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    摘要由于地质条件复杂在隧道开挖过程中塌方现象时有发生塌方一直是隧道施工中经常出现的工程事故及质量通病及时有效的做好预防工作不仅能保障工程施工安全还能保证工期节省工程投入。该文简要阐述了隧道塌方的主要类型及其发生机理在此基础上分析了塌方发生的原因并提出了常用预防和处治措施。 关键词隧道塌方;机理;原因;防治措施 .... ;;; 0.前言 公路隧道的开挖施工中塌方作为一种比较常发的事故会给隧道施工造成极大的危害比如延误工期、出现比较严重的机械损失甚至威胁着施工人员的生命安全。目前国内很多在建的或者已建的隧道都有过塌方现象。防止塌方的发生、塌方出现后的治理工作已经成为隧道施工的关键所在。隧道施工中造成塌方的原因是多样的有地质自然条件的原因也有人为施工方法、施工质量的原因。因此防塌、治塌工作已经成为隧道施工的首要问题。国内大部分在建或已建的隧道均发生过不同程度的塌方这不仅影响工程进度和施工期间及使用期间的安全更直接影响到隧道的投资费用如何减少隧道塌方是施工和设计人员共同关心的问题。 1.塌方的主要类型及发生机理 1.1洞口塌方 由于洞口段一般为堆积层或风化严重、破碎的岩体其自稳能力及整体稳定性均较差同时处于浅埋地段若在进洞前未对边仰坡采取相应的技术措施或技术措施不到位时进洞时或进洞后将可能引起洞口顶端的围岩发生应力重分布在重力作用下出现下沉或开裂变形。当这些变形发展到一定程度时极限平衡就被打破导致大面积的整体失稳从而发生坍塌。 1.2洞内塌方 洞内塌方包括洞内岩质塌方和洞内土质塌方分别针对的是岩石隧道和土质隧道。当岩质隧道开挖时其周边的岩石处于悬空状态同时发生下沉或收敛变形以释放其内部应力。由于岩石体内存在层理及节理使周边的部分岩块在重力作用下具有下落和挤出的趋势若此时未采取相应的支护措施岩面必然会出现“掉块”现象当这种“掉块”的数量达到一定数值时就是塌方。 同样土质类隧道开挖以后由于围岩的硬度值较低周边一定范围内很快发生松弛变形。随着这些变形的逐渐扩展使围岩的整体强度降低同时土压增加进而发生局部的塑性破坏在围岩内部出现空洞造成局部发生坍塌局部出现下沉塑性区进一步扩大土压力剧增最终导致整体失稳大面积坍塌。 2.塌方的形成原因 塌方的原因有“天灾”也有“人祸”“天灾”主要指隧道施工段的地质因素而“人祸”主要包括设计因素和施工因素。 2.1地质因素 地质因素主要包括以下几个方面 地壳在构造运动的作用下薄层岩体形成小褶曲错动发育地段隧道施工从此处通过常发生塌方;隧道穿过断层及其破碎带一经开挖潜在应力释放承压快围岩失稳而塌方;通过各种堆积体时由于结构松散颗粒间无胶结或胶结差开挖后引起塌方;隧道穿过浅埋或隧道进出口附近围岩自稳能力差或受偏压影响开挖中引起坍塌;岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体在地下水的作用下软弱面的强度大大降低因而发生塌方;地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和塌方;围岩比较差、断层或节理面呈楔形状态构成不利组合在内应力或地下水的作用下产生突然塌方这种塌方是最不易观察和发现的也是比较危险的。 2.2设计因素 隧道施工前的设计对施工的安全性起着重要作用如果在勘测设计阶段对隧道要经过的地段的地质情况掌握的不全就不能正确地分析该地段是否存在着比较特殊的或者不良地质现象。如果不能正确分析就有可能把隧道设在地质条件不好的位置导致塌方发生。