塌方事故视角下隧道工程论文

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塌方事故视角下隧道工程论文

一、隧道工程塌方事故产生的原因

1设计施工原因

设计施工原因是指在施工过程中,因施工企业的工艺水平和设计单位的设计合理性等原因导致的塌方事故。设计单位如果对围岩勘探失误会导致施工企业在施工的过程中,对施工尺度的把握出现偏差,不了解施工地段详细的地质情况。施工企业如果没有清楚认识到设计围岩和实际围岩间的偏差,会因为围岩暴露在空气中的时间过长、支护衬砌等原因,造成塌方。

2地质原因

隧道工程的地质条件十分复杂,导致施工难度加剧、施工安全性降低。同时,勘测施工地段地质情况受到较多因素影响,不可预见性较多,容易产生勘测不彻底等问题,使塌方的可能性增加。

3人为原因

人为原因是指因施工企业忽视地质预报工作、地质勘测工作、私自变更设计等因素导致的塌方事故,施工企业为了获得更大的利润,缩减预定工期,在一定程度上存在着侥幸心理,对施工方法进行私自修改,未按照施工规范的要求进行施工,最终导致隧道工程质量较低。

二、隧道工程施工措施

施工措施的基本原理是对塌方体进行及时处理,对掌子面围岩进行整体加固,依靠经济、可靠、合理的施工措施,针对塌方的不同情况,施工企业可以最大限度的减少因隧道工程塌方带来的风险和损失。在洞口、地表位置及洞内采用不同的施工措施。在洞口及地表裂缝处应该使用黏土进行夯填,设置截排水沟,引导地面水合理排放,避免因地表水的下渗造成的施工危害,同时,为了避免在洞口位置产生再次塌方,提高施工的安全性,应该在开挖隧道前加固边仰坡。在洞内可采用管棚法、冷冻法、插板法、锚杆法、注浆法及注浆管棚法等施工措施。

1管棚法

管棚法是指从掌子面的水平方向上,斜向打入钢管,最终在掌子面的拱部产生管棚,通过钢管超前支撑的作用避免产生拱部塌方。管棚法的施工范围较大,但是如果在砂石层施工,会产生较大的施工难度。

2冷冻法

冷冻法是指运用制冷设备和仪器,对塌方段进行及时冻结,在冻结位置掘进支护,避免二次塌方。冷冻法对施工环境的要求较高、施工时间较长、施工成本较高,在砂石层施工的施工难度较大。

3插板法

插板法是指将中空锚杆从掌子面打入,并在锚杆中注入一定量的化学锚故浆液,提高对围岩的改良效果,避免拱部的坍塌。插板法具有施工设备占地面积小、操作便捷、性能优良的优点,对围岩整体性进行了改良,避免二次塌方,具有较高的可靠性,但是施工的范围较小,对大型塌方而言,施工难度较大,同时会增加施工成本,造成施工进度的拖延。

4锚杆法

锚杆法是指通过对凿岩机进行合理运用,在掌子面的位置钻孔打眼,在打眼处打入锚杆,通过锚杆对塌方体进行固结。锚杆法的的效果和范围具有较高的局限性,仅能够在近地表和塌方面积较小的情况下使用,但是此方法的安全性和可靠性较高。

5注浆法

注浆法是指在掌子面中灌注化学锚故浆液或水泥浆液,实现对围岩整体性的改善,此种方法有助于解决在特殊地层中发生的塌方事故,运用范围较广。

6注浆管棚法

注浆管棚法是指通过飞腿凿岩机,在掌子面的位置进行钻孔打眼,在打眼处插入管棚后注浆,实现加固围岩的目的,具有效果显著和适用范围广的特点。除上述施工措施外,设计单位和施工企业还应该在塌方事故发生前,从设计阶段和施工阶段着手,通过有效的措施避免塌方事故的产生。

第一,在设计过程中,应该对地质情况进行准确勘测。隧道工程的安全性和质量水平受到地质条件的制约,在地质条件较为复杂的地段,塌方事故产生的可能性较高,在地质条件较好的地段,塌方事故发生的可能性较低。因此,对施工地段进行准确、科学的勘测,有助于从源头上减少塌方事故。在实际勘测的过程中,应该避免一味减少勘测费用而造成的地质资料不全面的现象,避免盲目施工,使施工企业在施工前做好物资上、技术上和思想上的准备,对支护措施和开挖方法的选择进行充分考虑。根据地质勘测结果,对施工地点土石分布情况和质量进行分析,对隧道线型进行合理设计。

第二,在施工过程中,应该通过有针对性的施工技术和地质预测避免发生塌方事故。如果在地质条件较差的地段施工,可以通过科学的支护方法和开挖方法,降低塌方事故的发生几率。开挖掌子面之后,围岩的自稳时间受到包括围岩条件在内的多种因素的影响,如果在爆破之后无法对围岩情况进行判断,应该立即采取支护措施,避免因围岩变形导致的塌方事故。隧道工程的不可预见性和复杂性较大,在设计阶段应该对施工地段进行勘测,但是因为预测的不可见因素较多,因此,应该在施工过程中及时进行预测,提醒施工人员预防塌方事故。

三、结语

总之,我国国土面积的75%为丘陵或山地地貌,随着基础设施建设的不断发展,隧道规模不断增加,围岩是否具有良好的稳定性对施工安全有十分重要的作用。隧道工程中塌方事故会造成安全隐患、工期延误、施工成本增加等问题,因此,施工企业和设计单位应该对塌方原因进行分析,寻找适宜的施工措施,将塌方事故产生的可能性降到最低。

作者:赵杨中 单位:中交佛山投资发展有限公司