本文選自期刊《山西大同大學(xué)學(xué)報(bào)》，論述了公路隧道洞內(nèi)的坍方處理，以供大家參考和下載。公路工程論文投稿期刊推薦《中外公路》(原《國(guó)外公路》)創(chuàng)刊于1980年，雙月刊，由交通部主管，長(zhǎng)沙理工大學(xué)(原長(zhǎng)沙交通學(xué)院)主辦。它是介紹國(guó)外公路信息的中央級(jí)技術(shù)類科技期刊[1]。
　　【摘要】由于我國(guó)山區(qū)面積廣大，且地質(zhì)條件非常復(fù)雜，加上施工管理不當(dāng)，在開挖隧道的工程中常有坍方的事故發(fā)生。正確的認(rèn)識(shí)進(jìn)而做好防護(hù)措施不僅能保障施工人員的安全，而且能節(jié)約成本，提高工作效率。該文闡述了洞內(nèi)坍方的分類及原因，進(jìn)而提出了常用的處理方法。

　　【關(guān)鍵詞】坍方,原因,征兆,防治措施

　　0.前言

　　隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的公路事業(yè)得到了前所未有的高速發(fā)展。尤其是西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，為了在山區(qū)縮短道路里程，隧道大規(guī)模的建設(shè)成了必然的趨勢(shì)。我國(guó)已經(jīng)在隧道建設(shè)上取得了矚目的成就。但由于山區(qū)地質(zhì)復(fù)雜，開挖過(guò)程中塌方時(shí)有發(fā)生，給國(guó)家?guī)��?lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失，也威脅著施工人員的安全。因此，在開挖過(guò)程中如何防塌，治塌成了隧道發(fā)展中的一個(gè)重要研究的課題。

　　1.隧道洞內(nèi)坍方的分類

　　隧道洞內(nèi)塌方按是否引起地表塌陷分為冒頂塌方和坍腔塌方。冒頂塌方即塌方坍到了地表，引起了地表下陷。坍腔塌方：未對(duì)地表產(chǎn)生塌陷的影響。

　　2.隧道塌方的原因

　　塌方的原因分為主觀原因和客觀原因兩種。主觀原因包括設(shè)計(jì)因素和施工因素；客觀因素包括自然氣候和地質(zhì)因素。

　　(1)設(shè)計(jì)因素：設(shè)計(jì)是施工的先導(dǎo)，對(duì)施工人員的安全性起著決定性的作用。a.勘測(cè)設(shè)計(jì)階段對(duì)隧道要經(jīng)過(guò)的地段地質(zhì)掌握不全，把隧道設(shè)在了地質(zhì)不好的位置。b.設(shè)計(jì)的支護(hù)參數(shù)略小，確保不了自開挖到二次襯砌完成這段時(shí)間內(nèi)圍巖的穩(wěn)定性。c.在特殊不良地質(zhì)如溶洞，斷層及破碎帶處的處理措施不合適。

　　(2)施工因素：a.在某段特殊的地質(zhì)條件下，需要采取超前支護(hù)二沒(méi)有采取，或者盡管采取了但其質(zhì)量和數(shù)量并未達(dá)到要求，即所謂的偷工減料。b.爆破的方法有問(wèn)題，以致對(duì)圍巖的擾動(dòng)太大。c.開挖的方法不恰當(dāng)，如該采用短臺(tái)階法而采用了長(zhǎng)臺(tái)階法。d.初期支護(hù)沒(méi)按著設(shè)計(jì)中進(jìn)行，例如噴射的混凝土的厚度不夠，錨桿的直徑，長(zhǎng)度不夠。e.二次襯砌沒(méi)及時(shí)跟上，使圍巖無(wú)法承受應(yīng)力重分布所帶來(lái)的直接作用而塌方。f.在軟弱圍巖中，沒(méi)有做仰拱，無(wú)法封閉圍巖，阻止圍巖過(guò)大的變形，提高整體承載力。

