谈公路隧道塌方的原因及预防与处理措施

文章编号：1009-6825（2012）36-0181-02

谈公路隧道塌方的原因及预防与处理措施

收稿日期：2012-10-27

作者简介：李建平（1972-），男，工程师

李建平

（朔州路桥建设有限责任公司，山西朔州036000）

摘要：结合公路隧道塌方的危害，对塌方的原因进行分析，提出了塌方的预防措施，并对公路隧道塌方的处理措施作出详细阐述，以确保隧道的安全运营。

关键词：公路隧道，塌方原因，预防措施，处理措施

中图分类号：U457．5文献标识码：A

0引言

随着我国公路事业的迅速发展，低等级、高等级公路隧道越来越多，而建设过程中公路隧道大大小小的塌方，轻则给施工带来很大经济损失，重则造成了人身伤亡事故，甚至是特大质量安全事故。因此，必须通过预防公路隧道塌方对公路隧道塌方原因进行分析，制定有效可行的预防措施，一旦塌方，应有合理的处理措施。

1公路隧道塌方的原因分析

公路隧道较铁路隧道而言，断面较大，尤其是通过不良地质地段，更易产生塌方事故。隧道开挖时，导致塌方的原因有多种，归结为自然因素及人为因素两种。自然因素，即地质状态，受力状态，地下水变化等。主要是地质和水文地质的突然变化引起的人为因素，及不适当的设计或者是不当的施工作业方法。发生塌方的主要原因如下：

1）不良地质及水文地质条件的原因。

a．由于隧道穿过断层及其破碎带或者薄层岩体的小褶曲，错动发育地段，堆积体、软弱构造面时，开挖时潜在应力迅速释放，围岩失稳造成掉块、塌落。

b．隧道穿越底层覆盖薄，比如：沿河傍山段、偏压地段、沟谷凹地浅埋段和丘陵浅埋地段，都容易发生塌方现象。

c．水又是塌方的主要原因之一，地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用，加剧岩体的失稳，塌落，岩石软硬相间或由软弱导致软弱夹层的岩体，由于地下水的作用导致软弱面的强度降低，从而发生滑坍现象。

2）隧道设计原因。

a．隧道选址时，由于地质调查不够详细，也没有详细的分析，没有查明可能塌方的各种因素，没有绕开本可以绕避的不良地质地段。

b．缺乏详细的地质资料及水文地质资料，导致施工方案的失误，引起塌方。

3）施工方法及措施不当的原因。

a．若施工方法与地质条件不相适应时，易发生塌方，比如地质条件不符合全断面开挖时，采取全断面开挖。

b．当地质条件发生变化时，没有及时改变施工方法，仍然采用原方案中的施工方法，如围岩从岩体变为土体时。

c．锚喷支护不及时，钢支撑架立不符合要求、喷射混凝土质量不符合要求导致塌方。

d．地层暴露过久，引起围岩松动，风化，导致塌方。

e．围岩爆破用药量过多，由于强爆破的震动引起塌方。

f．对围岩存在的危石不重视、不及时、处理措施不当引起塌方。

g．采用新奥法施工，未按照规定进行监控量测或者信息反馈不及时，引起决策错误，措施不当引起塌方。

h．偷工减料现象严重，比如设计的超前支护没有支护，系统锚杆不打设或不按设计打设造成塌方。

2公路隧道塌方预防的设计措施

1）设计阶段，勘察单位要提高勘察精确度，对工程的水文地质条件，周边环境情况必须调查充分，保证勘察资料的真实性，尤其要对地质条件复杂可能对整个工程的危害要有详细说明。而设计单位更要严格按照工程建设的强制性标准设计，在因地质复杂而有可能滑坡、坍塌的工程，设计中必须有专门的安全防护设计，方可有效预防特殊地质引起的塌方。

