隧道施工塌方事故原因调查及防控措施研究

李明

（景德镇市公路事业发展中心浮梁分中心，江西景德镇 333000）

0 引言

随着时代的发展，人们的生活品质持续提高，其对交通服务的要求也在持续上升。但当前，国内的隧道建设总体上还不能完全令人满意，坍塌事件也偶有发生。从国内公路工程桥梁隧道建设及管理的现实情况来看，地质灾害问题和工程结构塌方，是引发公路工程桥梁隧道施工事故的两大因素。并且，由于我国地域辽阔，各区域的地形条件存在明显的差异，部分地区的隧道施工更容易受到地质灾害的影响。面对这种状况，进行公路工程桥梁隧道建设和管理时，建设单位需要根据项目的实际情况，采用科学的施工安全评估与监督技术，强化对公路工程桥梁隧道建设过程中存在的各种安全风险和潜在问题的辨识，并采用有效的防治措施，以提升公路工程桥梁隧道建设质量及施工过程的安全性，为国家交通事业的发展提供有力保障。

1 公路工程桥梁隧道施工的难点

公路隧道施工往往会面临恶劣、复杂的施工环境，尤其是在隧道开挖、支护等作业过程中，更容易受到岩体结构、水文地质等因素的影响，这些因素会对隧道施工安全产生威胁，降低施工质量。例如，地下水位的高低变化可能影响隧道工程的稳定性，增加隧道坍塌风险；不同地区的岩体结构存在一定的差异，需要采取针对性的施工措施等。如果不能根据施工所在地的自然环境量身定制施工方案，或在施工过程中未能合规设置防护措施，便很可能增加塌方事故的发生概率，严重影响施工安全。

除自然环境因素外，公路工程桥梁隧道施工普遍存在一定的施工难度，如包括了施工裂缝控制、防排水施工、铺装施工等[1]在公路工程隧道桥梁施工中，施工裂缝控制是一项重要的管理工作，若管理不当，可能影响工程质量和整体结构安全，甚至导致结构倒塌等严重事故。因此，施工团队应充分关注此问题，并持续加强对施工裂缝的控制与管理力度。建筑裂缝成因多样，大多由混凝土结构裂纹造成，也可能因预应力和膨胀应力的变化而形成各种形式的开裂。所以，建筑队伍应在混凝土施工的各个阶段加强施工质量控制，从根源上抑制裂缝产生。防排水施工也是公路工程隧道桥梁施工中的重要内容。当前，在隧道工程的防排水施工中，很可能出现材料安装不合理，或施工材料质量不佳所导致的渗水问题，进而影响公路工程桥梁隧道的外观美感和整体使用性能。所以，在具体的施工和管理中，施工团队需要对防排水施工加强注意。

除此之外，在公路工程桥梁隧道建设中，铺装施工也属于一大建设难题。在实际建设过程中，很可能发生铺装层松垮、剥落等现象，这类现象会对铺装建设的总体质量构成威胁，如果情况比较严重，还会对整个公路工程桥梁隧道的建设质量造成影响。因此，这一问题同样应得到建设团队的重视。

2 隧道施工塌方事故原因调查

2.1 水文地质

大多数隧道施工坍塌与其现场的水文地质情况有关，如围岩性质、偏压、地下水和地表降雨等因素，均会对隧道施工质量产生影响。总体而言，围岩等级越高，其稳定性越低，透水性越强，抗风化能力越低，隧道建设中出现坍塌的可能性也越大（各围岩等级所适用的变形管理等级见表1，相应的施工措施如表2所示）。如果是因为地形存在不均匀性，或因存在地质岩石而导致隧道地形不均匀，就会导致隧道承受不均匀的荷载，特别是在浅埋的洞口部分，很可能因为隧道的不均匀性而造成坍塌。此外，由于地下水与隧道施工密切相关，其不但会引起隧洞突水，还会使洞室围岩发生软化、溶蚀，从而影响隧洞的力学和承载力。同时，地面降雨也会对隧洞顶部的承载力产生较大的影响，会引起地面压强的提高，从而增加垮塌的危险。

表1 位移管理等级

表2 措施对应

2.2 勘察设计

在隧道工程中，常见的勘探问题或设计缺陷包括地勘不详、不实和不合理的支护衬砌，这些问题都会对后续的隧道施工带来很大的安全隐患。在勘探问题上，地勘报告是隧道规划、设计、施工、管理和运行的基本数据，地勘不准确或不真实，会严重影响隧道施工的安全性、技术可行性及经济合理性。从设计角度来看，盾构法是隧道施工的重要组成部分，其施工过程中的支护法和衬砌结构的选择会对施工效果产生很大的影响，因此，在盾构法施工中，选择适当的支护和衬砌结构有重要意义。

2.3 工程特性

隧道的构造特征和工程特征与其安全性密切相关，这两个特征体现在开挖深度和开挖范围方面。有关研究显示，在地下工程中，开挖深度越大的隧道坍塌比例越大（42.9%），远远大于开挖深度较浅的隧道（17.1%）。随着隧道剖面范围的扩大，其结构受力变得更加复杂，受外界环境干扰更强烈，施工也会变得更加困难，同时也更容易因岩体不稳定而导致崩塌。

2.4 施工技术

施工工艺不达标准，以及施工方法不合理通常是隧道工程坍塌的最主要原因。有关研究结果显示，挖掘方式不合理、支护或衬砌方式或时机不合理、施工质量存在缺陷、监测量测不及时或不到位等施工技术问题，会直接引发隧道工程塌方事故。

