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［摘要］

隨著我國社會主義市場經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，公路隧道開鑿數(shù)量日益增多，隧道施工過程中不少安全問題也相伴而生，尤其是隧道塌方問題日趨嚴(yán)重。同時公路隧道的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷提升，隧道工程面臨著復(fù)雜的地質(zhì)條件。對隧道工程的塌方事故進(jìn)行深入分析，闡述塌方產(chǎn)生的原因，探討在塌方后應(yīng)采取的施工措施，將塌方風(fēng)險及塌方帶來的損失降到最低。

［關(guān)鍵詞］

隧道工程;塌方事故;施工措施;原因

1隧道工程施工特點(diǎn)

1．1環(huán)境惡劣隧道工程多在野外艱苦的環(huán)境中，在實(shí)際施工過程易受到水文地質(zhì)條件的影響，在施工過程中需要使用多種大規(guī)格的機(jī)械設(shè)備，進(jìn)行布置安排有一定的困難，與此同時，隧道內(nèi)部空氣和光線不足加劇了施工難度，還要時刻預(yù)防隧道坍塌、地下水涌出和瓦斯氣體的惡劣環(huán)境因素的影響，在一定程度會影響到隧道施工的進(jìn)度和質(zhì)量，嚴(yán)重的還能危及施工人員生命安全。所以，隧道施工過程要根據(jù)實(shí)際環(huán)境的考察結(jié)果，制定切實(shí)有效的施工技術(shù)安排。

1．2工序復(fù)雜隧道施工是集多工序和多工種聯(lián)合的地下綜合作業(yè)施工，在狹窄的工作面進(jìn)行大規(guī)模的進(jìn)料和出渣運(yùn)輸，施工工序復(fù)雜且艱巨。要保證施工進(jìn)度就要進(jìn)行全面科學(xué)的規(guī)劃，在隧道施工前，對坑道加以支撐保證其能受地層壓力，再進(jìn)行有效組織和施工。在施工階段要將隧道工程的施工工序循環(huán)起來，在不斷循環(huán)中推進(jìn)施工進(jìn)度，與此同時，也在高標(biāo)準(zhǔn)和高要求下實(shí)現(xiàn)隧道施工的連續(xù)性，在短時間內(nèi)完成高工作量，防止因時間的拖延造成施工隱患。

2隧道工程中塌方事故產(chǎn)生的原因

2．1設(shè)計(jì)施工原因設(shè)計(jì)施工原因是指在施工過程中，因施工企業(yè)的工藝水平和設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)合理性等原因?qū)е碌乃绞鹿省ＴO(shè)計(jì)單位如果對圍巖勘探失誤會導(dǎo)致施工企業(yè)在施工的過程中，對施工尺度的把握出現(xiàn)偏差，不了解施工地段詳細(xì)的地質(zhì)情況。施工企業(yè)如果沒有清楚認(rèn)識到設(shè)計(jì)圍巖和實(shí)際圍巖間的偏差，會因?yàn)閲鷰r暴露在空氣中的時間過長、支護(hù)襯砌等原因，造成塌方。

2．2地質(zhì)原因隧道工程的地質(zhì)條件十分復(fù)雜，導(dǎo)致施工難度加劇、施工安全性降低。同時，勘測施工地段地質(zhì)情況受到較多因素影響，不可預(yù)見性較多，容易產(chǎn)生勘測不徹底等問題，使塌方的可能性增加。

2．3人為原因人為原因是指因施工企業(yè)忽視地質(zhì)預(yù)報工作、地質(zhì)勘測工作、私自變更設(shè)計(jì)等因素導(dǎo)致的塌方事故，施工企業(yè)為了獲得更大的利潤，縮減預(yù)定工期，在一定程度上存在著僥幸心理，對施工方法進(jìn)行私自修改，未按照施工規(guī)范的要求進(jìn)行施工，最終導(dǎo)致隧道工程質(zhì)量較低。在隧道工程施工安全風(fēng)險事故中，塌方事故約占其中的50．0%，導(dǎo)致隧道工程引發(fā)塌方風(fēng)險事故的因素有很多。基于新奧法相關(guān)原理，隧道工程塌方的主要原因包括以下方面:①隧道工程施工環(huán)境地質(zhì)條件不良，圍巖自穩(wěn)水平不足，施工過程中沒有采取支護(hù)方式便出現(xiàn)塌方;②施工過程中，沒有對相關(guān)條件差地質(zhì)體開展超前支護(hù)、注漿支護(hù)等預(yù)防處理，開挖爆破效果不足，使得圍巖應(yīng)力集中，引發(fā)滑塌情況;③隧道工程規(guī)劃環(huán)節(jié)并未對隧道區(qū)域地質(zhì)環(huán)節(jié)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析、判斷，未就施工現(xiàn)場實(shí)際地質(zhì)情況展開實(shí)時分析，使得開挖進(jìn)尺、支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容等不規(guī)范，如圖1所示。