隧道设计还要考虑地质条件可能会发生的变化并根据变化及时地对支护参数进行调整否则就有可能在施工时发生塌方事故。 2.3施工因素 包括开挖方式、开挖方法不适合实际围岩类别;施工顺序不适合实际围岩类别;支护方式与方法不适合实际围岩类别;支护闭合时间过长;断面选择不当如应选择小断面分部开挖而不恰当地选择大断面开挖;二次衬砌施作时间选择不当施作二次衬砌时间过迟初期支护变形过大或部分失效而发生坍方。施工作业安排不当围岩暴露时间过长而未能及时支护等等是都由于施工方式和顺序的不当引起的。 3.隧道塌方的征兆 3.1预防施工塌方的措施 实施施工全过程的工程地质超前预报工作通过工程超前预报提前预测发现前方不良工程地质状况及时制定施工方案呈报业主、监理工程师审批确保施工方案的正确可行。全过程、全方位进行围岩量测。对已施工地段围岩及支护状况的安全、稳定作出定性、定量分析反馈指导于施工。为维护围岩深层稳定必要时建议增加预应力锚索确保已开挖地段的工程地质体的稳定。 严格实施光面爆破施工技术确保开挖周边轮廓的平整及顺直并严格控制初期支护的施工质量确保初期支护及时可靠严格执行掘进爆破后及时喷射混凝土封闭开挖面的规定使围岩与初支护及时组成一个承载体系充分发挥围岩自身承载能力。 3.2有效处理塌方的措施 3.2.1根据具体情况制定处理方案 (1)发生掌子面塌方主要是因为施工前对地质情况不了解或者施工不当引起的。要对塌方面采用早强锚杆和挂设钢筋网喷护混凝土措施有需要的时候也可以采用加长小导管超前支护或者加强支护通过塌方段进行处理。 (2)初期支护后地段发生塌方多是因为后期支护做的晚使得前期支护变形或者是初期支护强度不足不能控制围岩变形等对于这种塌方要强化监控量测力度做好后期支护加强支护把钢筋网架于塌方洞内采用加强支护通过塌方地段。 (3)对于塌方方量在50020003的中型塌方不能回填实塌方塌洞在支护体顶面要做好保护层及坍塌缓冲层。 (4)塌方方量在20003上的大型塌方一般进洞口都被堵塞要在塌方体内挖洞所以要对塌体进行注浆固结比较常见的方法是采用可以一次通过塌体的长大管棚。然后再用小导坑贯穿开挖成洞型钢等加强支护要紧跟上。 3.2.2根据地质与地下水情况制定处理方案 (1)完全由地质情况引起的塌方要加固围岩使用超前注浆支护型钢钢架强支护方法通过塌方段。 (2)如果由于地质和地下水的原因引起的塌方首先要对地下水进行堵、截、排的工作水处理工作完成后再进行塌方处理。 (3)如果是冒顶塌方要安排地表径流水排泄工作以免引起塌方范围的扩大。 4.小结 隧道塌方会对工程的安全造成很大的危害所以在施工过程中要采取有效的措施避免塌方发生把防塌、治塌作为重中之重。防塌就要在地质勘测上下功夫为隧道设计提供较为全面的材料提前勘察出不良地质在此基础上制定出切合实际的设计。隧道施工中应严格遵循“短进尺弱爆破紧支护勤量测”的指导方针根据隧道坍塌征兆、监测成果采取必要的措施防止发生坍塌在发生塌方后并根据具体情况采取相应的处理措施尽量减少损伤。并通过不断总结、创新开发出更有效、更经济、更先进的防塌技术、设备、器材彻底杜绝隧道施工坍塌现象。 参考文献 [1]王梦恕.中国隧道及地下工程修建技术[].北京人民交通出版社2010. [2]赵月明.浅谈隧道塌方的预防及处理[].建筑与工程2008. [3]冷文彬.浅谈隧道塌方原因分析及有效处理措施[].施工技术2009. [4]任文胜.隧道塌方原因分析及处理方案研究[].山西建筑2008(3).

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