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1、试论高等级公路隧道塌方的成因及管理措施摘要：公路隧道作为高等级公路快速发展不可或缺的地下工程,在世界各国尤其是发达国家得到了广泛应用。据有关资料显示,我国已建成公路隧道1782座,总长度704km,为改革开放初期的13.5倍,是世界上公路隧道最多的国家。本文就我国高等级公路隧道塌方的成因进行分析，并提出治理措施和建议。 关键词：高等级公路隧道塌方成因措施 我国公路隧道的建设水平随着其大量修建取得了长足发展和巨大进步。但是,我国公路隧道建设起步较晚,加之公路隧道本身开挖断面大、扁坦的特点,导致我们公路
2、隧道建设过程中还存在诸多技术问题。其中,就公路隧道施工而言,塌方、岩爆、大变形等事故可以说屡见不鲜。这些事故一旦发生,不仅延误工期、提高工程费用,也会出现对施工及技术人员的人身伤害甚至生命威胁,对这些事故如果处理不当,还会造成工程质量隐患。本人结合自己工作谈点见解，仅供参考。 一、高等级公路隧道塌方的成因 在公路隧道施工中,塌方是最为常见的典型事故。目前,关于塌方产生的原因,一般认为包括了地质因素、设计因素、施工因素和认识因素等。 1、认识因素。不可否认的是,“不塌方,不赚钱”的观念目前还在一定范围内
3、存在。有些施工单位及施工人员甚至期盼着塌方从而增加工程量或者设计变更以带来更大的施工利润。另一方面“,地质 工作是设计人员的任务,而不是施工人员的事”这一传统观念致使减弱甚至忽略了施工过程中的地质勘测及预报工作,从而也加大了施工塌方事故产生的可能性。 2设计因素。公路隧道工程设计方法当前主要有工程类比法、理论计算法及现场监控法等,这些方法又以工程类比法运用得最为广泛。在设计过程中若对围岩判断不准或情况不明,从而设计的支护类型与实际要求不相适应,也是导致施工中产生松驰坍塌等异常现象的原因。而且,设计中的地
4、质勘查周密详尽与否也是造成施工塌方事故产生的诱发甚至主导因素。 3、施工因素。施工中的不规范施工也是导致塌方的重要因素之一。就我国目前现状来说,施工单位众多,公路隧道施工队伍的技术水平发展很不平衡,管理及施工水平参差不齐,加之一些建设环节的操作不规范,而且有的施工企业及人员对新奥法原理缺乏深入学习、认识、研究和应用,导致不规范施工现象较为普遍。如:新奥法之“岩承理论”要求洞室开挖后及时提供支护反力限制围岩的松弛和变形,也正是在此过程中实现围岩的自承和自稳。反之,若在隧道开挖后不能及时地喷射混凝土予以封闭,
5、围岩因有了新的临空面而应力重分布,使松弛范围逐步扩大,从而不仅加大了荷载,与新奥法理论的初衷相悖,而且极易产生塌方等工程事故。 4、地质因素。隧道工程属地下工程,地质情况千变万化,施工过程中受各种不可预见的地质现象及地质构造的影响巨大。公路隧道工程受多变的地质条件影响,如遇到地下水、岩溶、断层破碎带、高地应力、岩爆、瓦斯、偏压浅埋、膨胀土等条件,使施工难度大,安全性差;而且公路隧道开挖跨度大,单洞三车道隧道开挖跨度达15m,形状扁平,且防水要求高;加之受勘查水平及其他很多相关因素的制约,这些无疑加大了公路
6、隧道的施工难度和塌方事故产生的可能性。 二、治理高等级公路隧道塌方的具体措施 1、开裂、侵限段落的加固处理。塌方事故直接影响初期支护拱体长达7m～19m，拱顶初期支护下沉变形较大，出现多条较大裂缝。为了防止塌方范围继续扩大，以及防止前端的初期衬砌支护下沉变形加大，对初期衬砌裂缝地段采取了如下加固措施：一是对桩号初期衬砌裂缝地段的初期支护，拱部增设径向。Φ50mm×5mm小导管，呈梅花型布置，间距为100cm×100cm。施工后及时注浆以加固围岩，防止洞室周围围岩塑性区进一步扩展。通过监控量测结果可以看出
7、小导管注浆后围岩变形减少，达到了预期的效果。二是先对每榀型钢拱脚底部每侧各施打向下为45°的两根3.5m。长注浆小导管锁脚，然后用工字钢做临时支撑，工字钢（或槽钢）做底梁。待钢支撑施工完毕后，设水平横向支撑形成环，工字钢用Φ25钢筋纵向连接，环向间距为100cm.工字钢按70cm间距安装，加设楔形砼垫于喷射混凝土与型钢之间塞缝。三是未塌方段由于受到塌方体的影响，紧邻塌方体10m范围内的周壁围岩发生较大变形，严重侵占了二次衬砌规定的5cm～10cm，最薄处只有40cm。为了确保二衬尺寸，对侵限地段已经施工完毕
8、的工字钢支撑进行了抽换。抽换采取间隔抽换，型钢更换后，对侵入二衬范围的喷射砼进行凿除，满足设计初支厚度后进行重新补喷，然后再进行二衬的正常施工。 2、洞内塌方影响段处理。一是对塌方体表面喷一层20cm厚的C25早强混凝土并挂X将塌方体封闭，保持塌方体稳定。应在塌方体下部打入Φ50mm×5mm钢花管，以利塌方体内排水工作。二是在塌方影响段内采用Φ89mm×6mm超前注浆钢花管，环向、纵向间距分别为50cm、100
