探讨公路隧道坍塌处治方案及其预防

探讨公路隧道坍塌处治方案及其预防

朱尚宏

朱尚宏（贵州省公路工程集团有限公司，贵州贵阳550008）

中图分类号：TD262.1+4文献标识码：A文章编号：1673-0992（2011）02-0118-01

摘要：隧道施工过程中由于地质原因或不合理的施工方式引起的掌子面甚至初期支护洞顶坍塌现象时有发生。如何科学、合理、安全地对坍塌体进行处理，保证施工过程中的施工安全和公路营运后的通行安全是一个摆在每个隧道施工技术人员面前的重要课题，本文通个笔者的施工体会和广大公路施工人员对隧道坍塌处理方案进行交流。

关键词：隧道施工；坍塌；地质预报；监控量测

隧道坍塌是指隧道掌子面或隧道两侧甚至隧道洞顶出现向下坍落现象，其诱发因素较复杂，有的是的是因为地质不良，有的是因为施工方式不当，完全在施工中避免坍塌以现有的施工技术是很难达到的，本文通过笔者参与施工厦蓉高速公路贵州境水口至格龙段下都江隧道过程中处治坍塌段的所见所悟所得，初步探讨隧道施工中如何科学、合理、安全地对坍塌体进行处理，以及在施工中如何避免出现坍塌现象，保证施工过程中施工作业人员和设备的安全和公路营运后的通行安全。

一、隧道坍塌后的应急措施

隧道坍塌后应立即撤除施工现场附近的人员和设备，设置安全警戒线，警戒包括洞内坍塌现场和洞顶原地面范围，禁止非施工人员进入警戒区域；对未坍塌的支护和坍塌顶原地面进行观测，随时掌握坍塌体周围的围岩变化状况。

对坍塌范围前后20米已完工的衬砌支护进行加固补强和加强变形观测，防止坍塌扩大。加固方式可以在原有的两榀型钢拱架之间加设临时型钢拱架，用设计规格的连接钢筋将新老拱架连接成整体。并对拱顶和两侧采用注浆小导管径向注水泥浆加固拱周松散体。这一加固措施一方面是防止坍塌扩大，另一方面也为即将处理坍塌体得施工人员提供一个安全可靠的施工环境。

对坍塌体表面进行稳定固化处置，包括堆码沙袋、喷射10cm厚C20混凝土、必要时锚杆注浆，保证坍塌体掌子面的稳定。

加强坍塌体周围的地下水引排工作。及时联系项目业主、设计、监理等相关单位现场分析隧道坍塌原因和研究制定处置方案。

二、坍塌体处理方案

坍塌发生后，应根据每个坍塌体的特点制定有针对性的处理方案；如果坍塌体较小，可在保证安全的前提下立即清理坍体后对坍塌面进行及时锚固，初期支护和二衬及时施作。但有的坍塌量较大，甚至堵塞了整个成型洞身，遇到这类坍塌体我们就要制定安全合理的处理方案，采用先护后挖，按超前支护、分台阶、短进尺、弱爆破、早封闭、强支护、勤量测的思路通过坍体。

超前支护可采用管棚法或自进式锚杆注浆固结法，也可两者综合使用。注浆终压按1~1.5Mpa控制，终压持续时间不小于5min，注浆浆液采用净水泥浆，水灰比为0.6:1~1.5:1，注浆前需在坍体前设置止浆墙，以上参数可根据实际施工情况进行调整。

超前支护完成后，在对坍体进行开挖的施工要点如下：

1.对掌子面松散体也要进行先注浆后开挖，防止开挖过程中掌子面预留的核心土失稳。

2.采用分台阶开挖的原则，先上部后下部的顺序清除渣体。

3.初期支护和仰拱施作要及时跟进：分台阶开挖的过程中就要分台阶支护，最后各个台阶的支护要连接为一个整体，每榀钢拱架之间要用连接钢筋连接。

4.采用挖掘机、弱爆破、人工风镐等综合方式相结合的形式开挖，总的原则是尽可能小的扰动松散体，中、下导坑开挖时，左右间距相错不小于3米。

5.对已经成型的进尺段要及时径向注水泥浆补强加固围岩。

6.二衬钢筋混凝土要及时跟进，进尺3~5米就进行二衬施作，一段一段稳步推进。

三、地表坍坑和坍空体的处置

对地表坍坑的处置原则按以下要点进行：

1.在地表坍坑周围设截水沟，防止地表水汇入坍坑区。施工过程中搭棚防止雨水流入。

2.隧道施工二衬后用粘土填平坍坑，回填标高应高于原地面，表面作防水处理。

3.施工过程中坍坑四周需设置安全警戒和标志标识，防止安全事故。

对坍空区的处置：在坍方处，衬砌背后的坍空区必须紧密支撑，当坍方较小时，可用浆砌片石或混凝土填充，当坍方较大时，应作特殊处理，可采用拱上套拱等方式处理。

四、施工完毕后施工质量的检测

坍塌段施工完毕后要重视隧道的无破损检测工作，根据检测的结果对施工缺陷及时进行修补，确保坍塌段施工质量。

五、隧道坍塌的预防

1.超前地质预报

为确保隧道施工的安全，现在施工的公路隧道项目大都采用了无破损地质超前预报技术，地质超前预报技术能包括隧道隧洞不良地质超千万预报和重点施工灾害两大部分，隧道隧洞施工地质灾害的发生，大多与不良地质的存在有密切的因果关系，地质超前预报能提前对不良地质的存在提前预警，包括掌子面前方存在的可以造成坍塌的断裂破碎带、岩溶陷落柱和可以造成岩爆的围岩环境的准确鉴别术，临近水源体时的超前探水及其监测技术，包括坍方、突泥突水和岩爆可能发生的判断技术。施工中通过超前地质预报，可以让施工人员及时掌握即将出现的地质现象，调整施工作业方案，预防坍塌事故的出现。

2.加强施工过程中的监控量测

施工过程中的监控量测是了解围岩变形的重要手段，通过对隧道的周边位移、拱顶和地表下沉、围岩体内位移、支护衬砌内应力和表面应力及裂缝量测、围岩弹性波测试等指标的监控量测，可以及时了解围岩的变化，当发现围岩变形速度加快，应先撤出施工人员和设备，及时安排进行加固措施，防止事故的发生。

3.提高围岩自支护能力

根据国内外施工经验，提高围岩的自支护能力是控制围岩的松弛和坍塌的基本方法，其原则是：稳定掌子面、及时封闭断面和加固地层等措施。

六、结束语

隧道工程作为地下工程，设计方案的可靠性、地质勘查的准确性和施工方案的合理性对预防隧道坍塌具有相当重要的作用；施工过程中也要善于利用各种先进的隧道检测和地质预报技术，辅以丰富的施工经验，最大可能地避免坍塌现象的出现。

当坍塌现象不可避免地出现时，也不要野蛮盲目的进行施工，应依靠参建各方的技术人员和隧道专家集思广益，研制合理的施工处置方案，安全地处理坍塌段。

参考文献：

[1]关书宝.隧道工程施工要点集.北京.人民交通出版社.2003

[2]公路隧道施工技术规范.北京.人民交通出版社.1995