隧道工程中防塌方问题研究

隧道工程中防塌方问题研究【摘要】经济飞速发展的当下，现代化建设进程日趋加快。作为多民族国家的中国，地域辽阔，为了经济发展的需要，务必实现交通的便捷，无形中加大了我国对基础交通设施建设的需求。尤其隧道工程的比重日益增加，隧道工程亦面临着各种各样的复杂地层、地质，无形加大了隧道发生塌方的风险。隧道塌方，即会对工程施工进度以及生产安全带来不良影响，还会加大隧道施工费用。故此，降低隧道塌方发生率，已然成为设计、施工者们所关心的焦点。【关键词】隧道工程；塌方；预防措施伴随国家经济不断迅猛提升，促进了对基础设施需求的不断增加，致使其建设投资亦持续升温加大。当下随着基础设施建设的持续增加，修建“隧道”的比重亦持续加大。归属地下工程的隧道，在施工过程中将受到地质、作业空间状况的制约，其在施工过程中具有“危险性高、难度大”特征。于穿越不良地质条件时，隧道通常将产生塌方，确保施工活动的安全性，节约施工资本，提升效益的最给力手段，即是实现预防隧道塌方的有效措施。一、隧道工程产生塌方的原因1第6页共6页 地质原因。地质因素由于其所存有的许多不可预见性，而成为隧道施工过程中导致塌方的主导要素。复杂地质条件下，无疑提升了隧道工程的施工难度，降低了施工的安全性。受隧道路段地质状况影响，地质勘测受到诸多制约，导致勘测不彻底，皆为隧道塌方产生的要素之一。2设计施工因素。设计单位在隧道施工的安全设计上，其设计的合理性以及施工队伍对施工工艺熟悉了解度极其关键。在设计初期，设计单位若对隧道围岩勘测有失准确，将对施工队伍于实际操作时把握施工的尺度带来影响，若对隧道所经过地段地质状况勘测缺失，“实际、设计”围岩两者偏差未有清楚的了解，一旦不良地质洞段挖掘时扰动过大以及支护衬砌的不合理，开挖以后围岩暴露的时间过长而加剧风化，将会导致岩体失稳进而发生垮塌状况。3第6页共6页 施工原因。超前探测缺失。隧道施工时，对所要开挖方围岩的细微变化未展开充分的观测，对地质勘测与预报工作存有疏忽，隧道施工方案内未拟订相应应对措施，致使发生塌方状况。隧道施工中前，为了盲目的追求进度而刻意的赶工期，对预定工期尽量压缩，未执行所拟定的施工“计划及方案”。于施工时遇薄弱地质地段，隧道需严格使用“短进尺、小药量”的施工方案。而施工单位一味追求进度，盲目估测围岩自稳水平，而选取错误的施工手段，致使隧道塌方状况发生。施工“组织设计及方法”缺失。隧道施工组织设计在编写过种中仅仅流于形式，施工方案设计上对不良地质有失细致，缺乏针对性，致使施工方案过于单一，应变水平缺失，无法适宜复杂多变地质状况。此亦令施工队伍无法依围岩实际状况选取适应的方案。未落实日常观察与巡视体制。隧道塌方事故的发生，尽管存有有各种“主、客”观因素，可是亦存有某些特殊“规律及先兆”。归属地下工程的隧道，会受到水汽、烟尘等的影响，隧道内的光线相对昏暗，若想预防塌方，即务必落实“日常观察以及巡视”体制，能够在第一时间里及时发现塌方先兆。可是，隧道施工人员往往因忽视此项工作，未能及时发现塌方先兆，致使预防塌方时机被错过。二、隧道工程塌方的处理办法1实施管棚法。将设计管径的钢管于掌子面的水平倾斜处打入，且于掌子面拱部生成具相应数量的钢管管棚，钢管于常规下采取40cm的间距打入，其超前支撑效能可预防拱部崩塌。此种手段施工范围大，若遇到砾石层，则会加大施工难度。2实施冷冻法。相应合理的增加制冷设备，及时采取制冷手段冻结塌方地段，由冻结塌方处掘进支护，实现预防及杜绝再次塌方。此手段费用相对比较高，延长了施工周期，对工作环境要求相对亦高，砾石塌方则不能实施施工。