摘要：文章對隧道塌方的原因進行簡要的概述，并提出塌方所采取的預防和處理措施。然后結(jié)合某隧道塌方的工程實例運用該理論，其實踐結(jié)果表明采取該應對措施的有效性和實用性。
　　關(guān)鍵字：隧道塌方，支護，變形
　　0引言
　　隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，鐵路建設也呈現(xiàn)增長的趨勢，在山嶺地區(qū)修建的鐵路隧道也越來越多。盡管隧道施工工藝在不斷提高改進，可也無法應對隧道施工難度不斷加大的趨勢，在隧道施工中，經(jīng)常會出現(xiàn)塌方現(xiàn)象，造成多起重大安全事故，隧道的塌方不僅影響工程進度和施工期間及使用期間的安全，更直接影響到隧道的投資費用，如何減少隧道塌方和遇到塌方能及時采取相應的處理措施，避免造成重特大安全事故將損失控制到最小程度是施工和設計人員共同關(guān)心的問題。
　　1隧道發(fā)生塌方的原因
　　隧道開挖時，因土壓等作用和地層出現(xiàn)臨空面后的應力調(diào)整，在軟弱圍巖內(nèi)產(chǎn)生裂縫或破壞，或者是由于圍巖內(nèi)已有的層理和節(jié)理等松弛、剝離，使巖石和泥砂等發(fā)生大量塌落。塌方過程大致為：開挖-圍巖塑性變形-支護過大變形-支護局部破壞-支護與圍巖破壞失穩(wěn)-塌方。隧道開挖時、開挖后、施工支護后，甚至在襯砌之后，都可能發(fā)生隧道塌方。發(fā)生塌方的主要原因有如下幾點：
　　1.1地質(zhì)因素
　　(1)不良地質(zhì)的影響。地殼在構(gòu)造運動的作用下，薄層巖體形成小褶曲，錯動發(fā)育地段，隧道施工從此處通過，常發(fā)生塌方；隧道穿過斷層及其破碎帶，一經(jīng)開挖，潛在應力釋放，承壓快，圍巖失穩(wěn)而塌方。
　　(2)地形地貌的影響。隧道穿過淺埋或隧道進出口附近，圍巖自穩(wěn)能力差或受偏壓影響，開挖中引起坍塌。隧道通過各種堆積體時，由于結(jié)構(gòu)松散，顆粒間無膠結(jié)或膠結(jié)差，開挖后引起塌方。
　　(3)地下水的影響。地下水的軟化、浸泡、沖蝕、溶解等作用，加劇巖體的失穩(wěn)和塌方。
　　1.2設計理論和施工方法不當
　　(1)地質(zhì)勘察不準，設計時對圍巖認識不足，設計的初期支護強度和剛度不夠。
　　(2)施工方法選擇不當或工序間安排不合理，各工序拉得較長，一但暴露時間過久，引起圍巖松動、風化、招致塌方的發(fā)生。噴錨不及時或噴射混凝土質(zhì)量、厚度不符合要求，錨桿沒有達到設計要求的數(shù)量及間距；錨桿的拉拔力不滿足設計要求；采用鋼支撐時，支撐架設質(zhì)量欠佳，支撐與圍巖不密貼，兩者間的空隙填塞不密實或聯(lián)接不牢固，不能滿足圍巖壓力所需要求；爆破作業(yè)不當，用藥量過多。
　　(3)監(jiān)測信息得不到重視，量測結(jié)果不準確，因此，變形未能及時得到有效的控制。
　　2隧道塌方前的征兆
　　大部分掌子面出現(xiàn)塌方前都有一些前兆，作為隧道施工人員了解和掌握塌方前兆很有必要，一般前兆是：(1)量測信息所反應的變形速度或數(shù)值超過充許值。(2)已噴射的混凝土產(chǎn)生縱橫向的裂紋或龜裂。(3)在坑項或坑壁發(fā)現(xiàn)不斷掉土塊，小石塊或構(gòu)件支撐間隙不斷漏出砂、石屑。(4)巖層層理、節(jié)理縫或裂隙變大、張開。(5)支撐梁、柱變形或折斷，楔子壓偏、壓劈，填塞木彎曲折斷，扒釘受力變形、木支撐發(fā)出破裂聲等。(6)掌子面出水點頻繁變換位置或突然涌水，涌水由清變濁、流量增大.
