高速公路隧道塌方段的施工相关问题分析

高速公路隧道塌方段的施工相关问题分析（共2篇）

1.高速公路隧道塌方段的施工相关问题分析 篇一

高速公路隧道施工中常见问题及分析

作者：欧阳炽

摘要：

随着我国经济的飞速发展,公路建设也在不断加快速度，公路隧道日益增多，由于公路隧道的特殊性就要求公路隧道的建设难度更大，公路隧道建设施工是一个复杂的工程，在施工中仍旧存在一些不确定未知的因素，这将对公路隧道投入使用之后带来隐患，本文将就公路隧道建设施工中常见问题进行分析并提出解决方法。

关键字：高速公路、隧道、施工、问题、安全

一、隧道工程的特点

公路隧道是一种特殊的工程结构物，是在已有原始应力场的介质内构筑结构，隧道结构受力是不确定的，开挖方法、支护时间和支护结构的刚度对结构受力影响很大。设计是以工程类比为主，计算为辅，不可预见的因素多，实行动态设计。施工作业空间狭小，各工序干扰大。施工环境恶劣，能见度差、空气差、噪音大，影响工人的工作情绪和技能发挥。目前来说我国施工工人技术水平偏低。大部分是隐密工程，只有一个可视面，工程质量难以通过表面观察进行评价，工程隐患难以发现，表面显示出来的问题，难以判断问题的实质。各工序检查手段落后，有些还没有有效的检测手段。工程缺陷返工困难，危险性大，工期长。这些特点就需要我们对隧道工程提高重视，从设计到施工做好每一步保证质量。

二、隧道工程的常见问题及处理

1、地质灾害问题

在现代隧道建设中，发展趋势是隧道越建越长，穿越的地层地质条件越来越复杂，由于隧道工程的复杂性和不可预见性，隧道施工中各种不良地质灾害的预测和治理是复杂条件下山岭公路隧道施工中面临的最主要任务，尤其是隧道施工开挖工作面前方地质情况是一直以来的难题。由于隧道工程多处在地下，施工困难，一旦对地质勘探没有充足的准备，就容易造成洞口段洞顶出现偏压，洞口段山体为稳定性差的松散堆积物，且有地下水，施工中常发生滑坡坍塌，造成人员伤亡事故和财产损失。

这就需要：在分水及笔架山隧道施工过程中，运用赤平投影、地下洞室围岩块体稳定性分析程序对硬质岩中的不稳定块体进行检索，得出了不稳定块体与隧道的相对位置和不稳定块体的安全系数，从而对不稳定块体引起的坍塌进行了预测，在施工过程中加强了支护措施，避免了不稳定块体的坍塌。通过利用地质雷达和工程多波地震仪对分水及笔架山隧道的探测，探测结果与实际揭露的围岩情况基本吻合，在定性和定量预报上达到了很高准确性，为预防隧道可能的发生灾害性事故及时提供了可靠的信息。

利用有限元数值模拟计算出隧道围岩应力，预侧岩爆发生，综合运用了地下洞室围岩块体稳定性分析程序、地质雷达、多波工程地震仪、BP神经网络和数值模拟等多种预测手段，针对隧道不同地质灾害进行了系统的预测预报。进一步优化工人神经网络，使其能够更加准确的预测岩爆的发生。

2、施工过程瓦斯及粉尘的控制

隧道施中粉浓度高、有害气体超标，影响正常的安全生产及施工作业人员的人身健康；隧道掘进过程中，炮烟不能及时排走，延长了下道工序的衔接时间，影响了隧道施工进度。这就需要：

采用湿式凿岩法，可使岩粉湿润，减少扬尘；在隧道掘进过程中要经常喷雾洒水，可降低粉尘浓度、溶解少量的有害气体，降低洞内温度，使洞内空气清新；机械通风要经常化，以稀释空气中有害气体及粉尘浓度； 尽量使用先进的设备；洞内施工人员要戴防尘口罩进行作业，搞好个人防护。加强洞内喷雾洒水；提高机械通风的强度，使供应洞内每人每分钟的新鲜空气不小于 3M。以机械通风的方式，将空气强行压入洞内爆破地点，将炮烟快速赶到洞外。巷道式通风： 适用于有平行导坑的长隧道，目前在长隧道施工中，通风效果较好。风墙式通风： 当管道通风难以解决，又无法平行导坑可以利用时，可采用风墙式通风。

