浅埋隧道施工塌方原因分析及对策

浅埋隧道施工塌方的原因分析及对策

摘要：塌方事故在隧道工程施工中屡见不鲜，特别是浅埋段更是事故多发地段。本文对引发塌方事故的主要因素进行分析，并提出相关的处理建议，目的在于提高工程施工质量，确保施工安全。关键词：隧道工程；塌方；应对措施

中图分类号：u45 文献标识码：a 文章编号：

近年来我国公路建设项目繁多，其中不乏隧道工程施工，虽然施工技术水平有了较以往有了很大进步，但是在实际工程施工中还是难免出现塌方事故，既造成财产损失，又威胁到施工人员的生命安全，应引起高度重视。因此，采取有效措施对塌方事故进行预防是十分必要的。

一、导致发生隧道浅埋段塌方冒顶事故的主要因素

1.工程水文地质条件

在进行隧道设计以及隧道施工的过程中一定要充分考虑所在工程项目的水文地质条件情况。而对于隧道浅埋段来说，通常都是经过较长年代的变化发展逐渐形成的，受到了各种自然因素以及人为活动的影响。与此同时，还可能出现大量水的活动并深受其影响，由此可见，隧道浅埋段水文地质条件主要有三大特点，分别是复杂性、不确定性以及多样性等。到目前为止很多设计单位在开展地质工作的时候都会先从宏观认识逐渐到微观认识，采用从区域地质研究到工点地质研究的方法。如果隧道地质条件相对复杂，还需要在勘测的时候展开加深地质工作。此外，还进一步加强了对重要隧道

的勘探、钻孔以及地质预报等工作的重视程度。

2.对工程施工现场采取的施工技术以及管理措施

在制定隧道施工技术方案的时候一定要以项目工程水文地质条

件作为基础，由于水文地质条件具有复杂性、多样性以及一定的不确定性，导致施工管理措施和施工技术方案的复杂程度也相应增加，并且具有不完善性，在实际施工中，造成隧道施工事故的一个主要原因就是现场管理人员以及施工作业人员对现场地质条件的

认识不够充分。经过长期以来总结的施工经验发现，采取合理的施工技术以及管理措施能够避免由于对地质条件认识不足所产生的

风险，提高施工团队的协作能力，确保施工企业在面临风险时具有一定的抵抗和应变能力。

二、有效处理隧道浅埋段发生的塌方事故

在处理隧道浅埋段发生的塌方事故的过程中，应该严格遵循先预防控制、再有效处理的原则，按照洞外、洞内、洞顶的顺序来解决。在发生塌方事故以后，应该对事故穴位进行充分调查，并以事故发生点的地质构造为基础制定相应的加固解决方案。首先应该避免坍方出现继续扩大现象，尽可能的采取一些有效措施消除可能引起扩大坍塌的因素，另外还要进一步加固出现塌方问题的顶部侧壁以及前后支护等，避免坍方不断的扩大；在完成洞顶坍塌面的加固处理之后，将洞内的坍塌物清理干净，做好掌子面的支护工作，在隧道浅埋段的拱顶位置预留导流管，并在侧壁上面设置相应的引水孔，避免围岩受到过大的水压力。在完成辅助和初期支护工作之后，需

要尽快展开二次衬砌施工，并在衬砌混凝土的强度等级满足施工要求之后，及时回填塌方段的地面。

四、为避免发生隧道浅埋段塌方事故采取的预防措施

1.在开挖到浅埋段位置之前，要求所有施工管理人员对设计图纸有一个充分的认识，并安排经验丰富的工作人员在现场核对浅埋段的地质条件、围岩节理发育情况以及偏压等，编制科学合理的施工方案。在施工的过程中及时关注开挖工作面出现的地质变化情况，在出现涌泥、整体性降低等问题时应该及时调整施工参数。

