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摘要：随着我国经济的不断发展，促进了我国交通工程建设的不断进步，与此同时对高速公路以及铁路的建设提出了更高的要求，隧道施工作为特殊地形道路工程建设的重要组成部分，对工程施工质量具有直接影响。但是在隧道工程实际施工过程中，经常发生塌方的情况，会引发严重的生命财产损失。本文主要探讨了隧道施工中塌方的预防与处治措施，希望能够为相关工作者提供借鉴。
关键词：隧道施工；塌方；预防措施；处治措施
前言
隧道工程是交通建设的重要组成部分，由于各种原因，隧道塌方事故频繁发生，不仅需要大量的时间和资源来处理，而且严重威胁着人民的生命财产安全。
1隧道施工塌方类型
从目前隧道施工现状来看，隧道施工塌方类型包括多种，具体包括破碎体塌方、泥石流塌方以及溶洞塌方等，按照塌方规模，可以将隧道施工塌方分为小塌方、中塌方以及大塌方，其中小塌方的高度小于3m，体积小于30m3，中塌方的高度在3-6m，体积在30-60m3范围之内，大塌方的高度大于6m，体积大于60m3。另外根据发生机理，还可以将隧道施工塌方分为危岩滑动塌方、松散岩体垮落塌方、软岩蠕变塌方以及硬质岩爆裂塌方，其中危岩滑动塌方主要发生坚硬岩层，对于岩层结构面，出现相互交错，破坏了岩体稳定性构造。在隧道施工过程中，岩体受到地下水以及开挖振动影响下，抗滑动力低于其剪切力，会引发岩体松脱；松散岩体垮落塌方主要发生在松散岩、破碎岩层以及溶洞和采空等地区。在隧道开挖过程中，强度较低、承载力较小的围岩在没有足够支护力的情况下，会使得围岩出现持续位移，最终会出现垮落。
2隧道塌方原因分析
2.1地质条件的影响
隧道工程是一项受地质条件影响很大的地下工程，岩体破碎程度、地下水发育情况、洞身围岩级别及埋深等，均可影响隧道围岩的自稳能力，可能导致施工时未及进行初期支护即发生塌方。因此，地质条件对隧道施工的影响是十分显著的。
2.2勘察设计深度不足
勘察资料不详细，导致设计时不能准确判断隧区地质条件；对不良地质的影响考虑不充分，以及未能对现场实际地质条件进行及时跟踪分析，导致在围岩分级、支护参数设计等方面不合理，极易引起施工过程中的塌方。
2.3施工管理影响
施工阶段的管理对于隧道建设至关重要，而管理水平的参差不齐，导致各类问题层出不穷。一些施工人员未严格遵循隧道设计施工方案及施工技术标准进行施工，导致出现技术偏差；有的施工方为节省成本或赶工期，私自缩减工序、偷工减料，导致支护质量不合格；有的施工方盲目赶工，后方施工未能及时跟进，导致安全步距严重超标；有的施工方忽视监控量测的作用，虚报、瞒报量测数据，无法给前方施工以准确指导等等。施工管理体系的不完善，成为隧道塌方的重要诱因。
3隧道施工中塌方的处治措施
3.1小塌方处治
在隧道施工过程中，小塌方的特点是高度以及纵向延伸长度较低，小塌方的出现往往对结构稳定性影响不大，因此在处治小塌方时，可以采用简单的处理方式，但是需要注意的是为避免塌方进一步扩大，必须处治及时。同时在处治过程中，必须保证安全，首先采用初喷，喷射混凝土到塌方处，然后利用锚杆以及钢筋网加固，还可以根据塌方形变的情况，采用超前锚杆以及套拱等支护措施，保证塌方段的稳定性。最后稳固好塌方区段，再清除塌落的渣体。
3.2中大塌方的处治
（1）套拱法
