复杂地质条件隧道施工中塌方成因及预防

复杂地质条件隧道施工中的塌方成因及预防摘要：随着我国道路建设范围的扩大，隧道施工在施工过程中所占比例也越来越多。塌方可以说是隧道施工中最为常见、也是对工作人员生命安全最为严重的安全事故，导致塌方事故的原因有很多，本文在对其中最主要的四项因素进行总结和分析的基础上，对如何预防塌方事故的发生进行了讨论和研究。

关键词：复杂地质；隧道施工；塌方；事故原因；预防

1 引言

隧道施工的方法和手段多种多样，所面临的地质条件也是千差万别，但是总的来说，想要保障施工质量，都必须要在施工过程中采取合理的加固预防措施，以免在隧道施工或投入使后出现问题时再进行补救处理。虽然这种居安思危的思想会在一定程度上增加工作量和资金投入，但是由此带来的长期社会效益和经济效益却是无法估量的。随着我国道路建设范围的不断扩大，隧道工程在道路施工中也日趋频繁，通过施工经验多积累，技术人员对塌方问题的处理能力得到了有效提升，并形成了一套科学、合理、有效的防塌方施工方法，为避免隧道工程塌方事故的发生做出了积极的贡献。

2 复杂地质条件下隧道施工中塌方事故的成因

隧道塌方事故的成因是多种多样的，笔者通过对以往事故成因的分析与研究，认为事故的发生主要是由四方面因素所导致，分别是设计原因、地质原因、人员认识及施工原因。

2.1 设计因素

在对隧道工程的施工等有关情况进行设计的过程中，所采用的设计方法主要有理论计算法、工程类比法和现场监控法三种方式，其中，以工程类比法的应用最为广泛。如果前期的勘察工作没有对围岩的详细情况进行了解，或是在对围岩情况的判断上存在失误，那么设计人员所选择的支护类型就会与工程所在地的实际情况出现差异，按照错误设计所进行的施工就非常容易出现围岩松弛坍塌等问题。另外，对勘察工作的范围、内容设计不周也会使勘察工作的效能无法得到充分发挥，在很大程度上增加施工过程中塌方事故的发生概率。

2.2 地质因素

从本质上来看，隧道工程属于地下工程，所面临的地质情况千差万别，施工过程会在很大程度上受到不可预见的地质条件或地质现象的影响，在施工过程中所遇到的岩爆、膨胀土、瓦斯、偏压浅埋、断层破碎带、地下水、高地应力、岩溶等都是典型的不可预见因素，这些因素的存在不仅增加了施工难度，也对施工安全性造成了严重的威胁。另外，隧道的开挖跨度也大多较长，除了形状扁平以外，对于防水的要求也相对较高，现阶段勘探水平的不足及其它主客观因素都极大的增加了隧道施工的难度和塌方事故的发生概率。例如在笔者曾经参与的一次隧道施工中，地层岩性为碎块及砂土状的强风化熔岩凝灰岩层，渗透系数较大，为强过水通道，水量也相对丰富。在施工过程中，水渗入到围岩当中，使软化系数较大的岩石的强度降低，导致结构面的抗剪强度明显减小，最后造成塌

方。

2.3 人员认识因素

不可否认的是，在现阶段的不少隧道施工项目中，“不塌方、不赚钱”的思想还是有着较高的“群众基础”的，甚至有些施工单位的负责人对于塌方事故还存在着“热切期盼”的心理，希望因塌方所带来的设计变更及施工量的增加会给他们带来更大的经济利益。另外，大部分的施工人员也将地质勘探工作视为设计、勘察人员的任务，在施工过程中没有给予地质勘测及预报工作以足够的重视，这样就使得设计人员对施工过程中地质条件的变化情况无法进行

及时的掌握，由此产生的问题也得不到妥善处理，进而增加了施工过程中塌方事故的发生概率。

2.4 施工因素

在众多诱发隧道施工塌方的因素中，施工因素无疑是最直接的。在对施工位置地理情况了解不充分的情况下，就容易选择那些与实际情况不相称的施工方法（例如过多的使用炸药、急于进洞、围岩暴露时间过长、支护不及时不到位、爆破方式的不合理选择等），也容易使施工方式不适合围岩情况（例如本应采用先墙后拱法却选择了先拱后墙法，或是本应进行小断面开挖，却采用了大断面开挖等），错误的施工方式加上补救措施的不及时，就会导致塌方事故。另外，在发生塌方事故以后，没有采取合理的应对措施，也会造成更加严重的塌方事故。所以说，施工的不规范是导致隧道塌方事故的主要因素。

就现阶段的实际情况来看，我国公路隧道施工的技术及管理水平普遍存在着参差不齐的现象，部分施工企业不重视对有关理论知识的学习和实践，没有形成规范化施工的理念，仅凭以往的施工经验来完成当前的施工项目，这样必然无法保证施工的规范性和合理性。

3 如何防控隧道施工中塌方事故的发生

通过对隧道施工塌方事故原因的分析，笔者认为，想要有效避免塌方事故的发生，主要应从以下三方面开展工作：

首先就是要做好地质勘查和监测工作。工作人员应通过钻探等手段对工程所在位置的地质、水文资料进行全面的勘察和了解，力求资料的详细性和准确性。使隧道位置的选择避开那些水文地质情况不良的区段，设计人员应在对现有资料进行充分掌握的情况下，对隧道口的位置进行合理选择，并做好施工设计及支护工程设计，让设计内容与实际地质情况相符，从源头上降低塌方事故的发生概率。

其次，在正式开始施工前，要对设计文件的内容进行校核，对存在疑问的区段进行补测，以免使施工在可能发生塌方事故的区段进行。与此同时，在施工过程中也应时刻做好应对塌方事故的准备，做到对事故的及时应对。如果施工是在不良地质情况的区段进行，则应采取先排水、短开挖、弱爆破、强支护、快衬砌等步步紧跟的施工手段，以便在最大程度上消除不利地质因素所带来的不良影响，最大程度避免塌方事故的发生。

最后就是要对出现塌方的征兆进行了解和掌握。隧道塌方从表面上看是突然发生的，但实际上在事故发生前，也会表现出一定的征兆。例如洞内无故尘土飞扬、顶部围岩的裂缝位置开始出现岩粉或裂缝不断增大以及不断的掉落石子等，这些现象都说明了塌方事故即将发生；如果支撑变形开始增加或出现损坏，则说明围岩的压力正在不断加大，存在发生塌方的可能性；如果围岩中的水压增加或突然出水，工作人员则应对水质情况进行观察，由于水流会将围岩缝隙中的填充物冲刷带走，因此当水质由浑浊变清澈的时候，说明填充物已经冲刷殆尽，极有可能发生塌方事故。另外，如果顶部围岩滴水的位置在不断的发生变化，则说明岩体正在发生变形，可能在未来一段时间内发生塌方事故。

除了上面所介绍的内容外，施工过程中还有很多现象在表明塌方事故即将发生，应在施工过程中注意对其进行观察和总结。一般来说，隧道施工中的塌方事故都是可以预见的，当支撑变形或损坏时，应及时进行修复或重新加固；当观察到异常情况时，应及时上报给管理人员，使其能够及时的采取有效措施进行处理；在交接班过程中，应对现有情况进行充分说明，以便接班人员能够做到心中有数。

4 结语

在隧道施工中，对于塌方事故的预防是非常重要的，因为它不仅影响着施工单位的社会信誉，也直接关系到工作人员的生命安全，因此那种“盼塌方”的思想所表现出的不仅是一种对经济利益