目 口囵 施工技术与应用 浅谈隧道工程塌方 的原 因分析及整 改措 施 赵 剑 辽 河 石 油勘 探 局 油 田建 设 工 程 二 公 司 摘要： 在 当今 的隧道施工 当中， 塌方是较为常见 的工程事故， 可能造成人员伤亡、 影响施工进度、 大幅提高施工单位成本等 问题。 因此 ， 如 何 有效 的预 防隧道 施 工过 程 中 的塌方 、 采用 哪 种合 理 的 的支 护手 段及 出现 塌 方 后如 何采 取 快速 有效 的 补救 措施 是 隧道 施 工 技术 研 究的 重 点课题 之 一 。本 文简 要 阐述 了隧 道 施工 塌方 的成 因及 塌方 后 的整 改措 施 ， 以供 隧道 施 工技 术人 员合 理 取用 。 关键 词 ： 隧道 ； 施工； 塌 方 隧道 工 程受 到 了作 业空 间 、 地 质 情况 等 约束 ， 加 之施 工 的安 全 性 较低 、 施 工难 度 较大 的 等特 点 ， 因此 ， 在 隧道 施 工 当 中不可 能 避免 的 会 遇到 塌 方事 故 。 之后， 会逐 渐 趋 近稳 定 ， 在 塌方 处 理期 间 ， 我 们就 可 以 采取 新 奥 法 以及 普式 平 衡拱理论。 如果塌方 的影响范围较大， 并且塌方体过于的松散和破碎 ， 我们也 可 以分 成 两种 方式 来处 理 。 ２ ． ２ ． １ 初 期 处理 另外 ， 由于隧道可能穿越不良的地质段 ， 也可能引发塌方 的危险。所 以， 做好 塌方 的预防以及后期的整改， 是保障隧道安全施工的重要前提。 １隧 道施 工塌 方 出现 的原 因 １ ． １地质 方 面 其一 ， 封 闭 塌方 体 ， 做 好 塌方 体后 方 的加 固处 理 。 在普 氏平 衡 拱理 论 中 提 到， 在一 定 的地 质环 境 之下 ， 开挖 的 宽与 塌方 的 高度 是 成 正 比 的 ， 也就 是 开 挖 的宽 度 如果 不 发 生变 化 ， 就不 会 有新 的塌 方 出 现 ， 所 以塌 方 的 高度 可 以通 过 塌方 高度 计算 公 式来 计 算 ， 可 以将 塌 方 的高度 是 否达 到 了 理论 计 算值 初 步 的 其一， 隧 道可 能 穿越 （ 松散 破 碎带 、 饱含 水 壤 土 ） 等 不稳 定 的松 散 体 岩层 ， 如此 才 能够 判 断塌 方是 否 趋近 于稳 定 。但 是 实 际上 的塌方 轮 廓 不 也 可能 经 过 了断 裂带 ， 就容 易 出现 隧道 塌方 事 故 ； 其二 ， 在隧 道 施 工经 过 围岩 计 算 出来 ， 我们 不 能够排 除 其 中可 能 出现 松 动 掉落 的小 薄弱、 埋 深 较 浅 的地 段 ， 隧道 也 容 易 出现 塌 方事 故 ； 其三 ， 在 隧道 施 工 经 过 风 可能 成 为理 想 当 中的抛 物线 形 ， 化 严重 的围岩 或 者是 水 压较 高 的地 段 ， 也 容易 出现塌 方 。 １ ． ２勘 察设 计 方 面 其一 ， 在进 行 隧道 设计 勘 测时 ， 施工 单位 要 考 虑 费用 方 面 的问 题 ， 如 果 勘 测时间过长对工期也会产生影响 ， 并且 自然条件、 运输条件对勘测设计机也 会产生影响， 对于隧道全线的软弱 、 断层 区域没有钻探 、 普查到位 ， 很 多地段 石块 。