　　3隧道塌方的預防和處理技術(shù)措施
　　3.1塌方隧道預防措施
　　(1)修建長大隧道，尤其是在裂隙發(fā)育和地質(zhì)條件復雜的地區(qū)，必須加強施工地質(zhì)超前預報，以保證安全和工程有效進度。(2)對于斷層及軟弱圍巖等引起的塌方段，應及時封閉掌子面，穩(wěn)固坍塌體，防止塌腔進一步擴大。(3)對塌方的處理應選擇合理的技術(shù)方案，先穩(wěn)固后方，然后穩(wěn)中求進。(4)處理塌方時應加強隧道內(nèi)的監(jiān)測，確保施工安全。
　　3.2塌方處理技術(shù)措施
　　(1)地下水是塌方產(chǎn)生和擴大的主因，必須加強地下水的疏導、引排，防止地下水浸泡拱腳，噴混凝土前做好導管預埋將水引出，如果支護后混凝土表面有滲水，表面潮濕，應開鑿一些泄水孔將水排出，保證結(jié)構(gòu)安全。(2)加強對塌方地段的監(jiān)控量測工作，用數(shù)據(jù)證明支護的可靠性，并根據(jù)量測數(shù)據(jù)合理確定預留沉降量，保證隧道斷面結(jié)構(gòu)尺寸滿足要求。(3)對松散軟弱地層開挖時，盡量采用人工開挖，如遇孤石，確實需要爆破時，采用小藥量解體，開挖進尺仍然要控制在一榀拱范圍，防止大爆破影響開挖面穩(wěn)定，或造成二次坍塌。(4)通過塌方體盡量加強支護手段采用暗挖方法，對已形成的可見塌腔，必須待其穩(wěn)定后再做處理，首先采用噴混凝土封閉塌腔表面，塌腔內(nèi)照明必須充足，塌腔表面支護完成后，先完成正洞斷面鋼拱架形成一個棚架，再根據(jù)需要和可能支撐塌腔，需要制作特殊的拱架用于塌腔內(nèi)支撐，即拱上拱支撐結(jié)構(gòu)，要求支撐牢固可靠，最后澆灌1m厚混凝土形成護拱。伸入暗挖部分后，必須加強注漿效果，防止漏空現(xiàn)象，穩(wěn)步前進。(5)洞渣是有效的支撐體，在塌方后不要輕易清除，充分利用塌體作為工作平臺，隨上臺階逐步推進后及時跟進中下臺階和仰拱，這樣有利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全。(6)塌方地段的二次襯砌必須作加強處理，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，初砌厚度達到設計以上，不宜侵占初砌斷面。
　　4隧道塌方的處理方法實例
　　4.1工程概況
　　金石沖隧道進口DK39+398～+403段表層為殘坡積粉質(zhì)粘土，褐黃色，硬塑，含少量粗角礫，礫徑3～50cm，含量約15～20%，厚約0.5～2m，下伏基巖為泥盆系(D2t)砂巖、砂質(zhì)頁巖，紫紅色、黃灰色，強風化層厚5m左右，以下為弱風化層，薄層狀，節(jié)理裂隙較發(fā)育。物探解譯DK39+370～+390為次生斷層。丘坡地表水、地下水弱發(fā)育，地下水類型為基巖裂隙水，受大氣降水補給。圍巖級別為Ⅴ級，襯砌類型為Ⅴa型，180格柵鋼架，Ⅰ型超前小導管，施工方法為短臺階法。
　　4.2坍塌狀況
