公路隧道施工塌方事故的整治与预防
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摘要：文章根据处理某些公路隧道坍方的工程实践，从分析隧道坍塌致灾因素出发，讨论坍塌事故发生的可能性。探讨施工坍塌风险事故的整治与预防措施，以达到降低隧道工程施工风险的目的。
关键词:公路隧道；塌方；致灾因素；整治；预防；施工风险
随着我国经济的飞速发展，国家对于基础的交通摄设施建设的需求的渴望也是与日俱增，伴随着公路技术标准的提升，公路隧道的比重也在加大，隧道工程所面临的地层地质条件也变得空前复杂。大量工程实践表明，隧道施工具有特殊性，它不仅仅是简单的遇山打洞，要考虑到的影响因素很多，诸如：特殊的地理位置、工程周边上的环境、生产的流动性、生产的周期性等等。这些因素决定了隧道施工具有许多不确定的风险，自然造成隧道施工塌方事故发生的概率就极高。作为现今世界最大的隧道建设市场，对隧道施工塌方事故的整治与预防的问题，是设计人员和施工人员共同所关注的。
隧道施工塌方事故发生的原因分析
就工程实践而言，隧道施工塌方施工发生的因素主要有施工设计因素，地质因素，人员因素。
1.1、设计施工因素：隧道施工过程中，设计单位对设计的合理性和施工队对施工工艺的掌握是至关重要的。设计单位在设计初期对于隧道围岩的勘测不准就会导致施工队在实际操作过程中难以把握施工尺度，对于隧道工程所通过的地段地质情况不够了解，实际围岩与设计围岩的偏差没有清楚地认识，造成不良地质洞段掌子面开挖时扰动过大、支护衬砌不合理、开挖后围岩暴露时间过长风化加剧，岩体失稳垮塌。
1.2、地质因素：公路隧道工程多变的地质条件加大了隧道施工难度，使得隧道施工安全性差。对于地下工程所在地段的地质情况的勘测，本身也是受到诸多制约因素的影响，在设计过程中地质勘测在很大程度上不彻底，这无疑加大了隧道施工塌方的可能性。事实上，地质因素之所以是造成隧道塌方事故的主导因素就在于它存在太多的不可预见性。
1.3、人为因素：
1.3.1 施工单位在隧道塌方以后可以谋求增加工程量和变更设计或者在施工过程中忽略对于地质勘测及预报工作以达到更大的施工利润的目的。
1.3.2 施工单位刻意赶工期，压缩预订工期，同样是为了得到更多的施工利润。
1.3.3 施工单位的施工队存在侥幸心理，在未经技术部门的同意的情况下，擅自改变施工方法等，不按《JTG F60-2009 公路隧道施工技术规范》的要求和规定组织施工，工程质量难以得到保障。
公路隧道施工塌方事故发生的整治
对于塌方整治的研究仅限于具体的工程实践和经验总结，具体整治方案的理论分析比较少，主要是凭经验估计各种治理手段的合理性、可靠性和经济性。根据实践总结了以下一些正在试验中的整治方案。可以根据不同的塌方情况，酌情对比优选方案。
管棚法：在掌子面上水平斜向打入设计管径的钢管，在掌子面拱部形成一定数量钢管的管棚，常以40cm间距打入φ150mm的钢管，钢管的超前支撑作用防止拱部崩塌；此法施工范围比较大，它的劣势主要在于如果是遇到砾石层，施工难度将大大增加。
冷冻法：增加制冷设备，及时运用制冷机冻结塌方段，从冻结塌方段中掘进支护，以达到防止再次塌方的目的。此种方法的缺点是费用高昂、施工周期加长、工作环境要求高，同样在砾石塌方中无法施工。
插板法：从掌子面向斜前方围岩打入中空锚杆，注入化学锚固浆液，锚杆的超前支护效果和围岩改良效果共同作用可防止拱部崩塌，也可使用自穿孔型锚杆。优点在于它的施工设备小巧便捷，施工性能优良。压入化学锚固浆液可以改良围岩的整体性，锚杆超前支护对拱部的再次崩落防止效果好，可靠性也比较高，但作用范围不够大，仅适合于小型塌方治理。