所以， 在塌方体处理期间 ， 还需要运用新奥法的相关原理 ： 将混凝土及 时 喷在 塌 穴其 内 ， 主要 是 为 了让 平 衡 拱 的 围岩 自身 具 备较 高 的稳 定 性 ， 但 需 要考虑到不均匀 的围岩 以及可能有小石块掉落 ，甚至会 引发更大范围的塌 方， 所 以在 围 岩 的表 面喷 射 混 凝土 时 ， 混 凝 土表 面 就 能够 及 时 地 反 映 围 岩变 形， 从而提供有力 的数据。 其二， 如 果 塌方 段 一直 延伸 到地 表 处 ， 就 需要 做 好 截水 处 理 ， 为 了避 免地 表水灌人到塌方体之内 ， 还需要搭建雨棚来 防止雨水进入到塌方内。等待洞 内塌方处理之后 ， 再做好表面处理 ， 一般使用土石夯填 ， 等下沉趋于稳定状态 之后 ， 再 使 用浆 砌 片石 进行 铺 砌处 理 。 ２ ． ２ ． ２塌 体 处 理 仅仅依靠地质特点来推断 ， 隧道 的走向规划很容易出现错误 ， 应该绕避 的不 良地 质 段 没 能勘 查 出来 ； 其二， 在设计之初， 不 够 合 理 的初 期 支 护 ： 设 计 没 有 结合 实 际 的地 质情 况 ， 在 施 工 中也采 取 有利 于施 工 、 方便 的支 护方 式 ； 不 够合 理 的技 术 措 施 ， 会 导 致支 护 结构 强 度 降 低 ； 设 计 当 中所 采取 的支 护 形 式 也没 有 考虑 到安 全 系 数 。 １ ． ３施 工 方 面 塌体 的 处 理一 般 都 是 当塌 方 处 于稳 定 的状 态 或者 是 初 期 处 理完 之 后 才 采用 的 处理 方式 。一 般 来说 是 使用 小 导管 注浆 、 三 台 阶开 挖 等方 式 来进 行 处 理， 并 且也 要 加强 处 理期 间 的监测 ， 避 免再 一次 出现塌 方事 故 。 １ 、 小导 管注 浆 法 如 果塌 方 范 围小 ， 并 且 出现 在 地 质 松散 的 区域 ， 我们 就 可 以采 用小 导 管 注浆 法 进行 处 理 。在施 工 处理 中主要 是将 混凝 土 注 入塌 方 内 ， 来 加 固松散 的 其一 ， 缺 乏 超前 探测 ： 施工 期 间需 要 观察 开 挖前 方 围 岩 出现 的 细微 变 化 ， 没 有做 好 不 良地 质段 的 超前 探测 ， 从 而导致 隧道施 工 无 法采 取 有 效 的预 防措 施， 导 致 隧道 施 工不 可 避 免 的出 现 塌方 事 故 ； 其二， 一 味 地 追求 施 工 进 度 ： 在 隧道 施 工中 ，没 有按 照 施工 方 案制定 的进 尺炸 药 用量 以及 短进 尺 规范 标 准 ， 尤 其 是 地质 较 为薄 弱 的隧道 施 工地 段 。施 工方 一 味追 求 进 度 ， 对 于 围 岩 的稳 定性也是盲 目自信的估计 ， 导致施工一次性进尺过多， 或者炸药用量稍微偏 大， 从而埋下安全隐患 ； 其三 ， 施工方案以及组织设计存在不符 ： 隧道施工组 织设计只顾做好表面功夫 ， 没能细致地勘测不 良资质段 ， 使得施工方案缺乏 围岩以及塌方体， 并且在施工期间配合锚喷 以及钢拱架这两种方式。 ２ 、 三 台阶 开挖 法 在塌方段落的施工期间 ， 新奥法主要是要求坚持“ 强支护 、 弱爆破、 勤测 量 、 短进尺” 等多个原则。在处理塌方时使用三台阶开挖的方式 ， 一般要将台 应变能力 ， 单一的施工方案也无法满足复杂多变的隧道施工地质要求 ； 其四， 到５ ｍ之间 ， 主要是采取人工风镐的方式来处理 ， 让挖 日常的巡视与观察没有按要求落实 ： 虽然塌方的出现包含各种主观和客观原 阶开挖的长度控制在３ 采取微弱爆破相互结合的方式 。 