3实施插板法。将中空锚杆由掌子面朝斜前方围岩处打入，并且将化学锚固浆液注入，锚杆超前支护效能与围岩改良效能一同作用，预防拱部崩塌，锚杆亦可应用自穿孔型。具有施工设备便捷、小巧，并且施工性能亦比较好。注入了化学锚固浆液后能够对围岩整体性进行改良，采取锚杆超前支护效用可极好地预防拱部再次崩塌，可靠性极高，不足之处是仅仅适用于小型塌方的治理。4第6页共6页 实施锚杆法。对掌子面采取凿岩机展开合理的钻孔打眼作业，且将锚杆打入，充分利用锚杆“悬吊及锚固”效用将塌方体固结住。只是此方法仅可于近地表处及工作量比较小的地段进行施工，优点是“可靠、安全”性能比较高。5实施注浆法。将化学锚固浆液以及水泥浆液灌注入掌子面，以起到改良围岩整体性能。此手段于特殊地层效果极其显著，同时应用范围亦相对比较广泛。其六，实施注浆管棚法。对掌子面采取飞腿凿岩机实施钻孔打眼作业，并且插入管棚后注浆。充分利用管棚超前支承效能与注浆后改良围岩效能改进围岩整体性能，具有应用范围广、效果显著特点。三、隧道工程塌方的预防措施1.设计施工前，务必充分做好事先的地质勘察工作，对隧道区域内的“地质资料及水文”进行全面掌握。地质资料勘察的科学准确性，即能帮助设计单位合理确定隧道轴线的最佳走向，又可以于隧道经不良地质地段之时，让施工单位能够预先充分做好准备，选取科学的施工手段及支护措施。2.合理设计隧道断面模式以及支护参数。地质勘测的科学、准确，能充分剖析隧道工程的停工位置中的土石质量分布，进而能够科学的设计隧道“断面模式以及支护参数”。3.实施地质超前勘测，对也许将发生异常地质状况展开预测预报。同时设计单位所提供的不管多详细的地质资料图，仅仅可由宏观角度对隧道整体基本地质状况进行找推测，无法完全显示隧道内部状况，故此，于隧道施工时，施工者务必针对已然挖开的围岩地质状况，而对前方地质状况实施超前探测。第6页共6页 4.落实“日常监测与巡视”体制。即需强化施工时的地质预测，又需构建专业施工者的“日常监测及巡视”体制。由专业施工者来负责对隧道的“地下水变化、内围岩以胶支护”等状况展开巡视与监测，尤其对塌方先兆现象如“隧道内的围岩裂隙变化、支护锚杆与拱架等初期支护结构物是否发生变形、隧道围岩裂隙水以及地下水有无发生变化”等要进行重点排查。5.不良地质地段的隧道施工原则。针对不良地质地段采取特殊的施工工艺，能最大化的避免隧道塌方发生。隧道经不良地质地段时，需采取科学合理的开挖以及支护手段，可极大地预防塌方发生。当掌子面开挖以后，围岩具相应的自稳时间，由于其自稳时间和围岩和条件等因素相关联，迄今围岩自稳时间没有任何理论可确定。掌子面于爆破后即无法对围岩状况实施准确判定，务必给予及时的支护，能高效压缩围岩变形导致塌方的比率。针对地下水丰富的地质地段，务必结合先治水施工经验实施施工。针对围岩实际状况采取适宜的施工方法。不良地质地段的围岩有“稳定性能低、承载水平低、软弱、破碎、遇水易崩解”等特征。故此，若想预防塌方，即务必针对围岩实际状况，采取适宜的施工手段。预防隧道塌方最基本的手段即是加大隧道工程“地质与水文地质”的工作。参考文献：[1]李少强.隧道工程施工发生塌方的原因探究与预防措施[J].市政技术，2011，29（4）：84-86.[2]何承权.公路隧道施工塌方事故的整治与预防[J].城市建设理论研究（电子版），2011，（25）.第6页共6页 作者简介：李勇（1970.1-），男，辽宁沈阳人，高级工程师，研究方向为铁路与公路勘察设计。第6页共6页