公路隧道塌方冒顶处理施工技术探讨
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【摘要】由于水文地质条件和工程地质条件的复杂性，公路隧道在进行现场施工过程中经常会发生一些塌方冒顶的事故。因此，如何及时的预防和防止施工过程中出现塌方是一个重要的因素。对原始场地地貌的勘察不仅为设计人员提供了好的根据，保障施工过程中的安全，也可以很好的控制施工进度，为施工企业节省支出。
【关键词】隧道施工；塌方冒顶因素；塌方冒顶维护方案
1.引言
现如今，随着我国经济的需求和高速公路的快速发展，因此，对于高速公路隧道施工的要求不断提高。虽然我国在高速公路的施工技术方面有了很大的进步，但是对于一些地层薄弱段，特别是隧道施工中，在穿越土地岩层较薄弱的地段时，容易发生隧道塌方冒顶的事故。国内的很多隧道施工中都出现了塌方现象，对于如何避免公路隧道施工过程中的塌方冒顶和塌方出现后如何进行治理已经成为一个热点，更是设计人员和施工人员共同关心的一个问题。
2.塌方形成的原因
2.1 地质条件因素
地壳在构造不断地运动作用下，会形成一系列错动的发育地段，当隧道施工经过此处地段时会发生断裂，形成塌方；对于一些堆填性地段，由于颗粒之间的粘结性差，颗粒松散，开挖时会引起土体颗粒滑移出现塌方；隧道在穿越一些土体岩层较薄弱的地段时，由于隧道围岩能力很差，容易发生坍塌现象。当隧道穿越一些软弱程度不同的岩体时，若发生地下水的渗流，会引起软弱岩体的承载力大大降低引起塌方。地下层可能存在一些易溶解与水的岩体（花岗岩）时，一旦发生地下水的流动，使得岩体受到软化、浸泡、溶解等作用发生一系列的坍塌。因此，对于一些由于地质条件引起的坍塌一般是很难预测的，也是施工期间最危险和最难控制的。
2.2 设计和施工因素
由于公路隧道是一项长距离的施工，也就是所谓的线性施工，因此，在勘察期间容易对线路周边的环境勘察不全面，这就会造成设计人员在设计期间不能很好的把握地质地形，容易在地质薄弱地段进行设计，造成塌方。另外，在施工方面，由于开挖方式不同、施工顺序不合适、支护方式等不符合实际施工的围岩类型时，会使得岩体的变形过大，位移过大，出现塌方。若是在施工期间需要进行岩体的爆破，震动会引体岩体的层理分裂，也容易形成塌方冒顶现象。因此，在设计和施工期间要根据自身的经验和现场的实际情况进行施工和设计。
2.3 自然气候的影响
对于一些处于雨季施工的地段工程，地段的岩层若是出现页岩风化层，或者岩层结构层理有裂隙，在雨季雨量增大时，若是地表呈现的是一种风化砂岩与泥质砂岩软弱带时，遇水会发生软化，所以在雨季施工期间，岩层会通过雨水的诱发由一些局部失稳发展到整体失稳，使得发生岩体坍塌，形成隧道的塌方冒顶。
3.塌方冒顶的处理方案
3.1 全分化破裂带引起的塌方冒顶――沉井法
此种塌方重要是因为岩体的断层，表面的残积土颗粒松散，结构不密实，使得一旦出现隧洞开挖，会引起自然表面地下水的移动渗流，使得破裂分裂带出现岩体的崩塌。对于此种的坍塌，可以使用沉井法，即在地面塌方处浇筑一个空心沉井，利用人工的开挖，使得沉井在自重的作用下出现下沉，直到下沉到隧洞的标高位置。但是，在沉井施工过程中要注意地表水的渗透，因此，在施工之前，要对地表的水体进行围堰，并且设置排水沟，避免水体进入沉井内部。另一方面，由于地下岩体的本身特性不能完全确定，有可能出现一些易溶于水的花岗岩等，会遇水发生崩裂，形成孤石，导致沉井下沉过程中出现障碍，因此，在遇到孤石时，可以进行局部爆破，保证沉井的下。
3.2 煤层地质岩体破碎引起的塌方冒顶――土胎法
对于一些地下水丰富，煤层地质岩体，当隧道穿越此种岩体时会引起的隧道塌方冒顶时，土胎法体现了独有的操作方便快捷、并且经济安全的优点。主要就是通过从隧道外侧进行运土对塌方段进行回填，使得回填的土体在洞顶处形成土胎，然后通过在土胎上利用混凝土泵管灌注混凝土壳，使得壳体具有一定的强度和刚度，抵抗塌方处的土体的散落，待稳定后，在进行一次灌注，进一步的加固稳固的土体，保证施工的安全。利用土胎法进行施工时，要注意，在土胎施工时，要尽量保证土胎的平滑度，且尺寸要大于隧道的开挖轮廓线，保证后续的施工和后续的修凿量。在土胎回填完成后，还要在土胎上铺设一些钢筋网，防止土体塌落伤害人员安全。
对于一些发生掌子面塌方的情况来说，要对塌方面采用早强锚杆和挂设钢筋网喷护混凝土措施进行支护，也可以利用一些加长的导管超前支护对他方面进行处理。对于一些塌方量过大的隧洞，就要对塌体进行多次注浆固结，主要采用的一种方法是可以采用通过塌体的长大管棚进行控制。对于一些完全由于地下水的原因引起的塌方，首要必须对地下水进行堵截，防止地下水进入到隧洞里，引起塌方的范围扩大，影响隧洞的维护处理。
4.隧道施工过程中防止塌方的措施
（1）制定严密的施工方案，根据勘察报告严格设计和规范施工，这是防止塌方的重中之重。
（2）做好防坍塌检查的工作。首先对隧道防坍塌的安全检查，不仅要着重检查洞口段是否有开裂变形情况，边、仰坡是否有开裂变形、危石或滑塌等现象，还要检查交叉口、断层处、破碎带、浅埋段、溶洞支护段及其它围岩软弱地段是否有裂纹变形现象，要把围岩松动、不密贴、流泥流沙、掉碴、水系变化、明显的裂隙变化、初支有明显的可见喷射混凝土开裂、掉块、锚杆的松弛或锚杆垫板的压紧或变形、钢支撑的扭曲变形，都可作为隧道围岩与支护稳定性的危险信息，必须认真细致进行观测。如果以上的信息太明显，就必须进行加倍重视，这可能是坍塌的前兆，要根据此种情况制定施工安全对策，并且快速处理。
（3）注意地质观察、预报，地质变化时优化施工方案；要根据现场的情况，随时改变施工的方式方法，采用更适合的方案。
（4）对于一些不良地质地段要“短进尺，多循环，弱爆破、超前支护、加强支护”；保证不良地段的稳定性。
（5）每隔一段时间对围岩进行变形测量，做好测量总结和测量数据报告，随时进行数据查看。
5.结语
从当前隧道施工情况来看，隧道塌方冒顶事故已经成为隧道施工应当特别重视问题之一。针对当前国内较多隧道施工中出现了塌方现象，如何避免公路隧道施工过程中的塌方冒顶和塌方出现后如何进行治理已经成为一个热点。