处治隧道施工塌方原因与处治技术

摘要：隧道施工过程中，塌方事故经常发生。本文从造成塌方的原因入手，分析了治理塌方的措施。
关键词：隧道施工塌方处治技术
引言
随着人们对水电的需求量增加，水电站逐渐被人们重视起来，水电建设事业蓬勃发展。我国是一个多山的国家，75%左右的国土是山地或重丘，隧道的施工规模越来越大，隧道施工过程中围岩稳定性问题也更加突出。塌方事故在浅埋隧道施工过程中时有发生。己成为造成.工期延误和人们生命财产损失的一个重要安全隐患。

一、造成塌方的原因

1.不良地质造成的塌方

不良地质主要包括风化变质岩体、裂隙发育岩体、崩塌岩堆地区、断层带、溶洞、滑坡、泥石流、膨胀性地层等.当隧道从这些岩体中通过时，如稍有疏忽就可能发生大塌方.

2.地下水造成的塌方

地下水是影响围岩稳定的重要因素之一它不但能使软化系数大的岩石强度降低，而且使结构面的抗剪强度减小.对于断层地下水影响更大，一般张性断层是储水结构，压性断层带中断层糜棱岩是隔水的，而另一侧的破碎带为含水的.当揭穿断层后，便时常发生突发性涌水而导致塌方.调查显示，地下水引起的塌方占总塌方数的45%以上.

3.地压造成的塌方

地压主要包括偏压、塑性地压、滑坡及高地应力区等.偏压和滑坡在隧道洞口段造成的塌方实例很多，塑性地压引起隧道挤出性破坏也时有发生，高地应力区的完整坚硬岩体常发生岩爆等.

4.设计和施工不当造成的塌方

目前，大多数隧道都采用“新奥法”设计和施工，由于对“新奥法”概念和原则的内涵理解有偏差，所以在许多工程中遭到失败。一般在软弱、破碎、偏压、浅埋等地层中施工隧道时，除应强调“短进尺、弱爆破、强支护”外，还要强调应用超前支护、及时闭合仰拱、勤测量、及时反馈、及时补强等措施；而不应强调柔性支护，更不能强调用变形释放来减载。因为这样可能会造成围岩松弛坍塌，“新奥法”对监控量测、信息处理、及时反馈要求很严，.没有这样的保证，塌方是很难避免的.
施工中喷混凝土厚度不够，尤其用模注混凝土代替喷混凝土.这种做法不妥。因模注混凝土的质量较差，对围岩裂隙不能充填，也就不能加强围岩，形不成喷层和地层的共同作用。随着爆破所产生动荷载的作用，会造成后部塌方.落石伤人.
如图1，若人工将1或2两块石撬掉，就会造成3， 4， 5、6四块石失稳，会形成虚线范围内的塌方；若只将浮石4掉，喷上5 cm厚的混凝土，使i岩裂缝被喷混凝土充填，塌方就能避免。
图1 不正确的撬顶引起塌方
设计不当造成的塌方主要是指隧道平行断层通过或洞口选在滑坡体上，支护设计不合理，初期支护太弱，二次衬砌太强，围岩分类有问题等.

二、防止塌方出现的注意事项

防治结合的方针，以预防为主，严格设计工法施作，加强工序施工质量，及时加以必要的防护，施工前要仔细核对设计文件，并需作必要的补测和验证。预防可能发生塌方的区段，事先做好必要的准备，应在施工中采取相应的措施，消除不利因索，尽快修好衬砌，避免塌方发生。要做好地质预报工作，掌握地质情况，选择安全、合理的施工方法和制定可靠的保证措施。在施工过程中要做到以下几点：
1.加强超前地质预报，提一早预防。隧道掘进临近富含水地段，采用TSP—203系统和地质雷达地质预报手段进行长短距离相结合探测，配合超前地质钻孔，及时掌握含水带的规模、性质、稳定性以及地下水情况，保证技术方案的针对性、合理性。
2.短进尺，弱扰动开挖，防坍塌。人工配合长臂挖掘机进行开挖。强支护，快封闭，仰拱紧跟对稳定支护的作用很大，要保持仰拱紧跟开挖面。
3.弱爆破：破碎岩层尽量用风镐等人工开挖，必须爆破时，要用浅眼、密眼，并严格控制用药量o
4.快、强支护：每步开挖后要及时进行初期支护并封闭成环，针对围岩变