在隧道施工塌方中，可能会对初期支护上端造成不利影响，引发空洞区段，对此情况适宜采用套拱法，该方法是利用混凝土喷射到塌方腔中，保证隧道围岩稳定性。具体使用过程中需要在出现塌方的区段，进行临时支护加固并且设置系统锚杆，然后设置钢拱架，并在其外侧设置钢筋网，围绕钢筋外侧设置片石，通过喷射高强混凝土，形成套拱，最后注入混凝土。（2）超前小导管灌浆法。该方法是在塌方处设置热轧无缝钢管，并按照梅花型布置溢浆孔，并注射水泥浆或者化学浆，可以使得围岩强度快速增大。（3）超前钢管棚支护法。超前钢管棚支护法应用在塌方处治过程中，可以将护拱作为施工导向墙，采用一定的热轧无缝钢管，一般情况下，其直径为80mm-108mm，管长为3cm-6cm。同时按照梅花状将灌浆孔设置在钢管壁的周围。然后采用水泥浆进行注浆，并控制注浆初始压力，一般控制在0.5MPa，对于终压，控制在2.0MPa。该方法在隧道塌方中可以充分发挥其“梁效应”和“围岩加固效应”。（4）地表注浆。在隧道施工过程中，可能出现较为严重的塌方，为了避免塌方扩大，则需要进行地表处治。地表注浆是常用的方法，该方式是在柔弱和破损的岩层中，钻孔以后，进行注浆，使得浆液与地表土质充分结合，使得围岩强度达到施工要求。一般情况下，按照注浆可以分为两种方式，一是在隧道全断面围岩破损塌方，要先开挖轮廓线，然后进行灌浆，这样可以保证开挖掌子面的围岩自稳力。二是隧道拱顶塌方，应对隧道拱顶进行珠注浆，以提高其围岩自稳力。
4隧道施工中塌方预防措施
4.1通过隧道设计措施，进行预防
隧道设计是隧道施工的关键环节之一，对塌方预防可以起到良好的效果。首先是选址勘察阶段。在隧道施工之前，应对隧道建造位置，进行科学、合理的勘察，明确隧道所处位置的相关的实际情况，尤其是隧道围岩的性质和级别，为隧道设计提供重要依据，并且有利于隧道施工岩层支护方案制定的科学性以及合理性，降低隧道塌方发生的可能性，保证隧道结构的稳定。其次在具体设计过程中，应根据地质勘察结果，科学、合理的设计线路，应尽量避免不良地质区段，保证线路选择的科学性以及合理性。同时还应对于岩层支护参数，还应合理的选取，并在施工过程中，适当的更改支护参数，使其能够更好的适应隧道施工的情况，加强对塌方情况的预防。
4.2通过隧道施工措施，进行预防
（1）及时预防。根据隧道勘察和设计的相关资料，及时的有效预报隧道掌子面前方的围岩情况，同时还应全面复核相关的资料，通过动态监控掌握围岩情况预防塌方。（2）超前性支护。针对出现塌方可能性较大的区段，还应采取超前性支护处理，进一步提高围岩的自我稳定力，以达到预防塌方的目的。目前超前性支护方法主要包括全断面预注浆、深孔注浆以及超前锚杆支护等方式。（3）及时性支护。及时性支护对隧道稳定性具有直接影响。所以在实际隧道施工过程中，应做到及时性支护，并合理的确定处理支护参数，满足设计标准，这样可以有效对隧道形变进行控制。在特殊情况下，还可以采用碳纤维喷射混凝土以及预应力锚杆等措施。（4）优先开挖。对于易出现塌方的区段，则应采用合适的施工方法，即不仅要求扰动小，而且要求边界稳定迅速，加强对隧道形变的控制，避免塌方情况的出现。（5）动态施工。在隧道施工过程中，应加强现场情况的监测，根据监测的数据，对施工方法以及支护参数进行调整，使其更加符合现场的实际情况，实现动态性施工，尽可能的减少塌方出现。
结束语
隧道工程是交通建设的重要组成部分，其质量和安全关系着人民群众的生命财产安全。在隧道的施工尤其是长大隧道的施工过程中，必须做到心中有数，把预防隧道塌方作为重点，牢固树立起“不塌方就是效益、塌方就是责任事故”的指导思想，避免隧道塌方事故发生。
参考文献：
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