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摘要:我國公路建設項目隨社會發展不斷增加,公路工程施工中的隧道工程施工項目是整個公路項目中的關鍵施工部位,隧道工程施工中出現塌方事故是公路施工中的嚴重事故類型。文章對公路工程施工中的隧道工程塌方成因及措施進行詳細分析,以供參考。
關鍵詞:公路工程;隧道塌方;成因;處理措施;技術措施
隧道為公路工程施工中的地下施工工程,地下環境及地質狀況具備一定復雜性,工程施工控制難度非常大。若工程施工過程中,出現災害性事故,將會對工程施工工期產生一定延誤,將工程投資增加,嚴重者可能出現人員傷亡問題。同時,若未能進行妥善處理則會留下一定的質量隱患,就給工程后期運行及維護,包括養護工作的進行都會帶來非常大的問題。隧道工程施工中經常會出現工程塌方問題、巖爆問題、突水及突泥問題。
1公路工程隧道出現塌方的原因
1.1受不良地質條件影響
隧道工程施工條件具備多樣性及不可預見性,這是公路工程塌方出現的主要原因。目前,我國公路工程施工建設規模逐漸擴大,工程施工環境越來越復雜,公路工程隧道工程施工中一般很難避免穿過斷層破碎地帶、高應力區域及膨脹巖石區域、軟弱結構曲面、覆蓋面較薄的地段等。隧道工程施工過程中若經過上述區域,一旦進行開挖,其將會釋放內在應力,周圍巖石將會逐漸松散,這樣會非常容易出現散落現象,導致塌方問題的出現。
1.2受不當施工影響
隧道工程塌方出現的主要因素和人為因素有著非常大的關系,其中工程施工中的不當施工是導致隧道工程出現塌方的主要原因。一些公路隧道工程施工工作人員因不具備較強的施工工作經驗,在實際開挖中會因開挖不當、爆破參數不當等問題使得巖石出現松散情況,進而導致塌方問題的出現。例如,“巖承理論”需要確保在開挖之后采取對應的支護方式進行支撐,避免巖石出現松散情況,以免增加塌方風險。這種情況的出現需要在圍巖原有承載力基礎之上進行襯砌設置,將承載力加強,但工程施工中若未能進行及時支護,或未能進行及時襯砌,將會導致隧道塌方問題的出現。
1.3受水文因素影響
水文因素會對隧道塌方事故的形成產生一定的顯著性影響,地下水及暴雨的侵蝕性影響是塌方事故出現的關鍵性因素之一。這是因地表水及地下水位變動能夠對圍巖結構產生一定的破壞性影響,會使得圍巖出現軟化情況,使得圍巖基本承載力及強度降低。當空隙實際水壓機能夠達到一定程度時,圍巖實際抗剪力強度將會進一步降低,在水分作用之下的巖體膠結能力會被逐漸削弱,這樣將會導致塌方情況的出現。
1.4受超前地質預報影響
超前地質預報單位未能對本身工作的重要性進行充分認識,相關單位及政府部門也未能重視此問題,使得地質超前預報出現嚴重不足情況。施工單位在隧道工程地質條件未能充分認識的情況下只能憑借自身經驗進行盲目開挖,這樣會非常容易出現塌方事故。
1.5受監控測量因素影響
目前我國很多隧道工程施工中都能夠加強利用新奧法原理對工程進行設計及施工,新奧法原理的主要核心要素是對整個隧道工程的全面性監控。若隧道工程施工建設未能重視監控測量工作,或者未能將工程監控測量工作做到位,則不符合新奧法理論基本原則。我國隧道工程中的很多項目都未能重視監控測量工作,不能為支護工作及開挖工作提供有利的技術性依據,使得工程施工隨意性增強,這樣更容易出現塌方事故。
2塌方治理基本原則
為了保證隧道塌方能夠被有效治理,在實際治理過程中,需要保證安全第一,做到預防,堅決不能留下安全隱患。塌方出現之后,需要將工程進行加固處理,避免塌方問題不斷擴大化發展,再根據實際情況對隧道塌方問題進行處理,確保隧道安全性。塌方實際治理過程中,需要制定對應的治理方案,根據此次塌方出現的原因及實際條件對治理方案進行制定,確保航工程施工人員綜合素質能力及技術水平能夠達到標準要求,確保其能夠進行妥善應對,在工程治理中還需要保證治理環境安全性。根據目前情況分析,得出塌方治理基本辦法有以下三種:(1)需要對塌方出現的原因進行分析,分析塌方影響程度,并分析塌方定位,還需要對塌方發生之后對整個工程施工產生的影響。(2)對治理方案進行有效研究,還需要針對塌方區域及地表以下的塌方區域采取對應措施進行有效治理。(3)對塌方治理實際效果進行具體性分析,主要需加強裂縫問題分析、圍巖加固分析及襯砌變形等問題分析。
3塌方治理方案
3.1隧道塌方工程施工步驟