3、施工安全与现场管理

高速公路的良好建设关系着城市发展，高速公路隧道施工安全管理关系着整个高速公路的安全施工建造。目前来说我国的隧道工程施工建造存在滞后性，通常要先进行管道建设，而管道建设应该需要和桥梁假设这些基本工程建设一起操作，但是我国的管道假设基本上都是在主体工程结束以后才开始，因此工期明显缩短，这就导致了我国很多的隧道工程都出现面子工程，存在极大的质量隐患。

除此之外，实现绿色施工技术，对环境进行保护，这是对所有工程项目建设的考验。

这就需要：加强管理，做好对隧道施工建造设备的检查维护工作。做好施工现场的清理工作，保证施工项目的顺利进行；将设计图纸转化成施工图纸，并且进行及时的检测，做好施工人员的管理与部署，对于各个施工岗位的人员进行合理的安排，有利于工作的开展。一定要做好技术管理和人员编排。加强施工设备保养维修检查，因其设备一直处于运行中，设立维惨小组不定期对设备进行维修故障检查，以此减少其停运可能和减少时间的浪费，定期对设备进行维修护理，以增加其寿命和使用时长。加强施工运行过程中的管理，在隧道建造施工过程中，一定要做好其管理工作，保证运行过程的规范性和有效性，对于设备运行过程中的设备、施工人员等都要做好管理，奖罚分明，恩威并重。对于运行中的资料数据的收集和保管、施工人员的操作、技术问题等都要认真对待，发现问题及早解决。

做好安全防范措施，保障员工安全，人员安全至关重要，除了人员安全，也要保证施工项目的安全性，施工过程中一定要做到安全第一，员工之间应该形成良好的互帮互助关系，一旦遇到危险时，也可帮忙脱困解决。要做好安全防范措施，提高员工知识文化水平和素质，尽最大可能避免事故发生。

4、维护加固和检测

隧道病害最终反映到二次衬砌上，使二次衬砌发生裂损或破坏。衬砌裂损的维护指怎样防止未裂混凝土发生裂损;衬砌加固指怎样控制裂损部位的增加、范围的扩大及其危害程度的加剧。

这就需要及时进行加固：整治衬砌裂损病害首先要消灭己有衬砌裂损带来的对结构及运营的一切危害，并防止衬砌裂损的加大，其次采取稳固围岩为主，稳固围岩与加固衬砌相结合的综合治理措施。衬砌病害的加固方法有很多，但需要在不同阶段、不同隧道、不同地质条件、不同的病害形式、不同应力场采取的加固方法都是不同的。

在隧道病害治理中，喷混凝土和锚杆常常一起使用，以维护加固隧道。

锚杆加固对隧道壁面向净空侧的变形具有内压效果。采用锚杆加固能够控制因塑性地压和偏压造成的病害发展，在衬砌出现裂缝时也可防止衬砌掉块。在膨胀性围岩有很大地压的场合，可用灌浆锚索代替锚杆。采用锚杆加固之前要对围岩进行调查，主要应该调查调查隧道周边地质状况、涌水状况、限界富裕、衬砌状况、施工条件等。对于裂缝较多，但是裂缝深度较浅，裂缝发展缓慢的局部破损，可以采用喷射混凝土的方法对裂缝进行加固。增强了原有裂损衬砌的整体性，大幅度提高了裂损衬砌的承载能力，达到加固的目的。结语：

综上所述，公路隧道施工是一个长期的复杂的过程，从开始的勘测到最终验收都需要提高谨慎，除了上述问题之外，对于不同的工程还会有其他的问题存在，这就需要我们根据工程的具体情况采取有效的措施预防和处理，准备找到灾害可能发生的施工并及时进行完善和加固。在保障安全的同时提高质量，降低工程造价，提高企业效益。