　　金石沖隧道進口開挖上臺階DK39+398～+403段，爆破出碴后，掌子面找頂排險時出現(xiàn)坍塌，塌方縱向長4m，環(huán)向?qū)挾燃s4m，高約4m，呈倒漏斗狀，塌方量約100方。開挖時掌子面上臺階距拱頂高約6m，一次性開挖進尺5m。坍方腔內(nèi)有裂隙水和小股狀水流出，方量約1～2m³/h，從塌坍的情況及掌子面開挖揭示情況分析：本段地質(zhì)為紅色板巖，DK39+398掌子面處在一明顯斷層帶，產(chǎn)狀大致垂直，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層破碎，結(jié)構(gòu)地層中裂隙水發(fā)育。
　　4.3隧道坍塌原因分析
　　隧道坍方的原因是由多種因素綜合作用造成的，事故發(fā)生后經(jīng)過建設、設計、施工、監(jiān)理及相關(guān)專家實地勘察，最終確定造成隧道塌方的原因為:
　　(1)地質(zhì)勘察不準，設計時對圍巖認識不足，DK39+398掌子面處在一明顯斷層帶，施工單位沒有針對性地采取必要的超前加固措施和改變開挖方法，這是引起塌方的主要原因。
　　(2)工序間安排不合理，各工序拉得較長，暴露時間過久，爆破后沒有及時初噴，引起圍巖松動、招致塌方的發(fā)生。
　　(3)爆破作業(yè)不當，用藥量過多。
　　(4)沒有嚴格按工序來施工，掌子面進尺過長，有設計的1m改為5m，導致出現(xiàn)安全隱患。
　　4.4處理措施選擇
　　為確保施工進度的進展，工程質(zhì)量的安全，各單位經(jīng)過多方面的研究分析決定采取如下措施：
　�。�1）采用隧道棄碴對DK39+396～+403段進行回填，DK39+398～+403塌方段回填至開挖外輪廓線以上50cm，DK39+396～+398段回填至與初期支護密貼。預埋坍方空腔回填用的鋼管。
　�。�2）采用泵用C20混凝土對坍腔進行回填，回填高度為2.0m。坍塌段盡快施作二襯，鋪設防水板前壓注M10水泥砂漿填充滿剩余空腔。
　�。�3）DK39+398～+405段按Ⅴc型襯砌施工。初期支護拱墻及仰拱設置HW175型鋼鋼架，鋼架間距0.6m，采用Ⅲ型小導管超前預支護。施工方法采用CRD法。該段適當加大預留變形量。
　　（4）DK39+398～+403段土工布與防水板間設置一道排水板，加強排水。
　　（5）DK39+398～+405段應短開挖，初期支護應早成環(huán)，及時施作二襯。
　　（6）加強該段及相鄰地段監(jiān)控量測，確保施工安全。
　�。�7）在對坍腔回填C20混凝土的同時，加快施作DK39+396小里程地段的初期支護成環(huán)、仰拱及仰拱填充，在距DK39+398最近段施作一板二襯后，再進行坍體開挖。
　　通過采用這種施工處理方法，有效的控制了圍巖體的繼續(xù)坍塌現(xiàn)象，并且利用現(xiàn)場的簡單設備完成此次坍塌的治理工作，有效的節(jié)約了資金和較好的控制了工程質(zhì)量和消滅了安全隱患。
　　5結(jié)語
　　導致坍方的原因雖然是多樣的，但除了自然因素外，工程和人為的原因仍占有相當比重，如果在施工管理和技術(shù)上認真地改善，就會使坍方事故得到有效控制。因此需在施工前考慮各種因素，采取必要的預防措施。嚴格規(guī)范施工，采取“短進尺、弱爆破、強支護、早襯砌、勤量測”的施工方法，制定出切實可行的施工方案和安全防護措施。塌方一旦出現(xiàn)應馬上處理，分析情況，找到原因后應對未塌方段進行加固處理，防止繼續(xù)發(fā)展。。
　　
　　
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