2）隧道设计应该是动态设计及施工设计完成后不是一成不变，应以施工中的监控量测信息及时修正设计，调整支护系数，使设计更合理。

3公路隧道塌方预防的施工措施

1）对预防塌方来说，选择合理的施工方法及措施很重要。因此，要以实际的水文、地质、地貌、环境情况，编制专项施工技术方案和安全措施，并要对方案进行评审，使施工方案更科学、合理。在掘进到地质不良围岩破碎地段时，应采取“先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”的施工方法。

2）要加强对塌方的预测。

要保证施工作业安全，及时发现塌方的可能性及出现的征兆，根据不同情况控制塌方的措施，在施工阶段进行塌方预测，预测塌方的方法有：

a．一般量测法。通过监控量测按时量测观测点的位移、应力，对实测数据进行分析发现不正常的受力，位移状态，必须重视及有可能导致塌方。

b．观察法。在公路隧道的掘进工作面采用钻探法对地质情况、水文情况探测，同时对掘进工作面进行地质扫描，分析判断掘进前方有无可能要发生塌方；定期和不定期的观察洞内围岩的受力及变形；检查支护结构是否发生了较大的变形；观察岩层的层理，节理裂隙是否变大，坑顶或坑壁是否松动掉块；喷射混凝土是否发生脱落；地表是否下沉等。如果出现如下征兆，隧道即可能出现塌方：监控量测数据反映的围岩变形速率或者数值超出容许范围。喷射混凝土产生纵、横向的裂纹或龟裂且较长。钢支撑发生变形甚至断裂。隧道拱顶，侧墙出现掉块或者钢支撑间隙不断露出碎石等。岩石的层理、节理缝、裂隙等变大或张开。隧道渗水，滴水突然加剧或者变浑浊。隧道壁面挤压变形，且能听到异

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第38卷第36期2012年12月山西建筑

SHANXI ARCHITECTURE

Vol．38No．36

Dec．2012

常声响。

c．微地震学测量法和声学测量法。微地震学采用利用地震测量原理制成的灵敏专用仪器，声学测量法，通过测量岩石的声波分析确定岩石的受力状态，预测塌方。以上三种预测塌方的方法，均可体现隧道的塌方征兆，对出现的征兆应高度重视，并采取

强有力的措施处理，

避免塌方的现象发生。3）要加强初期支护、控制塌方。

初期支护质量的好坏，直接影响到隧道的整体稳定性。开挖后应及时进行喷锚支护或喷锚网联合支护，并应考虑采用早强喷射混凝土。早强锚杆和钢支撑支护措施，能有效防止隧道局部坍塌，提高隧道整体质量。

4隧道塌方的处理措施

隧道一旦塌方应及时处理，防止塌方范围扩大。1）隧道发生塌方后，应详细观察塌方范围、形状、塌穴的地质

构造，查清楚造成塌方的原因以及地下水活动的情况，经分析后制定出处理方案。2）处理塌方时先加固未塌地段，处理方法如下：a．小塌方，

纵向延伸不长、塌穴不高；先加固塌体两端洞身，并抓紧喷射混凝土或采用喷射联合支护封闭塌穴顶部。再进行清理，在确保安全的前提下，也可在塌渣上架设临时支架，稳定顶

部，

然后清理。b．大塌方，塌穴高，塌渣数量大，塌渣体完全堵住洞身时，宜采取先护后挖的方法，当查清塌穴规模大小和穴顶位

置后，

采用管棚法和注浆固结法稳固围岩体和渣体，使其基本稳定后，按先上后下的顺序清除渣体，采用短进尺、弱爆破、早封闭的原则挖塌体，尽快完成衬砌。c．塌方冒顶，在清渣前应支护陷穴口，地层极差时，在陷穴口附近地面打设地面锚杆，洞内可采用