2.高速公路隧道塌方段的施工相关问题分析 篇二

国道某线通道改建工程是省干线公路改造重点项目, 全长39.324km, 起于山岭重丘二级公路技术标准, 设计行车速度40km/h, 路基宽8.5m, 路面宽7.0m。独岩隧道地处大镇, 在A1标合同段内, 起止桩号k1+685~k1+945, 全长260m, 隧道主洞建筑限量净:1.0m+0.5m+2×3.5m+0.5m+1.0m=10.0m (按60km/h预留) , 隧道建筑净高5m。隧道进口端k1+685~k1+715地层为风化板岩及亚粘土层。亚粘土层厚1.5~5m, 全风化板岩层厚2.5~6m, 岩质风化较为严重, 节理裂隙较发育, 围岩较弱、层间胶结差。参照有关设计规范, 结合钻探及物探资料, 该段围岩设计评定为Ⅳ级。

2 长管棚施工

2.1 长管棚设计参数

钢管规格:为热轧无缝钢管Φ108mm、壁厚6mm、节长3m或6m;管距:环向间距50cm;倾角:仰角1°;方向:与路线中线平行;钢管施工误差, 径向不大于20cm;隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50%, 相邻钢管的接头至少错开1m。

2.2 长管棚施工

(1) 配备xy-28-300电动钻机, 钻孔并顶进长棚钢管;

(2) 本方案采用C25钢筋混凝土套拱作长管棚导向墙, 套拱在明洞外轮廓线以施作;

(3) 管棚应按设计位置施工, 应先打有孔钢花管, 注浆后再打无孔钢管。钻机立轴方向必须准确控制, 以保证孔口的孔向正确, 每钻完一孔便顶进一根钢管, 钻进过程应经常采用测斜仪测钢管钻进的偏斜度, 发现偏斜超过设计要求, 及时纠正;

(4) 钢管接头采用丝扣连接, 丝扣长15cm, 为使钢管接头错开, 编号为奇数的第一节管采用3m钢管, 编号为偶数的第一节管采用6m钢管, 以后每节均采用6m长钢管;长管棚的长度大于25m, 越过隧道塌方区。

2.3 长管棚注浆

长管棚注浆按管棚周围有限范围内土体设计, 浆液扩散半径不小于0.5m, 注浆采用分段注浆。其注浆顺序为:先注内圈孔, 后注外圈孔, 从拱顶向下顺序进行:

(1) 注浆机械:BW-250/50型注浆泵2台。

(2) 灌注浆液:水泥-水玻璃浆液, 浆液的浓度、胶凝时间应符合设计要求, 不得任意变更。

(3) 注浆参数:水泥浆水灰比1∶1、水玻璃浓度35波美度、水玻璃模数2.4。

(4) 注浆压力:初压0.5~1.0MPa、终压2.0MPa。

(5) 注浆前应先进行现场试验修正注浆参数, 以利施工。

(6) 注浆结束后及时清除管内浆液, 并用M30水泥砂浆充填密实, 增强管棚的刚度和强度。完成长管棚注浆施工后, 将长管棚周围破碎地层固结为整体, 在长管棚支护环的保护下, 由地面向下逐步清理洞内塌方。随着塌方的逐渐清除, 初期支护逐段推进, 初期衬砌快速成环, 接着施工二次衬砌;在二次衬砌完成后, 然后进行明洞和洞门的施工, 最后完成明洞洞顶回填。

3 隧道进口端仰坡段塌方起因分析

为加快隧道施工进度, 施工单位决定由两端同时向中间掘进, 隧道进口端的施工始于2007年10月, 仰坡刷坡处治完成之后, 按着进洞掘进。施工开挖时, 围岩坡碎、岩层为全强风化板岩、节理裂隙十分发育, 裂隙间软弱夹层, 开挖后不能自稳, 极易发生塌方。由于地质情况变化, 为确保工程质量及施工安全, 结合有关监控量测报告, 该段初期衬砌由原设计S4b复合衬砌, 调整S5复合衬砌, 并加强超前支护。通过采取上述措施后, 于2007年11月底掘进到k1+710处, 掘进了25m。由于受到冰冻和今年春季长时间雨水冲刷, 已经刷坡处治过的进口端山体发生大面积塌方, 洞口被封, 已开挖且已初期支护的25m隧道也同时发生塌方。