　　(3)自然氣候因素：大量的雨水沿著山體破碎的巖縫，節(jié)理滲入到圍巖中，會(huì)使裂隙水發(fā)育，部分圍巖內(nèi)壓力增大甚至圍巖失穩(wěn)，破壞了圍巖的自承結(jié)構(gòu)。另外，大量的雨水進(jìn)入山體后，水壓最終要由襯砌來(lái)承受，以致隧道的初期支護(hù)承載力達(dá)到極限而倒塌。

　　(4)地質(zhì)因素：當(dāng)隧道通過(guò)石質(zhì)，土質(zhì)等各種堆積體時(shí)，由于結(jié)構(gòu)松散，顆粒間無(wú)膠結(jié)，開挖后引起坍塌。當(dāng)軟弱結(jié)構(gòu)面的發(fā)育或者泥質(zhì)充填物太多，都會(huì)引起較大的坍塌。隧道穿過(guò)斷層以及其破碎帶，錯(cuò)動(dòng)的地段，一經(jīng)開挖，潛在應(yīng)力立刻釋放，圍巖失去穩(wěn)定，小則引起圍巖掉塊，大則引起塌方。地下水的軟化，浸泡，沖蝕，溶解等物理化學(xué)作用加速巖體的失穩(wěn)和坍落。

　　3.隧道坍方的征兆

　　(1)隧道壁面擠壓變形。

　　(2)量測(cè)信息所反應(yīng)的圍巖變形速度或數(shù)據(jù)值超過(guò)允許值。

　　(3)噴射混凝土產(chǎn)生縱橫向的裂紋或龜裂。

　　(4)在坑頂或坑壁發(fā)現(xiàn)不斷掉下土塊、小石塊或構(gòu)件支撐間隙不斷變大、張開。

　　(5)巖層的原理、節(jié)理縫或裂隙變大、張開。

　　(6)支撐梁、柱變形或折斷，楔子壓扁劈，填塞木彎曲折斷，扒釘受力變形，木支撐發(fā)出“劈啪”破裂聲。

　　4.預(yù)防措施

　　(1)先排水：在施工前和施工中采取相應(yīng)的防排水措施，盡量將開挖范圍之外的水截住，不讓水流進(jìn)洞中。

　　(2)短開挖：在圍巖地質(zhì)較差的地段，控制每循環(huán)開挖進(jìn)尺，每次立一個(gè)工字鋼拱架且拱架必須緊貼掌子面，使拱頂與拱架之間沒(méi)有空隙。

　　(3)強(qiáng)支護(hù)：針對(duì)圍巖和低壓情況加強(qiáng)初期支護(hù)確保支護(hù)結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度，采取增加拱架的本身剛性強(qiáng)度，減小拱架間距及噴射混凝土的厚度，有時(shí)也可以采取模板澆筑混凝土盡早封閉。

　　(4)快襯砌：必要時(shí)二次襯砌工作緊跟開挖工作面進(jìn)行，力求襯砌盡快成環(huán)，和初期支護(hù)共同受力。

　　(5)勤檢查：安排專人對(duì)支護(hù)及圍巖等進(jìn)行檢查和測(cè)量變形，發(fā)現(xiàn)圍巖有變形或者異狀，立即采取有效措施進(jìn)行處理。

　　5.處理方式

　　5.1冒頂塌方

　　第一步要進(jìn)行地表陷穴處理。(1)進(jìn)行地表和陷穴的排水，(2)在陷穴邊坡打注漿鋼花管掛網(wǎng)噴混凝土加固，以防止坍方的繼續(xù)延伸擴(kuò)展。(3)根據(jù)實(shí)際情況，決定是否采用對(duì)坍方漏斗松散體進(jìn)行深孔注漿固結(jié)。(4)坍口四周做截水天溝和排水溝。

