摘 要：隧道塌方不僅延誤工期、極大增加工程費(fèi)用，還會(huì)對(duì)人身造成傷害，研究塌方的原因，預(yù)防塌方的發(fā)生并在塌方后積極有效的治理是隧道施工中極為關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)。鑒于此，筆者分析總結(jié)了塌方的常見因素，提出了施工中預(yù)防塌方、處理塌方的常用措施，并結(jié)合某些工程問題給予闡釋，以期給予隧道工作者一些實(shí)質(zhì)性指導(dǎo)。

　　關(guān)鍵字：隧道塌方;施工;圍巖;塌方預(yù)防;塌方治理

　　隧道施工是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，任何一個(gè)方面、一個(gè)階段、一個(gè)環(huán)節(jié)的工作沒有做好都有可能釀成重大事故，導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，會(huì)給隧道施工造成極大的危害，比如延誤工期、出現(xiàn)比較嚴(yán)重的機(jī)械損失，甚至威脅著施工人員的生命安全。隧道塌方是隧道建設(shè)中發(fā)生頻率最高的工程災(zāi)害，以成昆線為例，全線共有415座隧道，施工中約有25%的隧道發(fā)生過大型塌方。筆者參建的錦屏水電站對(duì)外交通專用公路，全線共設(shè)隧道9座，平均每座隧道塌方約3次。針對(duì)國內(nèi)在建的或者已建的隧道多次塌方，交通部專門總結(jié)了十八字口訣“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、快封閉、勤量測、快襯砌”，對(duì)減少隧道塌方起到了一定的作用。但應(yīng)對(duì)多變的地質(zhì)環(huán)境，有待我們更深入的分析與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，減少建設(shè)中的塌方損失，創(chuàng)造出優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)的工程產(chǎn)品。

　　1. 隧道塌方原因

　　塌方是圍巖失穩(wěn)的一種表現(xiàn)方式，當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度不夠或支護(hù)不及時(shí)，引發(fā)圍巖大面積的坍塌，即為塌方。防治塌方，首先是要找到塌方的原因。隧道塌方產(chǎn)生的原因是多方面的，主要包括客觀地質(zhì)因素和主觀人為因素兩方面的原因。

　　1.1 客觀原因。客觀原因主要是地質(zhì)差異性造成的。隧道施工時(shí)穿過斷層或者地層覆蓋比較薄弱的地段，例如穿過水源比較豐富的土層如水塘、沖溝、水庫等，穿過風(fēng)化比較嚴(yán)重的巖層;或者在隧道施工中遇到溶洞、裂隙、軟硬差異比較大的巖層分界處，這些都是會(huì)引起隧道塌方的比較常見的不良地質(zhì)現(xiàn)象。容易產(chǎn)生塌方的常見地質(zhì)不良有：第四系各類堆積層、斷層破碎帶或軟弱夾層、高地應(yīng)力、溶洞、涌水等。

　　1.2 主觀原因

　　1.2.1設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周。隧道施工前的設(shè)計(jì)對(duì)施工的安全性起著重要作用，如果在勘測設(shè)計(jì)階段對(duì)隧道要經(jīng)過的地段的地質(zhì)情況掌握的不全，就不能正確地分析該地段是否存在著比較特殊的或者不良地質(zhì)現(xiàn)象。如果不能正確分析，就有可能把隧道設(shè)在地質(zhì)條件不好的位置，增加了塌方的幾率。隧道設(shè)計(jì)還要考慮地質(zhì)條件可能會(huì)發(fā)生的變化，并根據(jù)變化及時(shí)地對(duì)支護(hù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

　　1.2.2施工方法不當(dāng)。施工人員忽視圍巖細(xì)微變形，對(duì)不良地質(zhì)洞段沒有采取合理的開挖方法，爆破參數(shù)設(shè)計(jì)不合理，對(duì)圍巖的擾動(dòng)過大，開挖后支護(hù)不及時(shí)，圍巖暴露時(shí)間過長，引發(fā)掌子面或掌子面附近洞段坍塌。同時(shí)為了獲取更多利潤，一些施工人員，職業(yè)操守較差，偷工減料，減薄噴錨厚度，降低噴射混凝土質(zhì)量，錨桿的數(shù)量及間距達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。要求注漿的錨桿不注漿，要求注漿的小導(dǎo)管不注漿，拉拔力不滿足設(shè)計(jì)要求。

　　2. 塌方預(yù)防

　　結(jié)合塌方原因的分析，可知預(yù)防塌方的關(guān)鍵有三點(diǎn)：第一、探明地質(zhì)情況，通過工程超前預(yù)報(bào)，提前預(yù)測，發(fā)現(xiàn)前方不良工程地質(zhì)狀況，及時(shí)制定應(yīng)對(duì)措施，選擇適應(yīng)的開挖及支護(hù)措施，避免打無準(zhǔn)備之仗。第二、制定正確的施工方法。根據(jù)探明的地質(zhì)巖層情況，選取適應(yīng)的開挖工法，軟巖少裝藥，弱爆破，且不可盲目裝藥，放大炮。嚴(yán)格按照對(duì)應(yīng)圍巖級(jí)別的支護(hù)措施及時(shí)進(jìn)行支護(hù)，使圍巖與初期支護(hù)及時(shí)組成一個(gè)承載體系，充分發(fā)揮圍巖自身承載能力。第三、全過程、全方位進(jìn)行圍巖量測。對(duì)已施工地段圍巖及支護(hù)狀況的安全、穩(wěn)定作 定性、定量分析，反饋指導(dǎo)于施工。

