乐红隧道塌方处治塌方处治分析与保险索赔对策

王俊文 焦卫宁 邬晓光

(1.中交第二公路工程局有限公司，陕西 西安 710065；2.长安大学公路学院，陕西 西安 710061)

0 引言

目前在开挖隧道的过程中，隧道塌方事故是在隧道施工开挖阶段易遭遇的工程问题，大多数情况下隧道塌方是无法避免的。隧道塌方其原因在于随着隧道跨度的不断增加，隧道高跨比在不断减小，使得围岩与支护结构的受力状况产生不利的影响，因此隧道围岩会出现失稳甚至发生塌方事故。隧道塌方不仅会导致严重的工程事故造成人员伤亡，而且会延长隧道施工工期，使得施工成本上升。由于隧道塌方现象出现概率较高，同时会带来严重的后果，因此需要采取有效的措施处治塌方事故，避免二次塌方。

目前国内外很多学者和隧道技术人员在塌方处治方面取得了很多研究成果。刘艳明[1]等通过对现场隧道塌方区观测情况及监测数据分析，研究造成隧道塌方的因素，提出隧道塌方处治方案；吴永波[2]等借助模型实验和有限元软件分析，以Ⅳ级围岩为基础对软弱岩体拱顶处隧道塌方机理进行研究，并提出相应的隧道塌方处治方案；侯艳娟[3]等基于隧道围岩失稳、变形以及破坏等结构特点，对隧道塌方进行机理分析并提出合理的整治方案；王迎超[4]等通过对断层破碎带进行分析研究其对围岩稳定性的影响，并分析围岩蠕变过程中，复合式衬砌的受力规律，最终提出有效的塌方处治措施。

针对隧道塌方事故需要选择较好的施工方案，防止塌方事故范围逐渐扩大。本文以乐红隧道ZK57+780-ZK57+808段塌方为工程背景，分析隧道施工塌方的原因，提出相应的塌方处治措施，加强保险索赔管理，降低项目经营风险。研究成果可为该类公路隧道塌方处治提供案例。

1 研究背景

G7611都匀至香格里拉高速公路守望(滇黔界)至红山(滇川界)段A5标乐红隧道位于云南县昭通市鲁甸县，属双向四车道高速公路隧道。隧道纵面右洞采用-1.70%/3620接-2.15%/6570的单向字坡，左洞采用-1.70%/3620接-1.70%/6550的单向字坡；进洞口采用端墙式洞口，出洞口采用端墙式洞门。隧道进出口及洞身段左右净距为40m，按分离式隧道设计。隧道采用电光照明，自流排水。

隧道主洞采取单心圆结构，隧道单洞内轮廓净空断面面积为65.13m3，(不含仰拱、不设超高)、77.10m3(含仰拱)；单洞内轮廓净空断面周长31.35m(不含仰拱、不设超高)、31.04m(含仰拱)，具体隧道主洞内轮廓布置如图1所示：

图1 隧道主洞内轮廓

隧道塌方过程：ZK57+808掌子面拱顶上方及右侧突然涌水[5]，涌水的同时夹杂大量砂石、石块随水流一起涌出，造成ZK57+780-ZK57+808段发生坍塌冒顶事件。同时，塌顶处成下窄上宽的梯形结构，长28m，上口宽16.2m，下口宽10.7m，高度9.6m，土石方约3615.36m3。根据监控量测数据显示，ZK57+780-ZK57+808段支护后围岩基本稳定。在施工现场出现塌方事故后，立即停止施工并组织施工人员、机械设备撤离施工现场，因此未出现人员伤亡的情况。

2 隧道塌方处治

2.1 塌方原因

发生塌方事件后，通过对事故现场的检测和有关数据的分析，得出造成塌方的原因如下：

(1)地质条件。塌方段落属于Ⅳ级围岩，ZK57+780-ZK57+808段围岩为炭质页岩，属较软岩，同时该段围岩整体为碎裂结构，节理裂隙发育，岩体破碎，围岩自稳能力差。在隧道开挖中有遇到较大的溶隙管道，有发生大型突泥涌水的可能。因此在隧道开挖过程中易发生塌方事故。

(2)施工过程突然涌水。掌子面施工至ZK57+808施拱顶上方及右侧突然涌水，炭质页岩具有遇水软化的特性，受水浸泡作用，围岩软化，围岩自稳能力急速下降，导致初期支护强度不足以抵挡围岩施加的压力[6]，最终导致隧道坍塌。