因。 但 是 多 少都 会 出现 一定 的先 兆 。作 为地 下 工程 ， 隧 道 可能 受 到 湿气 、 烟 尘 掘机进行配合施工， ３ 、 加 强二 次 衬砌 及 回填 法 以及 水汽 等 多个 方 面的 影响 ， 并 且 由于洞 内光 线 较弱 。 所以， 只有 强 化 日常 的 如果 相 比未 塌方 之 前 ， 塌 方段 落 的衬 砌荷 载 更 大 ， 就 需 要强 化 衬砌 ， 在 衬 巡 视 与观 察才 能 够预 防 塌方 事故 的 出现 。 但 是很 多 隧道施 工 单位 容 易 忽视 日 砌 的过 程 中 ， 在 其 内添 加 钢 轨 、 钢 筋 或 者是 采 用 强 度较 高 的 混 凝 土都 是 最 佳 常 的巡查 与 观察 ， 进而 错 过预 防塌 方 的最 好 时机 。 ２ 隧 道工 程施 工塌 方的 整改措 施 ２ ． １洞 口 塌 方 的 处 理 措 施 塌方呈现 中小型形态 ， 在清 除塌方物时可 以采取从上到下的方式 ， 根据 清除之后坡面的具体情况 ， 从而来选择是否使用刷坡卸载。 此外 ， 也可以按照 上而下的顺序在仰坡面喷锚网做好加 固处理 。在遇到了大型塌方事故时 ， 无 需将塌方体全部的清除掉， 可以在清除过程中采取挖 台阶的方式清理一部分 之后 ， 再使 用 喷 锚 网的 方 式进 行 加 固处 理 ， 然后 制作 浆 砌 片 石 挡 土墙 来 防 止 上 部 继续 滑 坡 。 如果 山体滑 动 引起 洞 口附 近 出现 塌方 现象 ， 在 塌方 发 生 之后 滑 动 体还 没 的选择 在回填时， 尽可能避免使用松散材料 ， 回填材料的本身也应该具备一 定 的承 载能 力 ， 其 高 度不 能超 过 ６ ｍ。 总之， 当今 隧道 施工 当 中 ， 我 们也 可能 面 临各 种 我们 意 想不 到 的情况 ， 地 质千变万化 、 施工条件、 施工操作等等方面都会影响到隧道施工 ， 都会引起塌 方事故 。因此 ， 无论是施工之前 的探测 ， 还是施工之 中， 都需要注意对塌方的 预 防和处理 ， 避免给施工带来更多的阻碍与损失 ， 才能够避免损失进一步扩 大。 参考 文献 ： 【 １ 】 刘 磊 ，黄 庚 新 ．浅谈 隧 洞塌 方 原 因 与预 防措 施 刚． 科技信 息． ２ ０ １ ０ （ ０ ５ ） ： ４ ５ —４ ８ 有处于稳定状态， 就应该先对滑动体进行加 固， 然后再进行处理。 一般可以采 用抗滑桩 、 长锚杆或者是预应力锚索三种技术方式来处理。 ２ ． ２洞 内塌 方的 处理 措 施 王宏 志．利 用 综合 技 术 管 理 手段 防 止 隧道 坍 塌 卟 山 西 建 筑 ． ２ ０ １ １ （ １ ０ ） ： ６ ８ －６ ９ 【 ３ ｊ 李玻 霞．浅谈 隧道施工溶 洞及 塌方处理 【 １ ］ ． 科技致 富向导． ２ ０ １ １ （ １ １ ） ： １ ４ ５ －１ ４ ６ 般在处理洞内塌方主要是加 固危险、 避免塌方扩散 、 然后处理 ， 在处理 中， 我 们 应该 把 握早 、 强两 个 原则 。根 据 施工 实 践来 看 ， 当塌 方 发 生一 段 时 间 一［ ４ 】 祝 存 芳 隧道施 工 中塌 方 的预 防 和 处理 卟 青 海 交通科 技 ２ ０ ０ ８ （ ０ ６ ） ： ７ ９ — ８ ２ ２ ９ ２‘
