公路工程隧道施工中的塌方治理技术

孙尔鹏

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2103-5042-6476

摘  要：隨着我国经济的快速发展，城市化进程的不断加快，公路隧道施工的数量也在逐年增加，但是由于隧道施工过程中存在的问题导致的安全事故仍时有发生。在隧道施工的时候需要进行围岩的加固处理，如果出现了严重塌方的情况，就会影响到行车的安全性和通行能力。为了保证公路工程的质量和人们的生命安全，就要对其进行有效的预防措施。在隧道工程中，由于地质条件复杂、围岩稳定性差，容易出现坍塌现象，对行车造成不利影响，因此，必须要重视对隧道施工过程当中的塌方问题进行分析，采取相应的预防措施，保证隧道工程的质量和安全性。

关键词：公路工程  隧道施工  塌方治理  研究

中图分类号：U411                             文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）03（b）-0063-03

Landslide Control Technology in Highway Tunnel Construction

SUN  Erpeng

（Gansu Provincial Transportation Research Institute Group Co.， Ltd.， Lanzhou， Gansu Province， 730000 China）

Abstract： With the rapid development of China's economy and the accelerating process of urbanization， the number of highway tunnel construction is also increasing year by year， but the safety accidents caused by the problems in the process of tunnel construction occur from time to time. During the tunnel construction， the surrounding rock needs to be reinforced. If there is a serious collapse， it will affect the safety and traffic capacity of the driving. In order to ensure the quality of highway engineering and the safety of people's lives， it is necessary to take effective preventive measures. In tunnel engineering， due to the complex geological conditions and poor stability of surrounding rock， it is easy to collapse， which has an adverse impact on the driving. Therefore， we must pay attention to the analysis of the collapse problem in the process of tunnel construction， and take corresponding preventive measures to ensure the quality and safety of tunnel engineering.

Key Words： Highway engineering; Tunnel construction; Landslide control; Research

在隧道工程中，由于地质条件复杂、围岩稳定性差，容易出现坍塌现象，对行车造成不利影响，因此，必须要重视对隧道施工过程当中的塌方问题进行分析，采取相应的预防措施，保证隧道工程的质量和安全性。

1  相关理论概述

隧道工程是一种特殊的地下工程，它具有一定的隐蔽性，在施工过程中，需要对其进行有效的控制和管理，才能保证隧道的安全稳定。因此，在隧道的建设中，必须严格按照相关的规范要求，对施工方案和工艺流程加以优化，确保其质量，从而保障隧道的安全性和稳定性。由于地质条件复杂，所以在实际的施工中，往往会出现各种问题，例如围岩的不均匀沉降、地下水的影响、围岩的变形等，这些因素都会导致公路的塌陷。如果能够将这些不利的情况妥善处理，就可以减少公路的塌陷事故，还能促进当地的经济发展，提高人民的生活水平，为社会的和谐提供良好的基础环境[1]。

2  公路工程隧道施工中的塌方原因分析

公路隧道塌方的破坏模式主要有3种，即自然状态、人为因素和工程原因。其中公路隧道的建设过程中，由于施工环境条件的限制和施工人员主观能动性低的影响，以及施工作业的不规律，导致了公路隧道的坍塌问题[2]。

2.1 自然状况下的塌陷

在进行开挖的时候会受到各种地形的约束作用，使得隧道的实际情况与设计的不同程度，造成了严重的安全隐患。例如，在施工的现场没有设置保护层，或者是在施工的场地上放置一些杂物，这些都会对整个公路隧道的安全性产生不利的影响。

2.2 人为的破坏模式

公路隧道施工中，施工人员的专业素质不高，对施工作业没有一个正确的认识和定位，使得整个隧道的施工程序出现混乱，甚至是偷工減料的现象时有发生，严重威胁着工作人员的生命财产安全。

2.3 工程的原因模式

如果是为了提高施工的效率而选择的不合理操作，就可能发生事故，甚至引发人员伤亡[3]。

3  公路工程隧道施工中的塌方治理技术

3.1 施工方面

对于公路隧道施工中出现的塌方事故，要从技术方面入手，在隧道施工过程中，要严格按照相关规范进行，保证施工人员的安全和质量，同时也需要对隧道的地质情况和水文条件等做好勘察，在施工前后做好相关工作，确保施工地区的稳定性和安全性[4-5]。