2.5 现场管理

除了环境和技术等方面的原因，施工场地的经营也是影响隧道工程安全性的重要原因[2]。在隧道建设中，常常存在现场管理混乱，安全质量检查监管不力，安全技术交底效果不佳，缺乏针对性的防护和管理手段等管理方面的弊端。这些弊端主要表现在两个方面：

第一，对关键步骤的掌握不准确。公路隧道施工涉及的项目很多，如隧道支护、洞口施工、衬砌施工等，它们是公路隧道施工中的关键环节，实践中工作细节非常多，工艺也非常复杂，且各个环节之间的关系也非常密切。如果对施工过程中的步骤掌握不准确，会对整体施工效果产生很大的影响。但在实际施工过程中，往往会出现一些问题，主要是由于管理人员与施工人员对工序内容把握不全、对工艺技术掌握不深、实际操作不够科学规范等，从而对整体施工埋下诸多安全、质量隐患，这样不但很难提高隧道施工管理水平，还会提高隧道工程后期塌方事故的发生概率。

第二，未对产品质量检测工作给予足够的关注。公路隧道施工包含很多项目，其中一些项目之间存在密切的关联，因此，一旦某个步骤发生了错误，必然会对整个隧道工程的施工质量产生一定的影响。在实际管理过程中，为了迅速找到施工过程中的问题，并及时弥补，需要对各个阶段的施工质量进行严格的控制。但在实际的工程建设中，施工队伍经常对阶段质量验收工作不够关注，经常是在公路隧道整体工程结束后才进行验收，这既会加大质量检验的难度，又不便于及时有效地解决质量问题。

3 隧道施工塌方事故防控措施分析

在隧道不良地质段施工中，极易发生隧道坍塌问题。虽然设计、施工方法不合理，施工作业不当等人为因素也可能导致坍塌问题，但地质条件是最重要的诱导因素。因此，在施工过程中，需要以预防为主，采取综合治理措施。在进行隧道工程建设之前，必须对隧道入口的水文地质情况和周围的情况进行详细的调研和分析，在此基础上，制定相应的预防和控制措施，确保工程建设顺利进行。

3.1 按照维护生产与安全预防的原则来开展隧道施工

处理恶劣地段发生的施工问题时，必须保证施工现场工作人员的生命安全，并协调好施工管理、人员管理和工程安全三者之间的关系，采取最科学的协调方式，确保不影响隧道工程的施工质量和施工进度。项目总负责人一定要严格遵守各项管理规定，采用科学的施工管理体系开展相关工作，保证隧道工程的建设进度。同时，项目经理要增强自身的责任心和使命感，在挑选施工团队时，应选择有一定施工经验与相关资质的团队，还要对施工人员进行安全培训。此外，在施工过程中，监管人员要严格执行相关管理制度，切实保证施工过程质量控制效果。例如，结合相关监测数据科学预测可能发生的突发状况，并采取有效的防治措施，从而避免造成人员受伤、施工进度推迟等不良后果。如果发生紧急状况，应及时分析原因，并及时做出相应的调整，如对施工工艺或技术进行相应的优化，最大限度地降低突发状况给项目建设带来的经济损失。

3.2 设计科学合理的施工图纸

在实施高速公路隧道施工建设工作时，施工单位应以施工现场的实际状况为依据，事先设计出高质量的施工图纸，为工程施工奠定坚实的基础[3]。在对隧道施工图纸展开设计的过程中，设计者必须做好现场勘察工作，对施工现场的真实地质、环境情况有一个完整的认识和掌握。在确保得到精确可靠的数据信息之后，设计者可以对这些数据信息进行科学的分析，从而对隧道工程进行科学的设计，保证设计图纸具备可行性和可靠性。此外，图纸设计工作结束后，要交专门的工作人员对设计图纸进行仔细审核，如果其间发现问题，要立即上报并进行优化和完善，从而提升设计图纸的品质，防止因设计不合理而导致工程开展受阻。

3.3 科学优化施工工艺技术

在公路隧道施工中，施工工艺对其质量有很大的影响，如果工艺相对滞后，会导致施工效率低下，也会影响施工效果。所以，建设方要对施工工艺进行优化，保证优化后的施工工艺可以与隧道的建设要求相适应，从而提升隧道建设质量。例如，在过去的隧道施工过程中，许多施工企业采用了“先拱后墙”这一施工方法，在环境较为复杂、处于断裂地区的隧道工程建设中，该工艺有显著优势，但它并非适用于所有隧道工程。因此，要求施工企业根据具体的施工条件，对该工艺进行科学的优化，以此提升技术应用效率与适用性。此外，还有许多可持续优化、推广的新式施工技术，如具备防水性能且可以提高施工安全性的新型台阶法等。

4 结语

近几年，国家大力推进公路和桥梁等交通基础设施的建设，旨在更好地解决人民群众的交通问题，推动地区经济发展。随着道路建设的日益增多，我国对基础设施建设的质量及实际应用性能也有了更高的要求，尤其是公路隧道工程。由于隧道施工环境较为复杂，还有很多隐藏工程，任何失误都可能给工程建设留下安全和质量隐患，如隧道施工塌方事故等。因此，必须加强对隧道施工安全事故原因的调查与分析，并加大质量管理与安全防控力度，切实提高隧道工程的建设质量与建设过程的安全性。