目 口囵 施工技术与应用 浅谈隧道工程塌方 的原 因分析及整 改措 施 赵 剑 辽 河 石 油勘 探 局 油 田建 设 工 程 二 公 司 摘要： 在 当今 的隧道施工 当中， 塌方是较为常见 的工程事故， 可能造成人员伤亡、 影响施工进度、 大幅提高施工单位成本等 问题。 因此 ， 如 何 有效 的预 防隧道 施 工过 程 中 的塌方 、 采用 哪 种合 理 的 的支 护手 段及 出现 塌 方 后如 何采 取 快速 有效 的 补救 措施 是 隧道 施 工 技术 研 究的 重 点课题 之 一 。本 文简 要 阐述 了隧 道 施工 塌方 的成 因及 塌方 后 的整 改措 施 ， 以供 隧道 施 工技 术人 员合 理 取用 。 关键 词 ： 隧道 ； 施工； 塌 方 隧道 工 程受 到 了作 业空 间 、 地 质 情况 等 约束 ， 加 之施 工 的安 全 性 较低 、 施 工难 度 较大 的 等特 点 ， 因此 ， 在 隧道 施 工 当 中不可 能 避免 的 会 遇到 塌 方事 故 。 之后， 会逐 渐 趋 近稳 定 ， 在 塌方 处 理期 间 ， 我 们就 可 以 采取 新 奥 法 以及 普式 平 衡拱理论。 如果塌方 的影响范围较大， 并且塌方体过于的松散和破碎 ， 我们也 可 以分 成 两种 方式 来处 理 。 ２ ． ２ ． １ 初 期 处理 另外 ， 由于隧道可能穿越不良的地质段 ， 也可能引发塌方 的危险。所 以， 做好 塌方 的预防以及后期的整改， 是保障隧道安全施工的重要前提。 １隧 道施 工塌 方 出现 的原 因 １ ． １地质 方 面 其一 ， 封 闭 塌方 体 ， 做 好 塌方 体后 方 的加 固处 理 。 在普 氏平 衡 拱理 论 中 提 到， 在一 定 的地 质环 境 之下 ， 开挖 的 宽与 塌方 的 高度 是 成 正 比 的 ， 也就 是 开 挖 的宽 度 如果 不 发 生变 化 ， 就不 会 有新 的塌 方 出 现 ， 所 以塌 方 的 高度 可 以通 过 塌方 高度 计算 公 式来 计 算 ， 可 以将 塌 方 的高度 是 否达 到 了 理论 计 算值 初 步 的 其一， 隧 道可 能 穿越 （ 松散 破 碎带 、 饱含 水 壤 土 ） 等 不稳 定 的松 散 体 岩层 ， 如此 才 能够 判 断塌 方是 否 趋近 于稳 定 。但 是 实 际上 的塌方 轮 廓 不 也 可能 经 过 了断 裂带 ， 就容 易 出现 隧道 塌方 事 故 ； 其二 ， 在隧 道 施 工经 过 围岩 计 算 出来 ， 我们 不 能够排 除 其 中可 能 出现 松 动 掉落 的小 薄弱、 埋 深 较 浅 的地 段 ， 隧道 也 容 易 出现 塌 方事 故 ； 其三 ， 在 隧道 施 工 经 过 风 可能 成 为理 想 当 中的抛 物线 形 ， 化 严重 的围岩 或 者是 水 压较 高 的地 段 ， 也 容易 出现塌 方 。 １ ． ２勘 察设 计 方 面 其一 ， 在进 行 隧道 设计 勘 测时 ， 施工 单位 要 考 虑 费用 方 面 的问 题 ， 如 果 勘 测时间过长对工期也会产生影响 ， 并且 自然条件、 运输条件对勘测设计机也 会产生影响， 对于隧道全线的软弱 、 断层 区域没有钻探 、 普查到位 ， 很 多地段 石块 。