（1）在隧道施工前，要对围岩进行详细的勘察工作，包括岩石的结构、地质构造以及水文等，并对围岩的稳定性和承载力等有一个全面的了解。（2）在隧道开挖后，要及时对隧道的支护系统做相应的调整和维护，以防止出现支护破坏的现象发生，保证衬砌的稳定性能，并做好防水防渗层的铺设。（3）在隧道施工过程中，要加强监控力度，严格按照设计规范的要求开展施工作业，确保围岩的稳固性，避免因为扰动造成的塌方事故。同时应采取一定的应急措施，例如加固锚杆、喷射混凝土等，使其具有足够的强度来应对突发状况。还可以采用新的技术来提高衬砌的质量水平，如加筋法、锚喷法、预应力锚索、超声波透射法等。当采用台阶式的开挖方法时，应先用人工勾绘出路线的走向和坡度，然后再利用机械或钻孔设备，使之符合规范要求。当遇到软土层时，可以使用水泥混凝土或砂浆填充其中，使其达到最佳的承载力[5-6]。

3.2 设计活动

对于隧道洞口的设计活动，要根据实际的情况进行，在施工前要对隧道洞口的地质条件和围岩状况进行全面的了解和分析，并结合隧道的具体位置，合理选择合适的开挖方式，以保证围岩的稳定性和强度，减少隧道的塌方事故[7-8]。

在设计过程中，需要对隧道的周边环境，以及地下管线等因素的影响做出详细的调查研究，再制订相应的方案来解决这些问题。设计人员应该做好相关的记录工作，及时将有关资料整理出来，为后期的施工提供数据支持。在进行隧道的施工设计时，需要根据实际情况，对围岩的稳定性和变形控制等因素，合理安排围岩的结构和参数，使其达到安全稳定的目的;同时，要结合地质条件，对围岩的强度、刚度、抗压性等指标，选择合适的开挖方法，并做好相应的防护措施，以防止出现塌方事故。在隧道的设计过程中，要充分考虑到各种影响因素，如岩石性质、地形地貌、气候环境、水文状况，以及周边的建筑物等，并将这些因素作为一个整体进行全面系统的分析研究，从而保证设计的科学性。

3.3 加强防水管理

防水工程是隧道施工中的重要部分，也是隧道工程中的重点内容。在进行防水处理的过程当中，需要注意以下几点。

第一，在隧道洞口的防水层铺设的时候，要选择具有一定强度的材料。第二，在对洞口的防水层的厚度和宽度的控制上，要根据实际的情况来制订合理的方案。第三，对于防水层的保护措施，主要就是采取有效的防护手段，比如喷涂沥青砂浆、喷涂环氧树脂涂料等。第四，做好对隧道的排水工作，防止出现地下水的渗流，保证地下水位的稳定和水土的稳固性。工作人员需重视对防水卷材的使用和维护，保证其具有一定的强度和耐久性，并确保其能够满足隧道的整体要求。

3.4 管棚和小导管注浆技术

管棚和小导管的注浆是隧道施工中非常重要的一部分内容，在进行隧道开挖的时候需要对其进行严格的控制和管理，在实际的施工过程中，要根据具体的地质情况来对其采取相应的处理措施，可以采用以下几种方法。

第一，施工人员要严格地按照设计图纸的要求来施工，保证施工的质量。第二，施工人员要对隧道的地质情况充分地了解并掌握，对其的变化规律和周边的环境条件都能准确地做出判断，这样才可以避免出现塌方事故。第三，隧道的开挖深度不宜过深，一般在10 m以内，如果需要挖断的范围较大，就必须采用大直径的钻孔机，以确保其能够顺利地完成挖断工作。第四，当隧道的长度超过了2 m时，就应该采取小导管的方法来处理，以防止发生坍塌。

