隧道塌方事故原因分析及预防措施

王召

摘要：隧道工程是一种常见的施工方式，受地质、水文、地形、地貌和施工方案、施工队伍作业水平等诸多因素影响，很容易导致塌方事故，造成重大财产和人员损失，本文重点对隧道出现塌方的原因和相应的处治措施进行了分析，为隧道工程建设的顺利开展提供借鉴。

关键词：隧道；塌方；原因；防治措施

改革开放后,随着我国的经济建设得到快速的发展，也使得交通运输业也得到快速的发展。而隧道工程作为道路交通建设中一项重要的环节，尤其是近些年城市下的地铁交通，不但缩短了目的地之间的距离，还使得人民的生活也越来越高效和便利。然而因为不同的地理环境，隧道施工也存在了很多问题，经验的缺乏及技术的不足很容易导致隧道出现塌方事故，不仅会造成生命和财产的损失,而且使工期延误,工程造价提高。因此，做好隧道的塌方处理和防治工作显得非常重要。

1、隧道塌方事故原因分析

1.1不良地质及水文地质条件

由于地下地质条件复杂多变，隧道通过皱褶构造、断层、破碎带或节理裂隙发育地段，一经开挖，潜在应力释放快、围岩容易失稳，发生塌方；或隧道通过各种堆积体时，由于结构本身不稳定,结构松散,胶结差,强度低，开挖后易引起塌方；而且地下水也是造成塌方的重要原因之一，尤其是雨季时,地下水丰富，在地下水的软化、浸泡、侵蚀、溶解等作用下，岩体软弱面的强度降低，岩体的失稳和塌落加剧，从而造成塌方；另外，隧道上方覆盖层过薄也是造成塌方的重要因素。

1.2设计的失误

隧道在设计时，由于种种限制和原因，设计者对隧道所在地的地质调查不详细，未能给出详细的分析，对可能遭遇富水、断层、瓦斯爆炸等情况估计不足，引起施工指导或施工方案的失误，对可能遭遇塌方及产生塌方后的处理，缺乏思想准备和相应的技术措施，没有对不稳定围岩进行有效支护；另外，设计者为减少工程成本的投入，降低安全支护参数，因而不能起到支护稳定围岩的作用，而最终导致塌方的发生。

1.3施工方法和管理不当的原因

隧道工程的施工方法和措施至关重要，当现场地质条件发生变化,没有及时改变施工方法;工序间隔安排不当;施工支护不及时,支撑架立不符合设计要求,或抽换不当“先拆后支”；地质暴露过久，引起围岩松动、风化等因素，导致隧道塌方。当现场施工作业人员专业素质不高，施工单位对管理工作不重视，使得一些施工人员不按照规章制度及施工方案进行施工，导致隧道工程质量出现问题，从而引起隧道的主体结构发生改变，发生塌陷。

2、隧道塌方预防措施

我国南部某隧道工程，隧道埋深204m，全长2353m。地质情况方面，该隧道处于山台地以及深切谷地斜坡地貌区，穿越山脊下部区域。走向方面，同山脊具有接近垂直相交特点，除隧道进出口较陡，区域内坡度较缓，在15-30°范围内，水土保持情况较差。

2.1强化提高施工人员的专业素质

施工人员技术水平的高低决定着隧道工程质量优劣。因此，在对隧道工程施工前，要加强对施工技术及安全质量意识的培训。不断提升施工人员的专业素养和专业技术。

2.2加强隧道地质预测

地质条件是制约隧道工程安全的关键因素，不良地质条件会直接导致塌方的发生，因此在进行隧道工程建设时,通过地质预测进一步掌握地质情况，及时发现隧道塌方的可能性及征兆，对不良地质地段可能遭遇的断层、涌沙、涌水等及时标识，并根据具体情况，及时调整合理的支护参数和施工方法,采取有效的开挖支护措施，预防塌方的产生。

