徐智
身份证号：51382219901218****
摘要：公路隧道工程是如今交通领域建设中极为关键的建筑工程之一。所以，倘若想要进一步推进经济社会的快速化发展，则需要充分的做好公路隧道工程的建设施工。公路隧道工程的施工建设大多都为户外的运作，这也无疑也决定了在运作当中会受到诸多不稳定因素的影响，所以，增强对于公路隧道工程的品质探究是极为重要的。特别是在全新的发展阶段，国内的公路隧道工程的施工开展难度也在不断的提升，同时施工的环境而变得更为的复杂化，往往会受到来自于多方面因素的影响，而这些干扰因素在公路隧道施工开展当中往往是很难预防的，特别是其没有固定的规律可依循，这无疑对于工程整体的开展带来了极大的困扰。同时因为我国的土地资源非常的辽阔且地势也具有很显著的复杂性，特别是公路隧道工程此类地形条件相对恶劣的施工开展，无疑增强了隧道施工的难度。因此，现阶段，研究公路工程隧道施工塌方治理技术具有重要意义。下面笔者就对此展开探讨，希望可以提升我国公路塌方治理技术。
关键词：公路工程；隧道施工；塌方治理技术；
作为一种地下条状构筑物，隧道多修建于山岭当中，用于克服高程障碍，改善道路线形，提升行车速度，对于提升整体运输能力意义重大。然而，在隧道掘进施工过程中，往往会因为多种因素导致塌方等事故发生。隧道塌方原因很多，不仅包含不良地质的内在原因，同时还包括施工管理等外部原因。若不及时采取切实可行的措施积极治理，势必会导致垮塌面积进一步扩大，甚至会引发更大的灾害问题。针对这一问题，应结合工程实际情况，有针对性地采取措施进行塌方治理，做好加固工作，保证岩土体稳定，降低危害性。
1 工程概况
某高速公路隧道全长1080m，160m为其埋深最大值，单洞属于双向双车道，14.66m为隧道净宽，7.8m为隧道净高。由于构造运动的强烈影响，隧址区中部形成断裂破碎带。依照钻探结果显示，破碎带发育构造角砾岩或断层泥，与断层带相近部位的灰岩存在溶蚀情况。原设计当中，隧道K3+882－K3+731段采用III级支护，施工以台阶法为准。上下台阶距离可达到50m左右。在上台阶掘进施工中，当施工至K3+731段时，初次支护后，第二天进行超前小导管等施工时，隧道顶部偏右2m部位出现岩体局部失稳垮塌问题，此时迅速停止施工，并将设备、人员紧急撤出，紧接着垮塌范围进一步加大，并有250m3左右岩土成锥形体出现于掌子面位置，可判定为中等规模塌方，本次塌方造成的损失包括:超前小导管完全失效;破坏了已经喷射完成的最后一榀钢拱架拱顶和右拱腰部位，未见人员伤亡。根据勘查分析，不良地质体的定位是填充岩溶隧道预防塌方灾害的首要工作。基于隧道地质超前预报体系和原则，并与本隧道的实际情况相结合，可采用“宏观地质预报+长距离预报(TSP203＆TEM)+短距离预报(GPＲ)”为综合地质超前预报方案。以不良地质体定位结果为依据，对其和隧道的空间位置关系进行了观测与分析，进而对其潜在破坏模式有了准确的判断，并制定了合理、科学的“小导管注浆+超前管棚结构支护加固”塌方治理方案。
2 公路隧道塌方原因分析
2.1 施工及措施应用不当
在公路隧道施工活动当中，由于施工人员的专业素质不高，并且没有对周围的施工环境进行详细的了解以及数据勘察，在挖掘工作中依靠以往的工作经验来决定整个隧道的开挖方式，或不符合实际情况的爆破参数，导致隧道出现坍塌。一般而言，工作人员在进行隧道开挖工作时应进行一定的支护保护措施。另外则是方法的原因，个别单位在进行支护设置时，对于围岩质量比较好的部分没有进行支护设置工作，从而导致在混凝土喷射时周围的围岩松弛，从而发生坍塌，具体的有以下几个因素：