3案例分析

3．1工程概況仁竹山隧道又名百丈隧道，位于漳永高速A9標(biāo)段龍巖市漳平市新橋鎮(zhèn)境內(nèi)大田坑到怡坑段。左右洞隧道平均長度627．5m，屬中隧道。設(shè)計(jì)采用小凈距分離式雙洞布置，進(jìn)口段YK120+543—YK120+611，ZK120+546—ZK120+609為小凈距段落，凈距為9．8～12．5m，其余部分為正常分離式隧道。

3．2地質(zhì)說明仁竹山隧道淺埋段為侵蝕剝蝕丘陵地貌。丘陵天然坡地一般為30°～40°，植被較發(fā)育，地表覆蓋2～4m紅色殘坡積黏性土。淺埋段隧道圍巖為坡積粉質(zhì)黏土、碎塊狀強(qiáng)分化鈣質(zhì)粉砂巖，巖體破碎溝谷處有地表水匯集，地下水較豐富，且隨季節(jié)性降水漲幅較大，開挖中地下水多呈淋雨?duì)畛鏊Ｗ苑€(wěn)能力差，易坍塌，處理不當(dāng)會出現(xiàn)大坍塌，側(cè)壁長發(fā)生小坍塌，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)，建議采用特殊施工工藝。

3．3仁竹山隧道塌方具體原因分析1)仁竹山隧道沖溝淺埋段巖質(zhì)差，地表為坡積粉質(zhì)黏土，地表以下為碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化鈣質(zhì)粉砂巖，圍巖強(qiáng)度低、自穩(wěn)性差，隧道開挖穿過不穩(wěn)定的軟弱地層時，由于圍巖強(qiáng)度不夠引起坍塌。2)隧道開挖恰逢雨季，雨水由巖體破碎溝谷處下滲到開挖地方，沖走掌子面充填物，使得結(jié)構(gòu)面中孔隙水壓力的增大，同時也使圍巖軟化，影響圍巖的強(qiáng)度，雨水在一定程度上也使巖體巖結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度降低。雨水的存在加劇隧道的塌方。3)仁竹山隧道開挖經(jīng)過沖溝淺埋段時，超前支護(hù)不足，不能滿足圍巖壓力所需要求，造成塌方事故的發(fā)生。

3．4對以后處理塌方的建議對于隧道塌方事故，重點(diǎn)是要“防患于未然”，要對隧址地質(zhì)勘察及其詳盡性與準(zhǔn)確性引起足夠重視。只有做好了地質(zhì)勘察工作，才能制定出安全合理的施工方案。同時，對于施工過程中出現(xiàn)的各種異常地質(zhì)現(xiàn)象也應(yīng)該加以重視，這些往往是塌方發(fā)生前的征兆。在施工過程中，超前支護(hù)必須要做好，因?yàn)楸ＷC了施工現(xiàn)場和人員的安全，就是保證了隧道施工的安全和進(jìn)度。而在處理塌方過程中，也要將地表的治理、洞內(nèi)處治以及地下水的處治結(jié)合起來，要做好充分的準(zhǔn)備，有明確的施工工序和方法，并且能在治理實(shí)踐中及時調(diào)整。