　　3. 塌方發(fā)生后的處理方法

　　塌方的處理必須建立在對(duì)塌方正確認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，塌方處理方案制定的一般處理原則是先鞏固后方，防止塌方擴(kuò)大，塌方發(fā)生后在一定時(shí)間內(nèi)就會(huì)趨于穩(wěn)定，形成自然拱，經(jīng)過觀測和穩(wěn)定分析，確定塌方穩(wěn)定后，再對(duì)塌方體進(jìn)行逐步加固處理。

　　3.1 里莊隧道K50+373～K50+390段坍塌處治。里莊隧道全長7147m。K50+373～K50+390段為強(qiáng)風(fēng)化綠泥石片巖，局部變質(zhì)，多呈薄層狀構(gòu)造。結(jié)合現(xiàn)場塌方情況分析，由于上導(dǎo)坑輪廓線外均為不穩(wěn)定塌渣，故在上半斷面均采用超前小導(dǎo)管配合鋼拱架支護(hù)方案，鋼拱架間距50cm，采用兩排超前小導(dǎo)管，梅花型布置，超前小導(dǎo)管采用φ42×4的花管，L=6.0m，第一排角度控制在5°～15°，第二排角度控制在20°～30°，超前小導(dǎo)管環(huán)向間距30cm，縱向排距均為1.5m，為保證小導(dǎo)管施作角度，在鋼拱架內(nèi)穿孔打設(shè)小導(dǎo)管，并與鋼拱架焊接，注漿材料采用水泥漿，終壓控制在2.0MPa。掛網(wǎng)采用φ8盤條，間距15cm×15cm，然后噴C20砼33cm。在下半斷面開挖時(shí)邊墻采用徑向注漿小導(dǎo)管代替錨桿進(jìn)行支護(hù)，小導(dǎo)管間排距為1.0m×1.0m，小導(dǎo)管長度4.5m。塌腔高度較大，為防止上方陸續(xù)掉渣砸壞現(xiàn)有洞身結(jié)構(gòu)物，在小導(dǎo)管加固后，設(shè)置拱頂預(yù)留孔，泵送C20砼(2m厚)于拱頂上方，形成現(xiàn)有支護(hù)上方的砼防護(hù)層。

　　3.2 花椒園隧道巨型花崗巖切割坍塌處治。花椒園隧道長1135m，洞身段巖體為鉀長花崗巖，節(jié)理主要有三組(1)產(chǎn)狀234°∠54°，節(jié)理面平直光滑、無充填，間距0.3m;(2)產(chǎn)狀277°∠82°，節(jié)理面平直光滑、無充填，間距5m，(3)產(chǎn)狀205°∠84°，節(jié)理面平直光滑、無充填，間距0.2m。期間在隧道掘進(jìn)至Ⅳ級(jí)圍巖段時(shí)，發(fā)生大塊花崗巖楔形掉塊，砸壞施工臺(tái)車，洞身周邊的初期支護(hù)徑向錨桿，隨大塊石掉落，在拱頂形成3m高的塌腔。

　　3.3 木珠礱隧道土夾石覆蓋層洞段坍塌處治。木珠礱隧道全長118m，洞身段巖體以鉀長花崗巖為主，節(jié)理發(fā)育,節(jié)理面粗糙。經(jīng)過現(xiàn)場分析，洞身無水，冒頂堆渣較高，采用渣堆“穿”的方式較為可行，設(shè)計(jì)提出的處治方案為，封閉掌子面前渣體，堆碼沙土袋壓腳，在堆渣頂掌子面拱部設(shè)置環(huán)向超前小導(dǎo)管，注漿加固，沿現(xiàn)有超前小導(dǎo)管上挑大角度設(shè)徑向注漿導(dǎo)管，注漿固結(jié)成臨時(shí)拱圈。待拱頂部初穩(wěn)之后，在塌渣上形成頂部作業(yè)臺(tái)階，分三臺(tái)階法，實(shí)施鋼拱架支撐，拱周及邊墻打設(shè)環(huán)向系統(tǒng)錨桿加固，如此循環(huán)，坍塌體就穿過了。洞外冒頂位置采用砼硬化加固，并做好防水處理。

　　4. 結(jié)論與展望

　　結(jié)合工程實(shí)際及現(xiàn)代隧道新奧法原理，安全建設(shè)隧道的前提條件是預(yù)防塌方為主，治理塌方為輔。

　　要防止塌方，我認(rèn)為要做好以下工作：1)做好塌方客觀因素的防備工作。通過對(duì)掌子面及開挖洞段詳細(xì)的地質(zhì)素描工作，借助地質(zhì)人員豐富的巖土專業(yè)知識(shí)，或借助先進(jìn)的地質(zhì)探測儀器，對(duì)未來洞挖段地質(zhì)情況進(jìn)行判斷，提供準(zhǔn)確的預(yù)測，為下步開挖及支護(hù)做好資料準(zhǔn)備。2)做好塌方主觀因素的防備工作。這是一個(gè)相互協(xié)作過程。3)檢查與補(bǔ)救階段，同樣更是新奧法的精髓所在，那就是做好變形量測工作。監(jiān)測成果對(duì)歷史洞挖與支護(hù)是否合理有效，發(fā)現(xiàn)問題可以亡羊補(bǔ)牢，未發(fā)現(xiàn)異常，對(duì)新一輪洞挖支護(hù)是一個(gè)成功的參照。

　　以上總結(jié)了隧道塌方的預(yù)防和塌方發(fā)生后的治理方法與措施，以期指導(dǎo)實(shí)際工程。隧道施工通常地質(zhì)條件多變、施工作業(yè)各異，廣大建設(shè)者應(yīng)針對(duì)不同的圍巖采用合適的工法，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，以不變應(yīng)萬變，確保隧道安全施工。

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