所以， 在塌方体处理期间 ， 还需要运用新奥法的相关原理 ： 将混凝土及 时 喷在 塌 穴其 内 ， 主要 是 为 了让 平 衡 拱 的 围岩 自身 具 备较 高 的稳 定 性 ， 但 需 要考虑到不均匀 的围岩 以及可能有小石块掉落 ，甚至会 引发更大范围的塌 方， 所 以在 围 岩 的表 面喷 射 混 凝土 时 ， 混 凝 土表 面 就 能够 及 时 地 反 映 围 岩变 形， 从而提供有力 的数据。 其二， 如 果 塌方 段 一直 延伸 到地 表 处 ， 就 需要 做 好 截水 处 理 ， 为 了避 免地 表水灌人到塌方体之内 ， 还需要搭建雨棚来 防止雨水进入到塌方内。等待洞 内塌方处理之后 ， 再做好表面处理 ， 一般使用土石夯填 ， 等下沉趋于稳定状态 之后 ， 再 使 用浆 砌 片石 进行 铺 砌处 理 。 ２ ． ２ ． ２塌 体 处 理 仅仅依靠地质特点来推断 ， 隧道 的走向规划很容易出现错误 ， 应该绕避 的不 良地 质 段 没 能勘 查 出来 ； 其二， 在设计之初， 不 够 合 理 的初 期 支 护 ： 设 计 没 有 结合 实 际 的地 质情 况 ， 在 施 工 中也采 取 有利 于施 工 、 方便 的支 护方 式 ； 不 够合 理 的技 术 措 施 ， 会 导 致支 护 结构 强 度 降 低 ； 设 计 当 中所 采取 的支 护 形 式 也没 有 考虑 到安 全 系 数 。 １ ． ３施 工 方 面 塌体 的 处 理一 般 都 是 当塌 方 处 于稳 定 的状 态 或者 是 初 期 处 理完 之 后 才 采用 的 处理 方式 。一 般 来说 是 使用 小 导管 注浆 、 三 台 阶开 挖 等方 式 来进 行 处 理， 并 且也 要 加强 处 理期 间 的监测 ， 避 免再 一次 出现塌 方事 故 。 １ 、 小导 管注 浆 法 如 果塌 方 范 围小 ， 并 且 出现 在 地 质 松散 的 区域 ， 我们 就 可 以采 用小 导 管 注浆 法 进行 处 理 。在施 工 处理 中主要 是将 混凝 土 注 入塌 方 内 ， 来 加 固松散 的 其一 ， 缺 乏 超前 探测 ： 施工 期 间需 要 观察 开 挖前 方 围 岩 出现 的 细微 变 化 ， 没 有做 好 不 良地 质段 的 超前 探测 ， 从 而导致 隧道施 工 无 法采 取 有 效 的预 防措 施， 导 致 隧道 施 工不 可 避 免 的出 现 塌方 事 故 ； 其二， 一 味 地 追求 施 工 进 度 ： 在 隧道 施 工中 ，没 有按 照 施工 方 案制定 的进 尺炸 药 用量 以及 短进 尺 规范 标 准 ， 尤 其 是 地质 较 为薄 弱 的隧道 施 工地 段 。施 工方 一 味追 求 进 度 ， 对 于 围 岩 的稳 定性也是盲 目自信的估计 ， 导致施工一次性进尺过多， 或者炸药用量稍微偏 大， 从而埋下安全隐患 ； 其三 ， 施工方案以及组织设计存在不符 ： 隧道施工组 织设计只顾做好表面功夫 ， 没能细致地勘测不 良资质段 ， 使得施工方案缺乏 围岩以及塌方体， 并且在施工期间配合锚喷 以及钢拱架这两种方式。 ２ 、 三 台阶 开挖 法 在塌方段落的施工期间 ， 新奥法主要是要求坚持“ 强支护 、 弱爆破、 勤测 量 、 短进尺” 等多个原则。在处理塌方时使用三台阶开挖的方式 ， 一般要将台 应变能力 ， 单一的施工方案也无法满足复杂多变的隧道施工地质要求 ； 其四， 到５ ｍ之间 ， 主要是采取人工风镐的方式来处理 ， 让挖 日常的巡视与观察没有按要求落实 ： 虽然塌方的出现包含各种主观和客观原 阶开挖的长度控制在３ 采取微弱爆破相互结合的方式 。 