4隧道工程施工質(zhì)量控制措施

4．1施工材料控制措施1)原材料的購買在材料購買環(huán)節(jié)，需要施工單位能夠以招標(biāo)的方式開展材料購買活動，以此從中選擇出質(zhì)量好、信譽(yù)高、價格合理的廠家作為本工程的材料供應(yīng)商。而當(dāng)材料進(jìn)場時，也需要現(xiàn)場人員能夠做好材料的抽樣檢查，并要求其出具出場報告。經(jīng)過出場報告檢查、檢查檢驗(yàn)都合格之后，則可以批準(zhǔn)材料進(jìn)場使用，而如果經(jīng)過檢查存在問題，則拒絕材料進(jìn)場，避免不合格材料進(jìn)入施工場地。2)材料的運(yùn)輸與管理由于公路隧道施工工程量大，施工周期長，往往會需要堆放一部分材料。而在對材料進(jìn)行堆放時，應(yīng)當(dāng)保證不同品種、不同類型的材料能夠分開堆放。以砂石為例，對于粒徑大小不同的砂石來說，應(yīng)當(dāng)將其分別堆放，并在堆放之后通過隔離設(shè)施的架設(shè)對其進(jìn)行隔離，避免出現(xiàn)不同顆粒砂石的混合情況。同時，如果施工環(huán)境的氣候較為干燥，則可以根據(jù)實(shí)際情況建立起專門的水泥庫，并在水泥到貨之后對其標(biāo)號、日期以及品種等進(jìn)行細(xì)致的標(biāo)明，避免因?yàn)殄e用而造成質(zhì)量隱患。

4．2通風(fēng)防塵等控制措施1)施工供風(fēng)在高速公路隧道施工中，由于施工環(huán)境密閉，施工過程需要提供相應(yīng)的供風(fēng)設(shè)施，為解決此問題，可在隧道進(jìn)口安裝空氣壓縮機(jī)以供風(fēng)，保證密閉施工環(huán)境中的風(fēng)氣循環(huán)，從而保障隧道施工用風(fēng)。2)施工供電在隧道工程施工用電方面按照《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》JTGF60—2009的有關(guān)要求進(jìn)行架設(shè)電力線路以及安裝各種電力設(shè)備等。按照我國電力要求，隧道工程的動力設(shè)備采用三相380V，而采用220V的電壓進(jìn)行照明。在電力附屬設(shè)備方面將漏電保護(hù)開關(guān)安裝到所有線路上來確保安全。3)施工用水隧道工程中的施工用水可分為施工生活用水以及施工工程用水。施工生活用水應(yīng)當(dāng)保證水質(zhì)達(dá)到飲用要求，為此可在水道出口右側(cè)山腳挖水池進(jìn)行收集水資源。施工工程用水應(yīng)當(dāng)保證水質(zhì)達(dá)到施工要求，也就是要求通過水質(zhì)檢驗(yàn)來排除不適用于攪拌混凝土的水源，即避免pH值小于4或者水質(zhì)硫酸鹽、氯化物含量超標(biāo)以及水中含有其他對水泥凝結(jié)硬化有害的雜質(zhì)的水石，因此這部分水源可借助電泵抽取電站水渠中的水進(jìn)行儲存，并在使用時通過架設(shè)專用水道引入專門的集水池中作為施工工程用水。4)施工防塵在隧道施工過程的開挖環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)粉塵污染，為避免這一狀況，施工需要采取濕式鑿巖方案，也就是在隧道爆破后為了降低粉塵濃度應(yīng)當(dāng)立即大量灑水，通過這種方式降低隧道施工過程開挖環(huán)節(jié)的粉塵濃度，保證較為清潔的施工環(huán)境。

4．3施工技術(shù)控制措施1)施工測量具體施工之前，相關(guān)地形、環(huán)境與地質(zhì)測量是非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。對此，就需要施工單位在施工開始之前能夠?qū)κ┕^(qū)域周圍的環(huán)境、氣候以及地質(zhì)情況等進(jìn)行全面而細(xì)致的測量，并在測量結(jié)果的基礎(chǔ)上制定出一套科學(xué)合理的施工方案。2)挖掘方式開挖斷面規(guī)整程度和斷面尺寸及超欠挖控制是控制隧道開挖質(zhì)量的兩個方面。在隧道挖掘時，需要根據(jù)工程施工方案的設(shè)計(jì)情況對斷面挖掘的尺寸進(jìn)行確定，并在相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算基礎(chǔ)上預(yù)留足夠的支撐沉落量以及變形量指標(biāo)。同時，還需要能夠根據(jù)施工區(qū)域圍巖所具有的類型來選擇適合的挖掘工藝與方式。通常情況下，預(yù)裂爆破以及鉆爆法是隧道挖掘過程中經(jīng)常會應(yīng)用到的一類方式，其中，預(yù)裂爆破法較為適合地質(zhì)較軟的情況，而鉆爆法則更加適合地質(zhì)較為堅(jiān)硬的情況。3)隧道支護(hù)對隧道實(shí)施挖掘之后，需要及時地開展支護(hù)工作，以此在限制圍巖出現(xiàn)變形情況的同時最大程度降低承受荷載。目前，錨噴支護(hù)是我國隧道施工中廣泛使用的一種支護(hù)方式，其具有操作簡便、施工速度快以及支護(hù)效果好等優(yōu)點(diǎn)。4)防水控制在隧道施工中，防水工作是非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容，因?yàn)槿绻淼莱霈F(xiàn)滲水情況，對于隧道的穩(wěn)定性以及使用壽命都會造成較大的負(fù)面影響。目前，引流堵漏是較為常見的一種隧道防水方式，非常適合應(yīng)用于隧道裂縫滴水的情況。而對于隧道中滲水情況較為嚴(yán)重的部位來說，則可以通過注漿堵漏的方式進(jìn)行。