2.在对浅埋段进行开挖的过程中，还应该超前探测，小断面开挖，将爆破控制在合理范围内，进一步加固支护，快速完成闭合，并尽早进行衬砌施工。在浅埋段开挖之后避免围岩长时间的暴露，快速完成初期支护，避免出现围岩位移等现象。

五、工程案例

1.工程概况

某隧道的长度大约为617.5m，对左右洞进行分离布置。隧道所在位置水文地质条件较为复杂，浅埋段位于中低山间沟谷地带上，埋深相对较浅，洞顶板由沉淀淤泥质粘土以及全风化花岗岩等构成，局部位置出现弱风化花岗岩，地下水位超出了洞顶，在开挖过程中用水量相对较大，在对洞身设计的过程中主要应用了新奥法原理，在对其浅埋段进行支护的时候则选择了φ89中管棚，衬砌的过程中采用的受力结构为圆弧拱复合式，在实际开挖时采用了cd法。

2.出现的塌方事故

隧道在开挖到zk44+850位置时洞顶出现了塌方事故，地表也发生了一定的塌陷，深度大约为11m，直径达到了12m，并且涌入了很多的淤泥和地表水。

3.导致塌方事故的主要因素分析

（1）地质条件

在发生塌方位置处的洞顶覆盖层只达到了12m，洞顶板的主要构成包括淤泥粘土与以及全风化花岗岩，局部位置会出现弱、微风化花岗岩，而且由于地下水位超出了洞顶，导致涌水量相对较大，拱部位置和侧壁位置的稳定性都不够好。

（2）对施工现场进行管理，控制施工因素

为了尽可能的将效益最大化，进一步降低施工成本，在实际开挖过程中调整了施工方案，开挖进尺大约为2m，但是由于支护工作不到位，导致发生了塌方事故。

4.塌方事故的解决方案以及需要注意的几个问题

（1）对洞顶原地面塌方段进行处理

开挖截水沟避免地表水涌入，并利用水泥砂浆对截水沟进行抹面，避免塌方的进一步扩大；对塌方坡面进行注浆加固处理，要求采用长度为6.0m的φ50注浆小导管，间隔距离控制在1.0m，并在坡面喷射大约10cm厚度的c20混凝土，确保坍塌面具有良好的稳定性。

（2）对洞内塌方部位进行处理

清理洞内坍塌体，同时确保洞内的排水保持通常，做好塌方段的

支护工作，将钢支撑的间隔距离调整为40cm，对锁脚锚杆进行加固，在塌方部位的拱顶上预留导流管，并在侧壁位置上设置相应的引水孔，进一步降低围岩受到的水压力；在塌方部位浇筑混凝土进行护拱，要求其厚度为2m，并人工绑扎钢筋，同时将其与坡面上注浆小导管焊接在一起；在塌方位置上径向设置长度为6m的φ50注浆小导管，要求将其呈0.5m×0.5m梅花形进行布置，注浆过程中选择水灰比为0.5：1的水泥浆液，并将注浆压力控制在0.5～1.0mpa

之间。二衬混凝土选择c30标号，厚度改为60cm，钢筋主筋的间隔距离调整为15cm，钢筋保护层仍按原来的厚度；在塌方部位的前后5m径向设置长度为5m的φ50注浆小导管，呈1m×1m梅花形进行布置，注浆过程中选择水灰比为0.5:1的水泥浆液，并将注浆压力控制在0.5～1.0mpa之间。

（3）对洞顶进行回填处理

在完成上述施工处理之后进行二次衬砌施工，并等待混凝土强度达到施工要求后开展塌方部位的原地面处理工作，向下0-1m回填耕植土，恢复该地段的水田复耕。

5.后续洞身浅埋段塌方预防措施

为确保在后续洞身浅埋段施工顺利通过浅埋段，防止再次出现塌方，应制定行之有效的预防措施，

1）隧道施工预防塌方首先是要做好地质超前预报工作，选择相应的安全合理的施工方法和措施。

2）加强超前支护，采用超前中管棚和超前小导管交错布置，通