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形情况，调整支护参数确保支护结构有足够的强度。

5.快衬砌：衬砌工作须紧跟开挖工作面进行，力求衬砌尽快成环。

6.勤检查、勤量测：加密监控量测频率，发现围岩变形或异状，立即采取有效措施及时处理隐患。

三、塌方处理措施

1.防止塌方范围扩大

当遇到塌方时除迅速营救施工人员外，还要迅速加固未塌地段，以防止塌方范围扩大，并可为清理塌方而作准备。同时，摸清塌方情况，调查塌方范围和塌方后围岩现状，塌落原因及性质、间隙规律、塌方现场情况。

2.小塌方处理措施

小塌方一般采用“先支后清”的方法。即应先支护塌穴和塌方口，此时，临时支撑可架在塌体上，然后清除塌方，边清边换立柱。各工序要紧跟上，如塌穴较高，可采用多层排架支护，顶层排架与塌穴壁要顶紧，条件适合，也可月！喷硅作临时支护处理塌方。

3.大塌方处理措施

大塌方采取“大塌穿”的办法，即在塌体中穿过去。穿越塌体用“先护后挖”的施工顺序。一首先加固塌方端部支撑及衬砌后，一般用插板法施工，插板视塌方体石浩软硬可选用木板、钢钎或钢轨等材料，在插板掩护下清A并及时架立牢固的支撑，扩大时，亦需横向打入插板，随扩大随支撑。穿越塌体的部位应从拱顶和上部断面穿过塌体，然后向卜施工。用上下导坑法施工，仅在上部塌方时，需加固下导支撑，并在上部做好防正塌方扩大的支撑，然后再由上导坑进行清除或穿越。通顶塌方是大塌方的极端情况，此时还需处理地表塌陷穴口，需把穴口支紧，以免继续扩大。塌口四周挖排水沟。防止地表水汇集塌陷坑，并用粘土类材料填实四周裂缝，穴口上方宜搭雨栅，以防雨雪灌入塌方体。

4.治塌先治水

治塌先治水，水的流动会加剧塌方发展，所以在处理塌方时要加强防、排水，并采取适当措施引离塌方段的地下水。

5.膨胀岩塌方处治方法

排除膨胀岩形成的塌方常常是一种艰难的任务.当在膨胀带发生递增性很大的塌方时，会在未预计的区间发生各种不同尺寸的单个岩块坍落.当塌方空洞被坍落岩土覆盖时，常常不可能了解塌方是怎样发展成的.试图用灌浆和锚杆来德定这类松散岩土很难获得成功.用冻结法德定必须是含饱和水的密实堆积坍落岩土.而且地下水流动很慢.用前部支撑（矢板）法则要求坍落岩体中大块岩石含量低并有合理的摩擦角，否则.这些方法都不会奏效.
排除膨胀岩形成塌方最好的办法可能是用逐步开挖和支护法另开挖一旁通道来实现.如果该地区的地层村料固结性很低，在旁通隧道掘进进入该地区前.为了减小孔隙压力.必须在顶板上方高处钻一些长的排水孔。
四、结论
塌方是隧道施工过程中出现的严重灾害.为预防塌方，人们在施工实践中总结了很多有效的方法，但由于各种原因塌方在隧道施工过程中还是经常出现.本文为隧道塌方总结了一些经验教训.望能怎么写作于隧道施工.
参考文献：
郑玉欣 隧道施工塌方机理分析及处治技术《铁道工程学报》 1999年02期
陈竹涛；大跨浅埋城市轻轨车站隧道施工力学效应研究[D]；重庆大学；2006年