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摘要:我国公路建设项目随社会发展不断增加,公路工程施工中的隧道工程施工项目是整个公路项目中的关键施工部位,隧道工程施工中出现塌方事故是公路施工中的严重事故类型。文章对公路工程施工中的隧道工程塌方成因及措施进行详细分析,以供参考。
关键词:公路工程;隧道塌方;成因;处理措施;技术措施
隧道为公路工程施工中的地下施工工程,地下环境及地质状况具备一定复杂性,工程施工控制难度非常大。若工程施工过程中,出现灾害性事故,将会对工程施工工期产生一定延误,将工程投资增加,严重者可能出现人员伤亡问题。同时,若未能进行妥善处理则会留下一定的质量隐患,就给工程后期运行及维护,包括养护工作的进行都会带来非常大的问题。隧道工程施工中经常会出现工程塌方问题、岩爆问题、突水及突泥问题。
1公路工程隧道出现塌方的原因
1.1受不良地质条件影响
隧道工程施工条件具备多样性及不可预见性,这是公路工程塌方出现的主要原因。目前,我国公路工程施工建设规模逐渐扩大,工程施工环境越来越复杂,公路工程隧道工程施工中一般很难避免穿过断层破碎地带、高应力区域及膨胀岩石区域、软弱结构曲面、覆盖面较薄的地段等。隧道工程施工过程中若经过上述区域,一旦进行开挖,其将会释放内在应力,周围岩石将会逐渐松散,这样会非常容易出现散落现象,导致塌方问题的出现。
1.2受不当施工影响
隧道工程塌方出现的主要因素和人为因素有着非常大的关系,其中工程施工中的不当施工是导致隧道工程出现塌方的主要原因。一些公路隧道工程施工工作人员因不具备较强的施工工作经验,在实际开挖中会因开挖不当、爆破参数不当等问题使得岩石出现松散情况,进而导致塌方问题的出现。例如,“岩承理论”需要确保在开挖之后采取对应的支护方式进行支撑,避免岩石出现松散情况,以免增加塌方风险。这种情况的出现需要在围岩原有承载力基础之上进行衬砌设置,将承载力加强,但工程施工中若未能进行及时支护,或未能进行及时衬砌,将会导致隧道塌方问题的出现。
1.3受水文因素影响
水文因素会对隧道塌方事故的形成产生一定的显著性影响,地下水及暴雨的侵蚀性影响是塌方事故出现的关键性因素之一。这是因地表水及地下水位变动能够对围岩结构产生一定的破坏性影响,会使得围岩出现软化情况,使得围岩基本承载力及强度降低。当空隙实际水压机能够达到一定程度时,围岩实际抗剪力强度将会进一步降低,在水分作用之下的岩体胶结能力会被逐渐削弱,这样将会导致塌方情况的出现。
1.4受超前地质预报影响
超前地质预报单位未能对本身工作的重要性进行充分认识,相关单位及政府部门也未能重视此问题,使得地质超前预报出现严重不足情况。施工单位在隧道工程地质条件未能充分认识的情况下只能凭借自身经验进行盲目开挖,这样会非常容易出现塌方事故。
1.5受监控测量因素影响
目前我国很多隧道工程施工中都能够加强利用新奥法原理对工程进行设计及施工,新奥法原理的主要核心要素是对整个隧道工程的全面性监控。若隧道工程施工建设未能重视监控测量工作,或者未能将工程监控测量工作做到位,则不符合新奥法理论基本原则。我国隧道工程中的很多项目都未能重视监控测量工作,不能为支护工作及开挖工作提供有利的技术性依据,使得工程施工随意性增强,这样更容易出现塌方事故。
2塌方治理基本原则
为了保证隧道塌方能够被有效治理,在实际治理过程中,需要保证安全第一,做到预防,坚决不能留下安全隐患。塌方出现之后,需要将工程进行加固处理,避免塌方问题不断扩大化发展,再根据实际情况对隧道塌方问题进行处理,确保隧道安全性。塌方实际治理过程中,需要制定对应的治理方案,根据此次塌方出现的原因及实际条件对治理方案进行制定,确保航工程施工人员综合素质能力及技术水平能够达到标准要求,确保其能够进行妥善应对,在工程治理中还需要保证治理环境安全性。根据目前情况分析,得出塌方治理基本办法有以下三种:(1)需要对塌方出现的原因进行分析,分析塌方影响程度,并分析塌方定位,还需要对塌方发生之后对整个工程施工产生的影响。(2)对治理方案进行有效研究,还需要针对塌方区域及地表以下的塌方区域采取对应措施进行有效治理。(3)对塌方治理实际效果进行具体性分析,主要需加强裂缝问题分析、围岩加固分析及衬砌变形等问题分析。
3塌方治理方案
3.1隧道塌方工程施工步骤