管棚支护和钢拱架支撑。d．洞口塌方，

可采用暗洞明作的办法。5结语

隧道塌方事故的发生往往造成人员伤亡和巨大的经济损失，

这些警示人们应高度关注隧道的施工安全，施工中要把塌方防治作为“重中之重”的工作来抓，只要充分认识了隧道的地质条件，

严格按照设计及规范施工，做到“科学管理，精细施工”，隧道塌方是可以避免的，隧道塌方的原因为自然因素和人为因素，但人为

因素更为重要，只要从管理上下大功夫，以“科学管理”为宗旨，加强技术管理，

能有效预防隧道的塌方。一旦隧道塌方，更要制定科学可行的施工处理方案，力求及早处理，不留后患。参考文献：［1］JTG F60-2009，公路隧道施工技术规范［S ］．［2］JTG /T D70-2010，公路隧道设计细则［

S ］．［3］刘永志．凤凰山隧道塌方处理技术［J ］．山西建筑，2011，37

（1）：176-177．

Discussion on collapsible causes and prevention and solving measures of highway tunnel

LI Jian-ping

（Shuozhou Highway ＆Bridge Construction Co．，Ltd ，Shuozhou 036000，China ）

Abstract ：Combining with collapsible hazards of highway tunnel ，the paper analyzes the collapsible causes ，puts forward preventive measures ，and describes the collapsible solving measures of highway tunnel ，so as to ensure the tunnel operation safe．Key words ：highway tunnel ，collapsible causes ，preventive measures ，櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅solving measures

（上接第127页）1）应专人负责保温、养护工作，做好测试记录；2）保湿养护的持续时间不得少于14d ，应经常检查塑料薄膜的完整情况，保持混凝土表面湿润；3）保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土表面温度与环境最大温差小于20ħ时，可全部拆除。

4．3温度控制

为控制大体积混凝土的温度变化，应在基础大体积混凝土表面、混凝土中心、混凝土底部布置温度测点，并应有专门人员进行测温及记录。一般情况下前5天每隔2h 测一次，6d 后每隔4h 测一次。在大体积混凝土温度控制过程中，当大体积混凝土中心

温度与外界环境温度之差小于25ħ时，便可以停止对混凝土蓄水，但此时塑料薄膜还不能揭开，仍需要进行表面的保湿养护。当大体积混凝土中心温度与外界环境温度之差小于20ħ时，便可停止养护措施，

同时停止测温，进入下一道工序。在大体积混凝土降温过程中，尤其是前4天，不宜降温过快，应把其降温的速度控制在每天1．5ħ 2．0ħ。快速降温不利于大体积混凝土强

度增长，

也不利于应力松弛效应的发挥，同时大体积混凝土容易出现裂缝，可见大体积混凝土养护过程中温度控制至关重要。

5结语

随着社会经济的发展，大体积混凝土基础工程屡见不鲜，混

凝土体积也由原来的几百立方米增加到几千立方米，甚至特殊工程大体积混凝土达到上万立方米，这将对于大体积混凝土施工技术提出了更高的要求，也对项目技术人员和项目经理提出了更高的要求。这要求我们在工作中不断加强新技术新理论的学习，并总结实际经验，同时需要紧抓施工环节，严格施工过程的管理，只有在施工过程中严格控制才能确保工程质量，才能不断提高我们的施工水平。

参考文献：

［

1］叶昌琳．大体积混凝土施工［M ］．北京：中国建筑工业出版社，

1987．［2］赵志绪．新型混凝土及其施工工艺［M ］．北京：中国建筑工业出版社，

1986．［3］林亦赏．浅谈大体积混凝土的施工技术［J ］．科技创新导报，

2008（6）：23-24．［4］鄂

宏．建筑工程大体积混凝土施工技术研究［D ］

．大连：大连理工大学，

2003．On large concrete construction technique for foundation projects

LIU Shi-xing

（Shanxi Architectural Engineering （Group ）Corporation ，Taiyuan 030002，China ）

Abstract ：Combining with the features and difficulties ，the paper indicates the construction technical requirements and construction methods for the large concrete ，and points out all the steps in the construction should be controlled strictly in the construction process ，so as to ensure the construction quality．

Key words ：large concrete ，crack ，construction methods ，technical requirements

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281·第38卷第36期2012年12月

山西建筑