2.3规范施工作业流程

隧道施工建设的质量安全管理是预防隧道工程出现塌方的关键。为了保证隧道施工能够顺利的进行下去，施工人员就应该对施工中的每一关环节及流程进行严格的规范，建立并完善隧道施工的管理制度，对施工现场进行严格的监管，严格按照设计图纸规范和施工方案进行隧道施工，使安全质量管理工作得到有效的落实，当遇到不良地质段时,应按照“先治理、短开挖、弱爆破、先护顶、早喷锚、强支护、早初砌”的原则稳步前进，从而确保隧道施工的质量。并且，要应该不断地提高隧道施工的技术，使施工的机械化作业得到有效的提高，降低人工作业危险性，除此之外，还应该及时对隧道施工中出现的异况进行分析，并向有关部门进行报备，提出有效的解决措施，特别是在可能发生自然灾害的地方进行施工时，要对该地的危险因素进行预测评估，并采取进行相应的灾害防护措施及预案，预防隧道塌方事故的发生。

2.4处理地表水、地下水

进洞前做好洞口边坡工程的防护工作，认真做好截水天沟、边沟等排水设施，确保地表水不至危及隧道的施工安全；在地下水丰富断层破碎带，采用排水孔法、金属网法、固结封堵等方法处理地下水，提高围岩的自稳性，提高喷射混凝土质量，预防隧道塌方。

2.5处理措施

2.5.1未塌方段处理措施

在塌方问题发生之后，为了避免二次坍塌问题的发生，则需要在首次塌方之后做好初期支护的加固处理，以此在实现病害控制的基础上避免塌方问题的进一步发生。使用的具体措施有：第一，在拱顶135°范围内打径向注浆小导管，以此实现其周边岩体的加固。该导管长度300cm、？准42钢管，使用注水泥浆；第二，进行加护拱施工处理，护拱方面，使用120b工字钢处理，在仰拱混凝土上设置拱脚，将其埋在填充层当中，套拱纵向间距控制为50cm，换向间距控制为100cm；第三，对塔体后方没有进行二次衬砌地段加筋做好仰拱回填、仰拱跟进以及混凝土衬砌施工处理，通过这部分方式的应用阻止岩体塑性区以及变形情况的进一步扩展。

2.5.2塌方段处理措施

对于塌方段，使用以下方式进行处理：

第一，塌体稳固。对隧道塌体堆渣表面进行C20混凝土材料的喷射，将厚度控制为30cm，保证对塌体外漏面进行全面的封闭处理。同时，在塌体水平方向打设Φ42小导管，单根长400cm，以200×200cm梅花形布置，并做好松散堆渣的注浆加固处理。

第二，超前注浆锚杆打设。做好超前注浆锚固加固处理，使用Φ75mm自进式锚杆，环向间距30cm，以定量注浆为注浆结束标准；

第四，塌体段开挖。当塌体稳固后，在拱部打设Φ42超前注浆锚杆，纵向间距100cm、环向间距30cm，以水泥浆材料注入，将压力控制在0.5-1MPa。塌体方面，使用上中下三台阶开挖方式处理，在做好工字钢支撑后将纵向间距控制为50cm。在开挖过程中，先对上台阶进行施工，当其全部贯通后再对中台阶施工，并根据围岩稳定情况在开挖上台阶时做好临时仰拱支撑的增设。中台阶方面，在推进时保证左右错开距离在3cm以内，仰拱一次开挖长度在3m以内。

3.结束语

通过以上分析和总结，隧道塌方不是不可避免，预防隧道塌方方法有很多，只要全面详尽了解隧道施工段地质情况，充分认识围岩特性、对不良地质及可能出现塌方的地段，采取合理的施工方法和相应的技术措施，把不利围岩段容易引发塌方的各种因素的影响消除到最低限度。此外，加强作业人员施工技术教育培训，提高作业人员的专业素质，规范施工作业流程，用科学数据指导施工，减小人为因素对隧道塌方的影响。以上就是我关于隧道塌方事故原因及预防措施的分析，希望对相关的工作人员有所帮助，使我国经济建设的步伐越来越快。

参考文献

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