隧道塌方的预防措施

隧道塌方的预防措施

1、塌方原因分析

1.1客观原因：地质条件特殊，岩石岩性不准确，围岩类别有误，节理发育且节理方向非常不利是造成塌方的一个原因。

1.2主观原因：①初期支护不及时，裸岩暴露时间过长、由局部塌落而引发大规模塌方以及在围岩类别有变化时，未根据实际情况及时调整初期支护方案，是造成塌方的主要原因之一。②爆破施工作业不合理，光面爆破效果差。周边叁差不齐，导致初期支护的格栅拱架或工字钢拱架不能与岩面密贴，减弱了支护能力。③监控量测手段不得力，未采用超前地质预报，造成施工方案采用不适当的处理措施，失去施工主动权。④隧道施工安全意识淡薄，防塌意识不强。如已发现有顶板小岩块剥落等预兆，但未引起重视。⑤施工中由于欠挖而进行的二次检底爆破，以及因超挖而回填不及时或不密实都可能造成围岩应力的进一步调整，从而扰动破坏了围岩的稳定，加大产生塌方的隐患。

通过以上隧道塌方原因的分析，可以发现，在隧道施工中，塌方是可以避免的即使是在地质情况很不利的情况下，也可以通过采取相应的预防措施加以避免。因此，要很好预防隧道塌方，必须提高施工队伍的整体素质和综合施工管理水平。

2、预防塌方的措施

从诸多塌方实例中不难看出，凡是发生塌方的地方，那里的管理薄弱是一具重要因素，隧道新奥法施工的安全与防塌，取决于人们通过管理系统和正确的工作实践，包括监控量测，超前预报等、控制施工活动，规范施工行为，以减少隧道施工风险。

2.1 正确理解“新奥法”的施工原理

新奥法就是应用岩体力学的理论，以维护和利用围岩的自承能力通过采用及时的“锚喷支护”或更进一步的“喷、锚预支护”等联合支护手段有效抑制围岩的松弛变形，并通过监控量测手段，及信息处理，调整支护参数，从而使围岩成为支护体系的重要组成部分的一种施工原理。概括地说，新奥法隧道施工的三要素实质就是“光面爆破、锚喷支护及监控量测。”

2.2 选择合理的施工方法

随着隧道施工技术的全面发展，大断面隧道开挖已成为目前隧道开挖的主要方式，但隧道水文、地质特征千变万化，很大程度上决定着隧道开挖方式，因此，针对不同的地质条

件，结合造价、工期、施工水平、设备情况，选择合理的施工方法，运用合理的开挖技术，这是预防隧道塌方的前提。如大茅隧道左幅针对II和III类围岩地段，采用超短台阶法开挖，并分别采用超前小导管注浆支护及超前锚杆支护辅助施工措施，IV类围岩地段则采用全断面法开挖，安全上有了可靠保证。

2.3 实施光面爆破

光面爆破是一种通过合理的选择各种参数严格控制装药量，合理的炮眼布置、爆破器材，利用围岩的抗拉强度远小于抗压强度这一特征，在隧道周边实行“密眼小爆破”的技术，使隧道周边形成规则的轮廓线，并尽可能使轮廓线以外的岩石少受扰动，保持围岩的自身强度。

构成围岩中的裂隙一般有三种情况：①地质构造运动、地震所产生的原生裂隙；②爆破震动产生裂隙；③机械震动产生新生的裂隙。而隧道工程中再生裂隙主要是由爆破产生的。

我们在整体花岗岩中作过一项实验：将150g二号岩石石乳化炸药，装在1m深的孔眼中，进行良好的堵塞，爆破后，发现其产生的裂隙延伸长度竟达2.3m以上，因此实行光面爆破，不仅仅是减少隧道超欠挖的一种有效手段，也是保证围岩整体性不受破坏，围岩自身强度不受削弱的前提，它不但对初期支护提供了良好的工作面，也防止了围岩因凹凸不平产生应力集中而引起的掉块或坍塌。

