公路隧道塌方成因及处理技术

【摘要】公路隧道塌方的原因是多方面的，本文主要是结合了笔者这几年的经验，对公路修建过程中，隧道塌方的成因进行了总结，并且结合工程实际，对塌方处理的技术和处理效果进行了分析，希望对类似的工程提供一定的借鉴和指导。

【关键字】公路隧道；塌方；成因；处理技术

高等级公路在修建的过程中，不可避免的会遇到山岭等各种情况，隧道工程因此产生。隧道工程因不可预见性大，条件艰苦，施工难度大等特点，对施工的质量提出了更高的要求，只有严格遵守相应的规范，做好地质勘察工作，客观的分析地质情况，不断的积累经验，遇到渗水或者塌方等特许情况，能沉着冷静的想出合理的解决办法，才能确保工程的顺利进行。

一、隧道塌方的成因

（一）客观原因

1、不良地质。隧道在穿过断层或者破碎地段的时候，岩石发育不好，内部的应力在受到土层扰动的时候迅速释放，从而引起围岩失稳，导致塌方。地质情况是引起塌方的主要原因，特别是在山体的某个部分，出现了与踏勘不同的地质情况，出现了岩石断层等，容易引起塌方现象的发生。

2、地形、地貌因素。隧道施工的路段，若地表有水塘、水库、建筑物等情况，可能会出现施工地段的底层覆盖过薄，容易引起塌方。

3、地下水的原因。地下水的作用是导致隧道塌方的重要原因之一。由于地下水对岩石的长期作用，岩层之间的强度会大大降低，加剧了岩体的失稳，从而引起塌方，另外，隧道在通过有暗河的地质情况时，隧道开挖的过程中，地下水将冲入隧道中，极易引起地表下层和隧道塌方。

（二）主观原因

1、施工方面的原因。隧道在施工的过程中，所采用的施工工艺和施工方法与实际的地质情况不符，并且没有来得及改变施工工艺和施工方法，从而导致塌方现象的出现；隧道施工过程中，管理不到位，工作人员的质量意识和安全意识不强；施工过程中所采用的材料不符合要求，如锚杆长度不够，砂浆或混凝土强度不够等等；施工过程中，支护措施不及时，施工技术力量不够，资金缺口较大导致工作面太久，引起围岩松动等都是导致塌方的原因。

2、设计方面的原因。隧道设计方对隧道的地质情况勘察不准确，所设计的支护方案不合理，对可能遇到的断层、暗流等特殊情况估计不足等都是引起塌方的原因。

二、塌方处理的原则

塌方的处理原则是先加固防扩散后处理的原则，要求处理塌方宁早勿迟，宁强勿弱。只有对现场的情况作出准确判断后方可制定处理方案。塌方处理一般可以分为初期处理和塌体处理俩部分。①初期处理：为了防止塌体的进一步扩大所采取的方式，一般首选采用封闭塌体并且加固塌体的后方，在定性判断塌体的稳定后，方可进一步处理。②塌体的处理：塌体的处理一般是初期处理完毕后或是塌方暂时达到自稳时进行的。常用到的方法有三台阶开挖方法、二次衬砌加强方法及回填法等。

三、塌方及处理实例—某隧道的塌方过程与处理方法

（一）隧道及地质情况简介

某隧道沿线地形地质情况复杂，片岩、花岗岩、泥质砂岩广泛分布，该隧道左线全长900m，右线全长880m，均为直线段，山高坡陡，在隧道入口的地段，地形坡度20°～40°，上陡下缓，山体陡峭，出露岩性为微风化花岗岩；在隧道出口的地段，地形坡度为20°～30°，地形平坦，山出露岩性为强～中风化绢砂质板岩。据现有的资料显示，隧道设计区内局部有小的断层。

（二）塌方过程及规模

在隧道往前施工的过程中，某日，在隧道进口段挖至离洞口411米处，由于近期降雨较多，掌子面出现了滴水现象，而且随着降雨量的增多，滴水现象变的更为严重，经过仔细观察，掌子面为强风化花岗岩，拱部左侧出现了大量的掉块，同时在掌子面前方出现了一个巨大的溶洞，形成了一个地表直径23米，洞坑深度12米左右，洞坑直径10米左右的洞坑，塌方总量4102m3左右，现场人员在清理现场的时候，发现还在继续坍塌，使得工作人员都无法进入到塌方现场。

（三）处理方案

经过多方专家进行讨论后，待坍塌趋于稳定后，即着手对塌方进行处理，具体处理方案如下：

1、洞顶地表处理

首先对洞顶塌坑周围进行清理，坑外挖出一条排水沟，断面尺寸应不小于50×50cm，并采用C20混凝土对排水沟支护，C15混凝土进行封底，确保地表水不浸入塌坑内。在地表清理后，采用C20混凝土进行锚喷支护，锚杆可采用3.5米长的Ф22钢筋，间距为1.5米，网片采用间距为20×20cm的Ф8钢筋，喷射混凝土厚度为10cm。对于塌方前段洞穴下沉部位，可以采用C20的混凝土进行补喷，厚度为10cm。

2、洞顶塌孔处理

坑内松土进行清理后，坑壁采用与洞顶同样的支护和处理方式。在坑内溶洞部位加设10根纵向16型工字钢支撑，横向用Ф22的钢筋连接，连接筋间距为0.5m/根。塌坑内钢支撑加固后，采用1m厚的C20混凝土进行填充，待强度合格后在混凝土层上用地表土进行回填。

3、洞内加强处理

首先要加强洞内排水，确保洞内塌方所造成的积水能清除，保证施工作业道路的畅通，其次，增加钢支撑进行支护，加密钢拱架间距。再次，加强洞内初期支护，增设双层小导管和钢筋网片，小导管规格为Φ42无缝钢管，长度调整为每根6m，共增加4排，每排35根。双层钢筋网片规格为Ф8钢筋网片，网片间距为20×20cm。上导坑施工时，每榀拱架每侧增加6m长锁脚注浆小导管3组，共6根，每组上下间距为0.5m，小导管内加设Φ22的钢筋进行加强。

（四）实施效果

该隧道塌方发生后，实施了上述洞顶地表处理、洞顶塌孔处理、洞内加强处理三项处置措施，当塌方完全处理完毕时，整个处理过程再无发生坍塌现象，且无任何安全事故发生，起到了很好的处理效果。

四、结语

公路隧道的施工是一项艰巨的工程，隧道施工地段的地质情况一般比较复杂，只有仔细做好该地段的地质勘察工作，在施工的过程中及时的进行检测并且分析数据，出现塌方后首先要确保施工现场人员的安全，再进行充分的讨论、论证，采用合理的施工处理方案。只有充分利用先进的科技手段，做好探测、预报、分析等工作，才能更好的确保隧道施工的安全和进度。