　　第二步：洞內(nèi)施工。(1)采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行開挖坍體，并以小管棚輔助進(jìn)行開挖。(2)初期支護(hù)采用足夠強(qiáng)度的鋼拱掛網(wǎng)噴混凝土，并適當(dāng)?shù)脑黾又鼙谧�漿小導(dǎo)管配合前進(jìn)。(3)二次襯砌采用足夠強(qiáng)度的如（C30）混凝土，主要受力筋應(yīng)為雙層直徑至少為25mm的帶肋鋼筋。

　　第三步：對(duì)地表坍口進(jìn)行回填，回填采用不透水黏土為最佳，回填的高度應(yīng)高出原來(lái)地面半米到一米。如果地表坍口附近很難找到不透水黏土，可以換為坍腔四周刷坡，做成簸箕狀。簸箕地面應(yīng)保證有一定的坡度，約4%-6%,以方便排水。

　　5.2坍腔式坍方處理方式

　　5.2.1大型塌方

　　一般不進(jìn)行清渣處理，因?yàn)樘�塌體體積太大，所耗費(fèi)的時(shí)間太長(zhǎng)，且要耗費(fèi)大量的物力財(cái)力。采用注漿管柵法來(lái)做整體加固處理比較合適。

　　(1)要設(shè)置止?jié){墻：可采用厚1.0米的素混凝土或者2.0米厚的漿砌片石。(2)預(yù)埋孔口管，進(jìn)而進(jìn)行注漿。(3)施做管棚后，進(jìn)行開挖支護(hù)。

　　5.2.2中小型的坍方則要進(jìn)行坍體清理

　　土質(zhì)類坍方一般都是大型坍方，很少有中小型塌方，下面詳細(xì)敘述如何處理巖石類坍方。

　　從坍腔口可觀察到坍壁穩(wěn)定的情況下，根據(jù)坍腔的高跨比的大小來(lái)采取相應(yīng)的處理方法：

　　當(dāng)坍腔的高跨比小于0.70時(shí)，用“外內(nèi)防”的方法進(jìn)行處理。利用圍巖暫時(shí)處在基本穩(wěn)定的狀態(tài)，邊清理坍體邊處理，趁機(jī)沿坍塌面采用噴錨支護(hù)技術(shù)加固為坍塌的底層，即外層支護(hù)。然后沿著二次襯砌外輪廓線，用鋼筋混凝土做個(gè)支護(hù)的殼體，即內(nèi)層初期支護(hù)。與此同時(shí)，用鋼架將內(nèi)外層初期支護(hù)連成一個(gè)整體，待二次襯砌完成后，沿著內(nèi)層初期支護(hù)的外輪廓線依次設(shè)置防水層，混凝土護(hù)拱，一米以上的土層緩沖層，即防護(hù)層。

　　當(dāng)坍腔的高跨比大于等于0.70時(shí)，采用“外防”的方法處理。即在坍方發(fā)生后，利用圍巖的自穩(wěn)能力，趁機(jī)沿著坍塌面進(jìn)行外層支護(hù)，不必設(shè)內(nèi)層初期支護(hù)，等到二次襯砌完成后，同樣要設(shè)置防水層，混凝土護(hù)拱和一米以上的土層緩沖層。

　　6.結(jié)語(yǔ)

　　隧道的塌方帶來(lái)的損失是慘重的，因此在整個(gè)工程中從設(shè)計(jì)到施工都要嚴(yán)格按照規(guī)范來(lái)做，只有每一步都做到位，國(guó)家的經(jīng)濟(jì)才能更高效，更經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

　　【參考文獻(xiàn)】

　�。郏保蓠T衛(wèi)星.隧道坍方處理方案例分析.西安交通大學(xué)出版社,2002,1.

　　［２］張倬元.工程地質(zhì)分析原理.地質(zhì)出版社,2009,6.

　�。郏常蓐懥謴�(qiáng).冒頂隧道的施工技術(shù).隧道建設(shè),2000,4.

---

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)自：http://www.jinnzone.com/kejilw/gonglugongchenglw/26785.html