2.4 加强初期支护及超前预支护

良好的初期支护和超前预支护是预防塌方的有效手段。隧道在开挖后，由于山体原先的应力平衡被打破，必然要进行应力重分布，出现变形、松弛、挤压等现象，变形过大，就失去了承载能力，出现坍塌。因此，为了有效抑制围岩的这一变形，必须对围岩进行及时支护。在施工过程中，应根据不同围岩岩层进行合理支护，例如在软弱围岩中，实行超前长管棚，预注浆支护、锚、喷加钢筋支撑等支护手段。在平状岩层中，应保证锚杆垂直度。加深加长锚杆，进行深层锚固（穿过爆破松动圈）及早施作拱墙砼。总之，应提高隧道的初期支护意识，做到锚喷及时，紧随掌子面，且保证支护可靠（强度、厚度、数量与紧贴围岩等），又可能封闭成环，确保刚度不因一时的稳定而存在侥幸心理。在隧道施工中应明确规定掌子面与初期支护的时间与距离，初期支护一次到位，不得进行二次补做，以确保初期支护质量。

2.5 监控量测

新奥法施工中的一个核心就是监控量测。监控量测是直接量取围岩的变形范围并通过数据分析处理，掌握围岩的变形收敛程度，预测围岩的变形发展方向，做到科学知道施工。

a、加强已支护地段的量测：在实际施工中，大多数人往往认为已支护地段就是安全地

段。因此，忽略了围岩变形和量测作用。实际上围岩的变形是不停地在进行，随着时间的推移而慢慢趋于稳定，加强对已支护地段的量测，不仅能掌握围岩变形特征，也是直接判断初期支护是否安全可靠的一个重要方法，对预防“回头“塌方有着不可估量的作用。

b、加强超前地质预报，特别是地下水活动的预报工作：工程地质是确定隧道施工方、支护要素设计的重要依据，设计阶段所能采用的各种地质勘探手段均难以详尽地描述隧道穿越范围内的地质情况，因此很有必要进行超前地质预报。大茅隧道左幅施工就聘请了一个专家组，专门负责采用超声波探测法进行超前地质预报，从而可以有效地指导施工，并及时制定各种施工方案，做到有的放矢，提高施工进度。

底下水以及施工用水管理对隧道影响甚大，水是塌方润滑剂，能促进塌方和加剧塌方的发展，为此，决不能掉以轻心，对涌水及渗水必须及时予以排引。

c、大力推行信息化设计，将量测及地质预测到的地质特征变化及时汇总分析、修正支护参数，调整衬砌结构，这是防塌的主动手段。

2．6 加强施工现场管理

施工现场管理，是完成一切预防措施的前提和基础，因此，必须加强对现场施工的管理。a、从提高施工人员的技术水平和加强岗位责任制出发，进行素质教育，制定行之有效的规

章制度，其中最重要的是现场施工员，必须是经过培训和考核合格，具有强烈责任心、敬业精神，具有较丰富的实践经验与组织能力的人担任。

b、加强施工过程中的“三观察”：①观察掌子面的地质情况及开挖成型情况，并特别注意

台车钻进时的异常情况，因为开挖钻进时所反映的情况更直接可靠，对于出现的异常现象要及时进行分析、并调整爆破、支护参数。②观察初期支护，随时对已支护地段进行观察、观测，掌握初期支护的开裂、变形程度。③观察围岩变化，对围岩的变化除采用量测手段外，还应用目测，读局部掉快地段进行分析，及时补强支护，消除隐患，因为局部地段的掉快，不是围岩应力及内部挤压，就是塌方发生的前兆。

c、提高隧道通风及照明技术，强化现场文明施工及标准化工地建设，给隧道施工提供一个

良好的施工环境。

d、改进管理模式，努力提高管理水平，杜绝“以包代管”，增强工程技术人员施工经验与

现场处理突变事件的应变能力。

e、建议：①全面推行湿喷砼及湿喷钢纤维砼技术。②推广端断面仪杂一隧道测量中的应用。

③制定地质预报及量测准则。