(1)加固掌子面。塌方事故出现之后需要避免塌方不断扩大,这就需要对掌子面进行加固,一般需要利用小导管注浆、中空锚杆、洞渣回填反压及止浆墙等相关措施进行加固。(2)对塌方段影响进行处理。将掌子面加固完毕以后,需要对塌方产生的影响进行及时治理,可以利用钢筋网喷射混凝土施工方式、工字钢加固方式进行,加固工作进行中需要根据实际塌方范围及程度等条件进行处理。(3)对塌方段进行处理。塌方段处理工作可以利用护拱法进行处理,治理之前需要将表面危岩进行处理,进行排水管设置,利用喷射混凝土进行封闭处理,对混凝土实际厚度进行处理,让其能够大于16cm,或是利用小导管进行注浆。(4)对塌方段进行开挖及支护。塌方段治理工作完成之后需要进行继续开挖,开挖工作进行中需要按照标准技术及设计要求进行开挖,避免出现二次事故的发生。塌方面积不同,则需要采取不同类型的塌方办法,对塌方外形进行全面观察,将塌体进行清理,利用坍塌间歇空隙将支护措施做到位,按照工程施工顺序对塌方段进行支护处理。(5)分析注意事项。塌方治理工程中必须加强工程施工步骤重视度,按照工程施工步骤进行施工,施工过程中需注意工程施工安全,保证场地内的工程施工工作人员安全及设备安全,对塌方治理措施进行科学制定,确保围岩承载力,对围岩情况进行全面观察,保证其稳定性,并将对应记录工作做好,为后期工程塌方治理工作提供一定的资料支撑。围岩监督及测量工作也需要做到位,对塌方实际情况进行记录及分析,将塌体注浆效果、松渣实际厚度等进行严格观察,根据实际塌方情况,并结合工程施工条件对治理方案进行科学性制定,工作人员还需要对地下水基本情况进行严格观察,确保相关工作的顺利进行。塌方出现之后,还需要根据实际情况采取一定的处理措施及加固措施,加固效果若不够明显,就需要将场地内部工作人员及工程施工设备撤离施工场地,并将此情况进行上报,安排专业工作人员进行现场勘察,并将治理措施做到位。塌方稳定之后需要对坍塌实际情况进行定时查看及分析,并对相关资料进行全面收集。
3.2利用管棚注浆法及小导管注浆技术
管棚注浆法进行加固主要是将钢管设置于隧道开挖周边位置,保证能够有一定距离,利用钢管将注浆管及超前管棚的主要目的为拱顶加固,并对围岩进行注浆,保证能够在塌方区进行加固。采用管棚支护技术,能够确保加固圈对岩层进行承重,将形变压力减少。管棚钢管为厚壁钢管,沿着隧道轮廓密布过程中产生的变形将会减小,能够在一定程度上将支护结构实际承受力降低。小导管注浆方式一般不需要对工作室进行开挖,施工速度非常快,利用多数钻机共同进行钻孔工作,方式非常灵活。这种注浆方案整体柔性非常大,能够在地质条件较差的环境下进行补注。岩石破碎之后,需要利用注浆压力将其渗入到裂缝当中,利用围岩胶进行整体性结成,保证其能够发挥对应作用。小导管注浆了大管棚注浆一般需要在支护外围要形成4m厚的加固带,加固带还需要保证性能良好性,保证其具备较强冲击力,利用注浆方式将渗透系数进一步降低,同时将地下水对围岩产生的冲击强度降低,利用高压注浆技术方式避免塌方问题的出现。
4将塌方预防措施做到位
公路隧道工程施工中需要进行地质勘察,对地质地貌类型及地质背景等进行分析,根据实际勘测情况科学地进行档案选择,将开挖方法进行明确。支护参数若比较大将会对工程施工投入产生一定影响,支护参数比较小将会对围岩刚性及稳定性产生一定影响,需利用合理的支护参数,并根据实际情况,结合工程隧道地质构造等,对相关标准进行设计。公路工程隧道中需要利用超前地质预报技术,确保工程施工安全性,对工程施工中可能遇到的围岩破碎进行及时预测。工程施工人员还需要保证施工技能的专业性,保证综合素质的提升,在工程中利用科学合理的开挖及支护方式保证工程施工质量。此外,需要采用相关措施进行水能软化,采取有效措施进行排水。
5结束语
文章已经对公路工程隧道施工塌影响因素进行了详细分析,相关施工单位需要从此角度出发,对项目塌方实际情况进行详细分析,参考技术措施对塌方进行治理及预防,塌方是隧道工程中最常见的工程施工事故,这类事故发生会受工程施工、地质等多因素影响,一旦出现严重塌方事故,需要采取对应措施,将工程施工中产生的不利影响降低。施工单位需要根据工程基本施工情况将施工地勘测工作做到位,将工程施工技术提升。塌方事故出现之后需要利用相关治理措施进行加固处理,避免塌方事故的再次扩大。
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作者:杜岳 单位:中交公路规划设计院有限公司