(3)爆破施工影响。在隧道施工过程进行爆破施工时，由于其爆破强度与爆破进尺过大，使得爆炸所产生的震动在一定程度上影响了塌方拱顶处的土体，进而降低了土体的稳定性。

2.2 塌方处治施工

乐红隧道塌方的总体施工方案为：针对隧道塌方处的影响段进行回填反压使其高于设计拱顶，增强围岩强度形成稳定的围岩加固圈，使得围岩稳定性增强，同时加强衬砌参数加强隧道支护的强度[7]；采用钢管穿过隧道塌腔体，并泵送混凝土进行回填；塌腔体填满后，开始反开挖隧道施工初期支护。具体塌方实施如下：

(1)回填反压

为了防止塌方处松动土体滑动而引起隧道二次塌方，采用砂带将隧道塌方处两端回填至拱顶位置，然后借助填土对ZK57+770-ZK57+780段进行回填反压，回填过程采用夯实加固并使得回填土高于设计拱顶1m。同时，在回填反压时要提前预埋好泵送混凝土管。

(2)隧道塌腔及周边地表防护

对塌方处的地表进行封闭，同时周边设置临时排水系统。塌方处治施工时将塌腔破面、周边松散土体进行清除。采用喷射混凝土封闭塌方面，混凝土强度为C25，具体布置如图2所示：

图2 喷射混凝土封闭塌腔面

(3)隧道塌腔体注浆

对隧道塌腔体采用C25混凝土加固。首先采用φ60钢管穿过隧道塌腔体，钢管参数φ60，每10m布置一根，四根钢管连成一节，钢管间的环向间距30cm，共计184根钢管。当φ60钢管全部施工完成后，采用C25泵送混凝土对空腔进行回填，至填满空腔为止。

图3 泵送混凝土施工

(4)隧道初期支护

完成混凝土泵送回填后，待C25混凝土强度达到设计值后，开始反开挖施工初期支护。隧道初期支护施工分为喷射混凝土表面、施作系统锚杆、挂设钢筋网片和安装钢拱4个组成部分，使其能够共同抵抗隧道山体压力。支护参数为：初支拱架采用I20b工字钢，钢架间距0.5m，钢架采用φ22钢筋，钢筋间距设置为100mm。喷射混凝土施工时采用C25混凝土，厚度为325cm，喷射时保证混凝土填满钢架内部空腔，使得钢架与围岩紧密连接。同时，在隧道开挖过程中，需要对顶部围岩进行加固，保证围岩在施工过程的稳定性，保证施工安全。

(5)排水处理

在进行隧道塌方段处治过程中，开挖施工过程必须做好排水工作，减少地下水对围岩体的影响[8]。排水工作的具体安排：在隧道塌方处布置环向排水管，环向排水盲管由原设计10m间距设置一道加密至3m间距设置一道，尽量在干燥环境下施工。

图4 排水管施工

2.3 监控测量

(1)塌方处治前监控测量

为确保隧道塌方处治施工能安全有效进行，对塌方后的周边收敛、拱顶沉降进行24h监控，持续时间为3d。若监测围岩总体的变化趋势稳定，则认为塌方处治施工较为安全，可以进行塌方处治施工。

(2)塌方处治时监控测量

施工过程中加强监控量测工作，保证作业人员安全。塌方施工处治期间，计划每天进行2次监测，监测数据要当天处理并分析，当天出结论。若隧道累计沉降超过13cm时，应增加临时支撑。若隧道累计沉降超过6cm时，需要加强监控测量的频率，监测频率不得少于2次/d。若监测过程中沉降数据发生异常，必须中断隧道施工，待排查出原因并处治后方可继续施工

(3)塌方处治完成后监控测量

塌方处治施工完成后需要进行每月1次的监控，汇总分析监控数据确保隧道地表收敛和拱顶沉降处于规范范围之内，隧道总体围岩受力变化保持稳定的状态。

3 保险索赔对策

当前施工招标文件标准文本及项目专用合同条款中关于塌方约定：“隧道施工中发生塌方，承包人有不可推卸的责任”、“ 为预防塌方发生，经监理人指示采取超前加强措施，所发生的费用按实计量，除此之外，无论何种原因引起塌方所造成的各项费用由承包人承担”，以上约定给施工方带来很大的经济风险。施工中对上述问题常见的风险转移方式为购买保险，事故发生时通过保险索赔降低损失。故项目要加强保险条款研究，强化保险索赔工作，充分识别保险合同约定的索赔范围，维护项目合法的经济利益。