4  施工质量控制要点

治理不是目的，预防才是根本，这就要求依据质量要点展开施工，避免后期出现塌方事故。

4.1 重视喷锚支护，发挥钢管拱架作用

如果围岩类别比较高，支护质量不会轻易被开挖面和喷锚支护距离所影响。然而如果围岩类别不高时，则情况相反，因为容易触碰破碎带和断层。所以，如果施工队选择超短台阶施工，为了提高围岩的牢固系数，要适当喷锚支护。有一点需要注意的是，围岩会因为支护时间过早而引起形变，会增大支护结构的受力，但是围岩也会因为支护过晚而加大塌方风险，所以支护时间的掌握要科学合理。众所周知，喷锚支护是一种常用且非常有效的措施，然而喷锚支护的作用需要钢管拱的协助，为了加大支撑力，钢管内可浇筑水泥，与此同时也要适当增加锚杆数目、加大长度等。

4.2 重视开挖方法的选择

隧道环境比较复杂，包含很多软弱围岩，而选择断面开挖时，全断面是最好的选择，受周围软弱围岩的影响，便只能放弃全断面开挖，改为两断面或者多断面开挖。整体流程为先挖隧道两边，然后做好支护，最后挖中间断面，在这期间需要同时做好支护工作，这种做法安全性较高。从断面形状而言，越圆越好，原因在于受力均匀。

4.3 重视早强混凝土、喷射速凝的使用

开挖工作结束后需要进行封闭处理，而早强混凝土、喷射速凝则是最行之有效的办法，优势在于抗风化能力强、加强围岩牢固系数等。但是在软弱围岩的应用效果较不明显，需要运用钢筋网，以便使围岩柔性加强。当钢筋网铺设完毕后，为了使围岩整体性得到增强，需要按照径向方向打锚杆。有一点不可忽视，即围岩和混凝土要实现无缝贴合。并且用模筑混凝土将喷射混凝土替代，其目的在于提高局部防塌系数，特别是施工位于拱部时，务必应用模筑混凝土，同时还要控制好混凝土的强度和厚度。

4.4 重视隧道衬砌质量控制

经验丰富的施工团队会意识到裂缝问题时有发生，原因是二次衬砌造成的，而二次衬砌则与围岩松动脱离不了干系。对此，施工人员需要借助塞尺去观察裂缝，如果塞尺无法观测，则需要应用雷达监测。只有监测裂缝的真实情况，才能为接下来的措施提供参考依据。然而雷达有时候监测效果不明显，因为施工人员在衬砌过程中，填塞存在很多缝隙，由于不够密实，所以减小了雷达高频波穿透力，这就要求施工技术人员选择的频率波要符合施工要求，以便发挥雷达的最大作用。除此之外，施工人员在拱顶作业时，安置测线可以沿着隧道断面，效果会更好。但是我国这方面技术还有待突破，因为仪器技术水平存在局限性，检测难以兼顾任意地段，所以施工人员还要善于用钻孔监测。

5  结语

总而言之，对于公路隧道的治理来说，其根本就是为了保证公路的正常运营，使人们出行的时间缩短，提高人民的生活质量，为国家的发展做出贡献。该文主要研究了隧道施工中塌方事故的预防和治理措施，通过对隧道施工中出现的问题进行分析，提出相应的应对方案，为公路工程隧道施工安全管理提供参考。

参考文献

[1] 刘晓龙.公路工程隧道施工塌方治理技术应用探讨[J].中华建设，2020（10）：136-137.

[2] 董磊，代志杭.公路工程隧道施工塌方治理技术研究[J].技术与市场，2020，27（9）：107，109.

[3] 杨圣明.公路工程隧道施工塌方治理技术的应用探讨[J].建筑技术开发，2020，47（10）：121-122.

[4] 劉鹏彦.复杂地质条件下的南华山隧道施工风险管理研究[D].兰州交通大学，2020.

[5] 高小霞.隧道施工项目中的跨团队组织设计与协调研究[D].南昌大学，2019.

[6] 罗忠祥，阿迪力·如苏力，奎永才，等.基于微信小程序的高速公路隧道施工信息管理系统开发与应用[J].中国公路，2020（21）：236-239.

[7] 中铁科学研究院西南院参建项目荣获第十七届中国土木工程詹天佑奖[J].现代隧道技术，2020，57（5）：199.

[8] 王坚，王笑，张东.千岛湖区公路工程施工期水环境污染源调查及防控技术研究[J].公路交通科技：应用技术版，2020，16（4）：363-365.