1)因地质条件不明或施工方案编制人员缺少相应经验导致所选用施工方法与地质条件不相适应。2)在施工过程中遇到地质条件发生变化需要变更支护方案或施工方法时，未及时变更施工方法。3)初期支护施工不及时，支撑架立不合要求。初期支护是充分利用围岩自身稳定性、防止隧道塌方的一种技术措施，其施工不当将导致围岩累计变形过大而发生塌方。4)隧道开挖后必须及时初喷混凝土，封闭围岩、减少变形，使开挖轮廓线周边围岩变形逐步稳定。开挖后地层暴露过久，引起围岩松动、风化，自稳能力丧失而发生塌方事故。5) 高速公路山体隧道一般采用钻爆法开挖，爆破用药量过大引起地震效应可能促使已经实施初期支护的位置发生坍塌。6)监控量测是隧道新奥法施工中的重要一环，施工过程中未及时量测，或在量测数据变形异常时未采取有效措施，已完成初期支护部分可能因变形过大发生塌方。7)围岩开挖后需对侵入开挖轮廓线以内的孤岩和松动的危岩进行处理，处理方法不当将人为的造成塌方。
2.2 设计活动
公路隧道设计活动十分严谨，因此一般会采取3个设计方法进行计算，分别是理论计算法、现场监控法以及工程类比法。部分设计单位在进行工程设计时，运用最多的设计方法是工程类比法，这种方法主要是以经验沿袭为主，是根据前期工程的设计活动，直接进行套用，没有进行具体环境的分析，没有对地质资料进行采集，从而导致支护的参数数据不准确，引发隧道的坍塌。
2.3 地形地质
公路隧道在施工活动当中除了受到设计的影响，还会受到当地地理环境的制约，受到地形等方面的影响，如果在施工活动当中存在断层、地下水或瓦斯等情况就会增加整个公路隧道施工的难度。比如公路隧道施工活动是在断层破碎地带或者是岩溶发育区，则会导致该地区的岩层十分松散，无法承受拱形的压力，从而导致隧道的坍塌。而这些都与施工单位施工领导者的主观判断分不开，个别领导者根据自身的经验进行主观臆测，没有对施工环境进行具体的勘察，导致地质超前预报工作存在漏洞。
2.4 水文因素
如果在公路隧道施工活动当中经常产生暴雨，或者是该地区有频繁的地下水活动，也容易引发隧道坍塌。比如施工地区的地下水位经常暴涨，就容易软化隧道周围的岩石，当岩石的性质发生改变时，岩石的承载能力就会降低，从而引发坍塌事故。并且，在我国坍塌事故的发生统计中，地下水导致隧道坍塌的比例是比较高的，除了物理侵蚀以外，还有化学作用，因为地表之下所存在的物质非常多，而这些物质和水或空气接触之后，就容易产生化学反应，从而腐蚀岩体。
3 塌方治理措施
3.1 应急处置措施
要全面的了解施工区域周边的地形和地质，充分的掌握周边地形地质的自然缓解，探寻一个最为适宜的施工区域开展施工。在定好施工区域之后，就需要选择优秀的的施工建设队伍，来对公路隧道塌方开展施工运作。在开展施工进程中，需要充分的依照相关的标准来开展，要严格的杜绝不遵循施工规范标准的施工状况出现。稳定塌体、控制塌方规模是隧道工程塌方应急处置的重点，通过应急处置，可以有效避免塌方进一步扩展。具体施工流程如下。
1)采用Ф6.5mm的钢筋网(25cm×25cm)与C25混凝土(25cm厚)结合的方式，封闭塌体表面，随后在塌方底部填筑渣土，并进行压实。
2)当塌体恢复自稳能力后，可按梅花型布设注浆小导管，直径为50cm，长度为4m，通过注浆法加固塌体。
3)当注浆加固满足设计强度需求后，掌子面后充填岩溶段加固方案为“双层钢拱架+注浆小导管+系统锚杆支护结构”，其中，双层钢拱架的纵向间距设为0.5m，注浆小导管同样采用长短组合类型，即长度为6m、4m。4)待完成上述施工后，通过三台阶留核心土短进尺方法进行施工。当充填岩溶区施工后，需及时探明隧道支护结构外形成腔体规模和充填情况，采用的探明方法为物探或数字钻孔摄像技术，当支护结构上堆积松散岩土体厚度在6m以上，可通过“水泥－水玻璃双液浆注浆”的方法对支护结构外6m范围内的岩土体进行加固处理，很大程度上可以有效提升其稳定性和承载能力，并缓解后续垮塌岩土体冲击隧道支护结构的压力。若支护结构上堆积松散岩土体厚度在6m以下，须按照从里到外的顺序一层一层进行双液注浆加固层、泵填泡沫砼、吹填细砂或粉煤灰施工。