3.1 保险范围的认定

事故发生后要分析事故原因、收集资料、研究保险合同条款[9]，同时加强沟通，保证塌方事故属于保险合同约定的范围：

(1)根据施工日志及监理巡检记录的情况：事发前该隧道施工正常，事发当天该隧道掌子面开挖至ZK57+808.4位置(上导)，二衬施工至ZK57+731位置。ZK57+808完成断面喷浆后拱顶上方及右侧突发涌水情况，施工人员随即撤出，涌水发生后约1小时，ZK57+780～ZK57+808范围内的洞身全部垮塌，被保险人及时采取抢险措施防止损失扩大。

(2)根据《乐红隧道左线地质纵断面图设计图》可知本次隧道坍塌段埋深大(约760m)，隧道拱顶压力较大。掌子面岩层属较软岩层，岩体较破碎，完整性稍差，开挖或伴有少量裂隙水出漏，与地质超前预报结果基本一致。

(3)根据本标段《隧道突水突泥事故专项应急预案》和《坍塌事故专项应急预案》可知，施工单位针对乐红隧道开挖过程中可能出现的突发险情于施工前制定了相应的应急预案，详细说明了事发后应对险情处理的责任人及不同等级事故的风险处理措施。本次事发后被保险人严格按照该预案采取了相应的处理措施，有效减少了事故的损失。

综上所述，可判断本次事故为突发性地质灾害(涌水)引起的隧道坍塌事故，属于意外事故。

3.2 保险费用索赔

保险合同“地下工程条款”约定：关于隧道、竖井、洞穴和其他类似的地下工程若发生全部或部分倒塌，保险人负责赔偿由物质损失直接引起的修理、重建、重置和其他为使工程完工而采取的合理措施的费用[10]。但以下列条件为限：在隧道工程发生本保险合同责任范围内的损失时，本保险合同的最高赔偿限额(包括保险工程损失、施救费用和清除残骸费用的总和)将以受损财产恢复至受损前之状态或受损前之相应技术状态的费用为限，并且不超过受损区域平均每米的损失前价值的150%乘以实际受损区段长度。

本次事故最终核算，恢复工程费高于损失前价值的1.5倍费用，按照保险合同附加条款“地下工程条款”中“不超过受损区域平均每米的损失前价值的150%乘以实际受损区段长度”的约定，最终赔偿金额按事发前的实际工程价值的150%进行赔偿结案。

3.3 注意事项

目前项目管理中存在管理人员对保险合同条款及权利认识不足的问题，导致保险事故发生后项目保险主管部门了解不及时导致错失索赔权利的风险[11]。为了项目保险索赔工作高效进行，项目需加大对人员培训，使保险参与人员熟悉保险条款，同时将保险索赔工作流程化，责任到人。当保险事故发生时，保险参与人员各负其责，使各项工作有条不紊进行，将项目损失降低到最低限度。此外，现场勘察时需明确重点，先勘察重灾区，后勘察轻灾区，同时人员要充足，保证现场勘察在较短时间内全面完成，防止勘察时间长，可赔偿标的灭失，保证项目合法的经济利益。

4 结论

综上所述，通过对乐红隧道塌方的处治，在后续的隧道施工过程中，必须精确检测地质状况和隧道开挖施工的实际情况，严格遵循“早预报、早处治”的原则。通过对隧道塌方原因的分析和处治措施的研究，现得出如下结论：

(1)对于隧道施工中发生塌方事故，一般是因多种因素相互影响所导致的结果，其中工程地质条件是关键因素，但是施工因素也是不可忽略的。

(2)在隧道开挖过程中，隧道围岩受到的扰动影响较大，因此在发生塌方事故后对其结构破坏也更为严重。

(3)隧道发生塌方事故后要及时研究塌方事故的原因，采取合理、有效、快速的施工处治措施，及时消除施工因素和不良地质因素对隧道的影响，全面提高隧道的结构性能。

(4)制定工程施工事故的保险索赔对策时，首先需事后进行事故分析，认定保险范围；其次根据事故状况并结合保险合同，核算保险费用。