4．4隧道塌方控制措施1)對地質(zhì)情況進(jìn)行準(zhǔn)確勘測。隧道工程的安全性和質(zhì)量水平受到地質(zhì)條件的制約，在地質(zhì)條件較為復(fù)雜的地段，塌方事故產(chǎn)生的可能性較高，在地質(zhì)條件較好的地段，塌方事故發(fā)生的可能性較低。因此，對施工地段進(jìn)行準(zhǔn)確、科學(xué)的勘測，有助于從源頭上減少塌方事故。在實(shí)際勘測過程中，應(yīng)該避免一味減少勘測費(fèi)用而造成的地質(zhì)資料不全面的現(xiàn)象，避免盲目施工，使施工企業(yè)在施工前做好物資上、技術(shù)上和思想上的準(zhǔn)備，對支護(hù)措施和開挖方法的選擇進(jìn)行充分考慮。根據(jù)地質(zhì)勘測結(jié)果，對施工地點(diǎn)土石分布情況和質(zhì)量進(jìn)行分析，對隧道線型進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。2)在施工過程中，應(yīng)該通過有針對性的施工技術(shù)和地質(zhì)預(yù)測避免發(fā)生塌方事故。如果在地質(zhì)條件較差的地段施工，可以通過科學(xué)的支護(hù)方法和開挖方法，降低塌方事故的發(fā)生機(jī)率。開挖掌子面之后，圍巖的自穩(wěn)時間受到包括圍巖條件在內(nèi)的多種因素的影響，如果在爆破之后無法對圍巖情況進(jìn)行判斷，應(yīng)該立即采取支護(hù)措施，避免因圍巖變形導(dǎo)致的塌方事故。隧道工程的不可預(yù)見性和復(fù)雜性較大，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)該對施工地段進(jìn)行勘測，但是因?yàn)轭A(yù)測的不可見因素較多，因此，應(yīng)該在施工過程中及時進(jìn)行預(yù)測，提醒施工人員預(yù)防塌方事故。

5結(jié)語

我國國土面積的75%為丘陵或山地地貌，隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展，隧道規(guī)模不斷增加，圍巖是否具有良好的穩(wěn)定性對施工安全有十分重要的作用。隧道工程中塌方事故會造成安全隱患、工期延誤、施工成本增加等問題，因此，施工企業(yè)和設(shè)計(jì)單位應(yīng)該對塌方原因進(jìn)行分析，尋找適宜的施工措施，將塌方事故產(chǎn)生的可能性降到最低。現(xiàn)如今，我國隧道工程建設(shè)取得了一定的成效，但隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對隧道工程施工安全風(fēng)險管理提出了更高的需求。由此可見，隧道工程施工安全風(fēng)險管理工作要進(jìn)一步加強(qiáng)，選擇科學(xué)合理的風(fēng)險處理策略，建立安全管理控制體系，強(qiáng)化對施工人員的管理，結(jié)合我國隧道工程地質(zhì)的特點(diǎn)研究新的、較為前沿的安全風(fēng)險管理技術(shù)，確保隧道工程施工順利開展，實(shí)現(xiàn)隧道工程事業(yè)的高效生產(chǎn)、安全施工，可持續(xù)發(fā)展。

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作者：韓莉 單位：中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司