(1)加固掌子面。塌方事故出現之后需要避免塌方不斷擴大,這就需要對掌子面進行加固,一般需要利用小導管注漿、中空錨桿、洞渣回填反壓及止漿墻等相關措施進行加固。(2)對塌方段影響進行處理。將掌子面加固完畢以后,需要對塌方產生的影響進行及時治理,可以利用鋼筋網噴射混凝土施工方式、工字鋼加固方式進行,加固工作進行中需要根據實際塌方范圍及程度等條件進行處理。(3)對塌方段進行處理。塌方段處理工作可以利用護拱法進行處理,治理之前需要將表面危巖進行處理,進行排水管設置,利用噴射混凝土進行封閉處理,對混凝土實際厚度進行處理,讓其能夠大于16cm,或是利用小導管進行注漿。(4)對塌方段進行開挖及支護。塌方段治理工作完成之后需要進行繼續開挖,開挖工作進行中需要按照標準技術及設計要求進行開挖,避免出現二次事故的發生。塌方面積不同,則需要采取不同類型的塌方辦法,對塌方外形進行全面觀察,將塌體進行清理,利用坍塌間歇空隙將支護措施做到位,按照工程施工順序對塌方段進行支護處理。(5)分析注意事項。塌方治理工程中必須加強工程施工步驟重視度,按照工程施工步驟進行施工,施工過程中需注意工程施工安全,保證場地內的工程施工工作人員安全及設備安全,對塌方治理措施進行科學制定,確保圍巖承載力,對圍巖情況進行全面觀察,保證其穩定性,并將對應記錄工作做好,為后期工程塌方治理工作提供一定的資料支撐。圍巖監督及測量工作也需要做到位,對塌方實際情況進行記錄及分析,將塌體注漿效果、松渣實際厚度等進行嚴格觀察,根據實際塌方情況,并結合工程施工條件對治理方案進行科學性制定,工作人員還需要對地下水基本情況進行嚴格觀察,確保相關工作的順利進行。塌方出現之后,還需要根據實際情況采取一定的處理措施及加固措施,加固效果若不夠明顯,就需要將場地內部工作人員及工程施工設備撤離施工場地,并將此情況進行上報,安排專業工作人員進行現場勘察,并將治理措施做到位。塌方穩定之后需要對坍塌實際情況進行定時查看及分析,并對相關資料進行全面收集。
3.2利用管棚注漿法及小導管注漿技術
管棚注漿法進行加固主要是將鋼管設置于隧道開挖周邊位置,保證能夠有一定距離,利用鋼管將注漿管及超前管棚的主要目的為拱頂加固,并對圍巖進行注漿,保證能夠在塌方區進行加固。采用管棚支護技術,能夠確保加固圈對巖層進行承重,將形變壓力減少。管棚鋼管為厚壁鋼管,沿著隧道輪廓密布過程中產生的變形將會減小,能夠在一定程度上將支護結構實際承受力降低。小導管注漿方式一般不需要對工作室進行開挖,施工速度非???,利用多數鉆機共同進行鉆孔工作,方式非常靈活。這種注漿方案整體柔性非常大,能夠在地質條件較差的環境下進行補注。巖石破碎之后,需要利用注漿壓力將其滲入到裂縫當中,利用圍巖膠進行整體性結成,保證其能夠發揮對應作用。小導管注漿了大管棚注漿一般需要在支護外圍要形成4m厚的加固帶,加固帶還需要保證性能良好性,保證其具備較強沖擊力,利用注漿方式將滲透系數進一步降低,同時將地下水對圍巖產生的沖擊強度降低,利用高壓注漿技術方式避免塌方問題的出現。
4將塌方預防措施做到位
公路隧道工程施工中需要進行地質勘察,對地質地貌類型及地質背景等進行分析,根據實際勘測情況科學地進行檔案選擇,將開挖方法進行明確。支護參數若比較大將會對工程施工投入產生一定影響,支護參數比較小將會對圍巖剛性及穩定性產生一定影響,需利用合理的支護參數,并根據實際情況,結合工程隧道地質構造等,對相關標準進行設計。公路工程隧道中需要利用超前地質預報技術,確保工程施工安全性,對工程施工中可能遇到的圍巖破碎進行及時預測。工程施工人員還需要保證施工技能的專業性,保證綜合素質的提升,在工程中利用科學合理的開挖及支護方式保證工程施工質量。此外,需要采用相關措施進行水能軟化,采取有效措施進行排水。
5結束語
文章已經對公路工程隧道施工塌影響因素進行了詳細分析,相關施工單位需要從此角度出發,對項目塌方實際情況進行詳細分析,參考技術措施對塌方進行治理及預防,塌方是隧道工程中最常見的工程施工事故,這類事故發生會受工程施工、地質等多因素影響,一旦出現嚴重塌方事故,需要采取對應措施,將工程施工中產生的不利影響降低。施工單位需要根據工程基本施工情況將施工地勘測工作做到位,將工程施工技術提升。塌方事故出現之后需要利用相關治理措施進行加固處理,避免塌方事故的再次擴大。
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作者:杜岳 單位:中交公路規劃設計院有限公司