4 坡面锚喷支护

4.1 从坡面顶开始

由上至下施工, 第1排布置长400cm、间距100cm×100cm、42×3.5mm注浆小导管, 管壁每隔20cm交错钻孔, 眼孔直径为Φ8mm, 第2排、第3排按梅花形布置长400cm、间距100cm×100cm、Φ22水泥砂浆锚杆;以下按上述方法依次布置注浆小导管和水泥砂浆锚杆。

4.2 注浆小导管安装

用xy-28-300电动钻机对准标定的孔位钻至设计深度, 孔口位置与设计位置的允许偏差为±10cm, 钻孔结束后应掏孔检查, 在确认无塌孔和探头石时, 然后顶进注浆小导管, 顶进至设计深度, 即完成注浆小导管安设。

4.3 注浆小导管注浆

注浆时采用全孔一次灌入, 且速度由快到慢, 单孔注浆结束标准是用注浆量和注浆压力控制, 当单孔注浆达到设计要求, 可结束本孔注浆。小导管注浆顺序为:先注无水孔, 后注有水孔, 从上至下进行。如果窜浆或跑浆, 可间隔一孔或数孔灌注。注浆结束后, 应利用止浆阀保持孔内压力, 直至浆液完全凝固。

4.4 水泥砂浆锚杆钻孔

用xy-28-300电动钻机对准标定的孔位钻至设计深度, 孔口位置与设计位置的允许偏差±10cm, 钻机结束后应掏孔检查, 在确认无塌孔和探头石时, 用高压风将孔眼冲洗干净, 并用塞子塞紧孔口, 以防止石渣或泥土掉入孔内。

4.5 水泥砂浆锚杆注浆

(1) 砂浆标号不低于C20, 砂浆配合比为水泥∶砂∶水=1∶10∶0.5, 砂浆应拌和均匀, 调整好其和易性, 随拌随用, 应在初凝前用完;

(2) 先注浆后插杆时, 注浆管应先插到孔底, 开始注浆后, 徐徐均匀地将注浆管往外抽出, 并始终保持注浆管口埋在砂浆内;

(3) 注浆时应堵塞孔口, 随水泥砂浆的注入, 缓慢匀速拔出注浆管后, 随即迅速将锚杆插入, 若孔口无水泥砂浆溢出, 应将锚杆拔出重新注浆;

(4) 锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的95%, 杆体到位后, 要用木楔或小石子在孔口卡住, 防止杆体滑出。一般3d内不得随意碰撞和敲击锚杆。

4.6 挂钢筋网喷射混凝土

待整个坡面注浆小导管和水泥砂浆锚杆均安设完毕及注完浆后, 由上至下挂20cm×20cmΦ6mm钢筋网, 喷射10mm厚C20混凝土, 混凝土的和易性及配合比要满足设计要求;至此坡面锚喷支护全面完成。

5 仰坡段塌方处理方案

隧道仰坡段塌方后, 为保证施工安全和工程质量, 特邀请了有关专家和设计单位设计人员对现场进行了实地勘察, 经现场专题会议确定了详细的处理方案, 其施工工序为:施作截水沟-清除坡面松散土形成多级仰坡-每级仰坡坡脚设置排水沟-坡面由上至下锚喷支护-施作长管棚-清理洞内塌方-施作初期支护-施作二次衬砌-施作明洞-施作洞门-明洞洞顶回填。

6 坡面刷坡处治

在离坡面顶5m远的上方, 设置一条截水沟, 截水沟用水泥砂浆浆砌片石而成;在坡面由上至下清除坡面松散土, 并形成多级仰坡;在每级仰坡坡脚处设置排水沟, 排水沟用水泥砂浆浆砌片石而成, 排水沟应将水排至仰坡以外截水沟中

参考文献

[1]任会, 赵明华, 张进华, 等.土地坳隧道塌方段注浆方案综述[J].