因。 但 是 多 少都 会 出现 一定 的先 兆 。作 为地 下 工程 ， 隧 道 可能 受 到 湿气 、 烟 尘 掘机进行配合施工， ３ 、 加 强二 次 衬砌 及 回填 法 以及 水汽 等 多个 方 面的 影响 ， 并 且 由于洞 内光 线 较弱 。 所以， 只有 强 化 日常 的 如果 相 比未 塌方 之 前 ， 塌 方段 落 的衬 砌荷 载 更 大 ， 就 需 要强 化 衬砌 ， 在 衬 巡 视 与观 察才 能 够预 防 塌方 事故 的 出现 。 但 是很 多 隧道施 工 单位 容 易 忽视 日 砌 的过 程 中 ， 在 其 内添 加 钢 轨 、 钢 筋 或 者是 采 用 强 度较 高 的 混 凝 土都 是 最 佳 常 的巡查 与 观察 ， 进而 错 过预 防塌 方 的最 好 时机 。 ２ 隧 道工 程施 工塌 方的 整改措 施 ２ ． １洞 口 塌 方 的 处 理 措 施 塌方呈现 中小型形态 ， 在清 除塌方物时可 以采取从上到下的方式 ， 根据 清除之后坡面的具体情况 ， 从而来选择是否使用刷坡卸载。 此外 ， 也可以按照 上而下的顺序在仰坡面喷锚网做好加 固处理 。在遇到了大型塌方事故时 ， 无 需将塌方体全部的清除掉， 可以在清除过程中采取挖 台阶的方式清理一部分 之后 ， 再使 用 喷 锚 网的 方 式进 行 加 固处 理 ， 然后 制作 浆 砌 片 石 挡 土墙 来 防 止 上 部 继续 滑 坡 。 如果 山体滑 动 引起 洞 口附 近 出现 塌方 现象 ， 在 塌方 发 生 之后 滑 动 体还 没 的选择 在回填时， 尽可能避免使用松散材料 ， 回填材料的本身也应该具备一 定 的承 载能 力 ， 其 高 度不 能超 过 ６ ｍ。 总之， 当今 隧道 施工 当 中 ， 我 们也 可能 面 临各 种 我们 意 想不 到 的情况 ， 地 质千变万化 、 施工条件、 施工操作等等方面都会影响到隧道施工 ， 都会引起塌 方事故 。因此 ， 无论是施工之前 的探测 ， 还是施工之 中， 都需要注意对塌方的 预 防和处理 ， 避免给施工带来更多的阻碍与损失 ， 才能够避免损失进一步扩 大。 参考 文献 ： 【 １ 】 刘 磊 ，黄 庚 新 ．浅谈 隧 洞塌 方 原 因 与预 防措 施 刚． 科技信 息． ２ ０ １ ０ （ ０ ５ ） ： ４ ５ —４ ８ 有处于稳定状态， 就应该先对滑动体进行加 固， 然后再进行处理。 一般可以采 用抗滑桩 、 长锚杆或者是预应力锚索三种技术方式来处理。 ２ ． ２洞 内塌 方的 处理 措 施 王宏 志．利 用 综合 技 术 管 理 手段 防 止 隧道 坍 塌 卟 山 西 建 筑 ． ２ ０ １ １ （ １ ０ ） ： ６ ８ －６ ９ 【 ３ ｊ 李玻 霞．浅谈 隧道施工溶 洞及 塌方处理 【 １ ］ ． 科技致 富向导． ２ ０ １ １ （ １ １ ） ： １ ４ ５ －１ ４ ６ 般在处理洞内塌方主要是加 固危险、 避免塌方扩散 、 然后处理 ， 在处理 中， 我 们 应该 把 握早 、 强两 个 原则 。根 据 施工 实 践来 看 ， 当塌 方 发 生一 段 时 间 一［ ４ 】 祝 存 芳 隧道施 工 中塌 方 的预 防 和 处理 卟 青 海 交通科 技 ２ ０ ０ ８ （ ０ ６ ） ： ７ ９ — ８ ２ ２ ９ ２‘