超前支护

在施工开始前，进行围岩级别的勘察与确定，对于软弱破碎等极易发生塌方事故的地段，需要结合工程的需要选择合适的超前支护施工方式，提升围岩结构的稳定性，避免出现隧道塌方的事故问题。应用超前支护能够有效预防塌方事故的发生，应严格按照设计方案进行支护施工，以更好地提高隧道工程的安全性。

（三）确定救援物资构成

在实际救援中，救援物资的组成应根据被困人员和现场救援的基本需求而定。对于被困人员可从生命、生活、心理三个方面出发，提供足够的物质和非物质救援。生命保障为主题的需求集中表现在对救生类用品和医疗用品的需求上;生活保障主题下的需求集中体现在饮食、穿着、住房、用度四个方面;心理慰藉主题下的需求集中体现在情感交流和与灾害相关的知识提供两个方面。现场救援方面主要是救援车辆和救援设施设备的需求，包括救援指挥车、救护车、消防车、挖掘机、起重机、吊车、大型物资运输车、设备设施运输车等。

（四）预防公路隧道坍塌的措施

首先，施工单位以及施工人员必须对公路隧道施工周围的地质环境进行准确的勘察，要了解到该地区具体的地质条件，地形构造等，并且根据所调查的数据进行方案的设置，选择合理的施工预案，采用先进的施工设备，聘请专业的施工团队。其次，则是要做好设计支护参数工作，设计支护的参数数据对于整个工程的影响是非常大的，如果支护参数的数据过大，则会加大工程的投入力度，如果过小，则会导致隧道围岩的稳定性不足，必须要严格按照行业标准进行设计。然后，则是要做好防范工作，建立预防机制，在公路隧道施工活动当中，应采取超前的地质预报技术，可以对围岩进行一个动态的监测，对破损的地方及时进行定位和预测，而这项工作需要专业的高素质人才支持。最后，还要做好水处理工作，水对于整个隧道施工活动的影响是非常大，地下水对于岩层具有腐蚀作用，当地下水位比较高时，会对隧道当中的岩层结构造成破坏，从而发生坍塌，所以在预防工作当中要对地下水进行治理，做好防水措施及排水工作，防止地下水的倒灌（图1）

结束语

公路隧道塌方是隧道施工中常见问题，塌方处理方面有了比较成熟的处理措施。容易引起塌方的隧道段落为浅埋段，易于塌方的围岩主要在断层破碎带、松散碎石土層、节理裂隙发育的破碎岩层，这些是公路山岭隧道常见的围岩，其处理方法在很多手册以及论文都有较好的论述，对于软弱风化严重的页岩围岩隧道采用常规的施工方法难以满足施工质量和进度要求，本文通过对该类围岩塌方处理和预防进行实例分析，总结提出一些较好的解决办法，作为参考。

参考文献：

[1]宋涛，李亚清.高速公路隧道施工塌方原因分析及控制措施[J].居舍，2019（02）：19-20.

[2]李增林.延崇高速公路隧道塌方现象及对策研究[J].建材与装饰，2019（02）：231-232.

[3]李昌龙，卢凤文，姬同旭.基于施工动态信息的公路隧道塌方灾害模糊评价预警分析[J].水利科技与经济，2019，25（12）：8-14.

作者简介：

周明伟，岀生年月：1973.12.23，性别：男，籍贯：山东省济阳区，学历：本科，职称：助理工程师，研究方向：工程技术。