锚杆法：合理运用凿岩机对掌子面进行钻孔打眼，并打入锚杆，利用锚杆的悬吊、锚固作用固结塌方体。此法作用范围、效果具有局限性。虽然只能在近地表、工作量较小地段施工，但可靠性、安全性比较高。
注浆法：对掌子面进行灌注水泥浆液或化学锚固浆液以达到改善围岩的整体性质的目的。此法对于在特殊地层中的塌方事故是很有效果的，应用范围还是比较广泛的。
注浆管棚法：从掌子面利用飞腿凿岩机钻孔打眼，插入管棚，并注浆。利用管棚的超前支承作用和注浆的改良围岩作用来加固围岩，效果显著，而且运用范围广泛。
综合以上方法，一旦隧道施工塌方事故发生，都应该及时对塌方体进行处理，并考虑如何及时对掌子面的围岩整体性进行加固。万变不离其宗，方法不同道理却是一样的。
公路隧道施工塌方事故发生的预防
隧道塌方事故的发生与否是与设计阶段密不可分的，而不仅仅是从施工阶段入手预防的。
3.1、设计过程中塌方预防
3.1.1 准确地勘测可以有效预防公路隧道塌方事故的发生
大量的理论研究和实践表明，公路隧道工程作为一项地下工程，复杂的地质条件是制约其质量安全的关键因素，隧道施工塌方事故的发生与地质条件的复杂程度有着很多密切的关系，不良的地质条件均会有可能导致塌方事故的发生。对于地下工程所通过地段的地质勘察，其实施操作的科学性和准确性对预防隧道的塌方起着至关重要的作用。现实中存在的情况是业主担心勘察费用过高而不能准确地提供较为详尽的地质资料，隧道施工就存在相当大地盲目性，会制造隧道施工事故的发生的可能性。因此，务必在施工前进行详尽合理准确地地质勘察。使施工单位在对通过不良地质洞段时，做好思想上、技术上和物资上的准备，从而可以充分考虑选择合理地开挖方法和支护措施。
3.1.2 合理地设计能避免公路隧道塌方事故的发生 通过准确科学地地质勘测，分析隧道工程通过地段土石质量的分布情况，合理进行隧道的线型设计。由于围岩的分类是定性的，同一类围岩结构产状不尽相同，自稳能力不一致，设计合理的支护参数尤为重要。
3.2、施工过程中塌方的预防
3.2.1、不良地质采用特殊的施工工艺可以避免公路隧道塌方事故的发生
当隧道工程通过不良地质分布区时，运用合理的开挖和支护方法，确实能够很好预防塌方事故的发生。掌子面开挖后，围岩具有一定的自稳时间，由于其自稳时间与围岩条件等因素有关，围岩自稳时间的确定至今未有理论的判据。掌子面在爆破后不能对围岩情况进行较准确的判断，务必及时给予支护，可有效限制围岩变形造成塌方事故的可能性。
3.2.2、适时地在施工过程中进行地质预测可以避免公路隧道塌方事故的发生
隧道工程是一种隐蔽的地下工程，穿山越岭，可能遇到多个地质单位，隧道本身就存在很多复杂性和不可预见性。前期设计阶段可以对隧道工程通过地段进行初步的勘测，但宏观上预测的准确性也是不可预见的。因此，施工过程中必须及时跟进掌子面的地质预测预报，及时提醒施工人员采取合理的开挖和支护方法，预防塌方的发生。
总结
以上分析总结了公路隧道施工塌方事故的原因以及其整治与预防的方案，可以明确地是，隧道的塌方事故总是会发生的，对于隧道塌方的整治与预防的方法很多，只要能够深入的了解公路隧道通过地带的地质情况，就能够提前做好设计和施工两方面的思想、技术准备，地质不良容易塌方的地段发生事故的可能性降到最低，这样就能够预防塌方事故的发生。
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