4)针对K3+8746－K3+731段，可在拱部120°范围内径向按梅花型布设无缝钢管，做注浆加固处理。
3.2塌方治理方案
首先，施工单位以及施工人员必须对公路隧道施工周围的地质环境进行准确的勘察，要了解到该地区具体的地质条件，地形构造等，并且根据所调查的数据进行方案的设置，选择合理的施工预案，采用先进的施工设备，聘请专业的施工团队。其次，则是要做好设计支护参数工作，设计支护的参数数据对于整个工程的影响是非常大的，如果支护参数的数据过大，则会加大工程的投入力度，如果过小，则会导致隧道围岩的稳定性不足，必须要严格按照行业标准进行设计。然后，则是要做好防范工作，建立预防机制，在公路隧道施工活动当中，应采取超前的地质预报技术，可以对围岩进行一个动态的监测，对破碎的地方及时进行定位和预测，而这项工作需要专业的高素质人才支持。最后，还要做好水处理工作，水对于整个隧道施工活动的影响是非常大，地下水对于岩层具有腐蚀作用，当地下水位比较高时，会对隧道当中的岩层结构造成破坏，从而发生坍塌，所以在预防工作当中要对地下水进行治理，做好防水措施及排水工作，防止地下水的倒灌（图1）。
.png)
4 塌方治理效果评价
为验证塌方治理效果，选取具有代表性的断面铺设检测仪器，对隧道塌方治理效果进行评价分析。根据治理情况，将断面压力盒、砼应变计等测量仪器安设到指定位置，按照规范规定要求，对隧道周边收敛变形初次支护等情况进行检测。在塌方灾害治理中，作为治理措施初次支护结构作用状态和围岩稳定性的宏观指标，隧道周边收敛变形具有重要作用。根据检测结果可知，其变形发展共经历4个阶段，即缓慢增长、迅速增长、逐步稳定、暂时稳定。下沉量最大处位于拱顶部位，最终在37.81mm处稳定。通过该变形发展变化情况，可见双层钢拱架的支承作用良好，在治理塌方灾害当中具有良好成效。通过6个月的跟踪观测，随着时间的不断增加，衬砌间接触压力逐步呈现出“波动—稳定”的发展趋势。接触压力最大处位于拱顶部位，为0.305MPa，通过计算可得，在二次衬砌结构设计承载值以内，与隧道结构承载需求相符。混凝土应力属于压应力，最大值为6.109MPa，位于左边墙处。通过分析钢筋、混凝土等受力状况，可见隧道二次衬砌结构主要受压应力影响，基于钢筋的性能作用，可以很好地弥补压力问题，保证隧道结构受力合理，进而提高隧道的整体稳定性。通过上述分析，可以间接表明塌方段围岩处于稳定状态，说明已经克服了充填岩溶对隧道的稳定性影响，治理效果良好。
结束语
综上所述，公路是我国社会主义建设事业当中的重要内容之一，对于我国社会经济的发展以及居民的日常出行有着重要的影响，所以必须要提高公路建设的质量，为我国公民的出行提供保障。而这就要求做好公路隧道塌方工程方面的研究活动，减少公路隧道塌方事故，施工单位在公路隧道施工活动当中，必须做好地质方面的勘测工作，要根据具体的地质数据进行施工方案的设计，同时还要不断研究新的施工技术，采用新的施工设备，做好各种加固支护工作，提高隧道岩层的抗压性，避免坍塌事故的发生。
参考文献:
［1］ 刘纪元．公路隧道施工质量问题与控制探讨［J］．绿色环保建材，2019(04):127+129．
［2］ 史乃闪．公路隧道施工质量问题与控制探讨［J］．中国标准化，2018(22):175－176．
［3］ 刘新强. 寒冷地区公路隧道软弱围岩塌方段的施工技术分析 [J]. 工程技术研究，2018（03）：157–158.
［4］ 廖平生．基于我国公路隧道塌方处理施工方案与技术的研究［J］．城市道桥与防洪，2018(07) ．188-189.
［5］ 薛靖.新技术新材料在建筑施工中的应用分析 [J]. 城市建设理论研究（电子版），2019（04）：112–114.
［6］ 向湘军，王杰超.建筑工程施工的新技术与新材料的应用及其措施研究[J]. 绿色环保建材，2019（09）：119–110.