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1、公路隧道塌方的原因分析及其防治措施【摘要】由于地質(zhì)條件復(fù)雜，在隧道開挖過程中塌方現(xiàn)象時有發(fā)生，塌方一直是隧道施工中經(jīng)常出現(xiàn)的工程事故及質(zhì)量通病，及時有效的做好預(yù)防工作不僅能保障工程施工安全還能保證工期節(jié)省工程投入。該文簡要闡述了隧道塌方的主要類型及其發(fā)生機(jī)理，在此基礎(chǔ)上分析了塌方發(fā)生的原因并提出了常用預(yù)防和處治措施。 【關(guān)鍵詞】隧道塌方；機(jī)理；原因；防治措施 【Abstract】Duetotheplicatedgeologicalconditions,thephenomenonofcollap
2、seinthetunnelduringexcavationhappensallthetime.Thecollapsehasalsobeenarecurringengineeringaccidentsandqualitydefectsintunnelconstruction.Itisnotonlytoprotectthesafetyoftheconstructionbutalsotoguaranteeperiodandsaveprojectinvestment.Thispaperbrieflydes
3、cribesthemaintypesandthemechanismoftunnelcollapse,analysisofthereasonsforthetunnelcollapseandproposesthecontrolmeasures. 【Key;Reason;Controlmeasures 0.前言 公路隧道的開挖施工中，塌方作為一種比較常發(fā)的事故，會給隧道施工造成極大的危害，比如延誤工期、出現(xiàn)比較嚴(yán)重的機(jī)械損失，甚至威脅著施工人員的生命安全。目前，國內(nèi)很多在建的或者已建的隧道都有過塌
4、方現(xiàn)象。防止塌方的發(fā)生、塌方出現(xiàn)后的治理工作已經(jīng)成為隧道施工的關(guān)鍵所在。隧道施工中造成塌方的原因是多樣的，有地質(zhì)自然條件的原因也有人為施工方法、施工質(zhì)量的原因。因此，防塌、治塌工作已經(jīng)成為隧道施工的首要問題。國內(nèi)大部分在建或已建的隧道均發(fā)生過不同程度的塌方，這不僅影響工程進(jìn)度和施工期間及使用期間的安全，更直接影響到隧道的投資費用，如何減少隧道塌方，是施工和設(shè)計人員共同關(guān)心的問題?！ ?.塌方的主要類型及發(fā)生機(jī)理 1.1洞口塌方 由于洞口段一般為堆積層或風(fēng)化嚴(yán)重、破碎的巖體，其自穩(wěn)能力及整體穩(wěn)定
5、性均較差，同時處于淺埋地段，若在進(jìn)洞前未對邊仰坡采取相應(yīng)的技術(shù)措施或技術(shù)措施不到位時，進(jìn)洞時或進(jìn)洞后將可能引起洞口頂端的圍巖發(fā)生應(yīng)力重分布，在重力作用下出現(xiàn)下沉或開裂變形。當(dāng)這些變形發(fā)展到一定程度時，極限平衡就被打破，導(dǎo)致大面積的整體失穩(wěn)，從而發(fā)生坍塌。 1.2洞內(nèi)塌方 洞內(nèi)塌方包括洞內(nèi)巖質(zhì)塌方和洞內(nèi)土質(zhì)塌方，分別針對的是巖石隧道和土質(zhì)隧道。當(dāng)巖質(zhì)隧道開挖時，其周邊的巖石處于懸空狀態(tài)，同時發(fā)生下沉或收斂變形，以釋放其內(nèi)部應(yīng)力。由于巖石體內(nèi)存在層理及節(jié)理，使周邊的部分巖塊在重力作用下，具有下落和
6、擠出的趨勢，若此時未采取相應(yīng)的支護(hù)措施，巖面必然會出現(xiàn)“掉塊”現(xiàn)象，當(dāng)這種“掉塊”的數(shù)量達(dá)到一定數(shù)值時，就是塌方。 同樣，土質(zhì)類隧道開挖以后，由于圍巖的硬度值較低，周邊一定范圍內(nèi)很快發(fā)生松弛變形。隨著這些變形的逐漸擴(kuò)展，使圍巖的整體強(qiáng)度降低，同時土壓增加進(jìn)而發(fā)生局部的塑性破壞，在圍巖內(nèi)部出現(xiàn)空洞造成局部發(fā)生坍塌，局部出現(xiàn)下沉，塑性區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)大，土壓力劇增最終導(dǎo)致整體失穩(wěn)，大面積坍塌。 2.塌方的形成原因 塌方的原因有“天災(zāi)”也有“人禍”，“天災(zāi)”主要指隧道施工段的地質(zhì)因素，而“人禍”主要包括
7、設(shè)計因素和施工因素。 2.1地質(zhì)因素 地質(zhì)因素主要包括以下幾個方面： 地殼在構(gòu)造運(yùn)動的作用下，薄層巖體形成小褶曲，錯動發(fā)育地段，隧道施工從此處通過，常發(fā)生塌方；隧道穿過斷層及其破碎帶，一經(jīng)開挖，潛在應(yīng)力釋放，承壓快，圍巖失穩(wěn)而塌方；通過各種堆積體時，由于結(jié)構(gòu)松散，顆粒間無膠結(jié)或膠結(jié)差，開挖后引起塌方；隧道穿過淺埋或隧道進(jìn)出口附近，圍巖自穩(wěn)能力差或受偏壓影響，開挖中引起坍塌；巖層軟硬相間或有軟弱夾層的巖體，在地下水的作用下，軟弱面的強(qiáng)度大大降低，因而發(fā)生塌方；地下水的軟化、浸泡、沖蝕、溶解等作
8、用，加劇巖體的失穩(wěn)和塌方；圍巖比較差、斷層或節(jié)理面呈楔形狀態(tài)，構(gòu)成不利組合，在內(nèi)應(yīng)力或地下水的作用下，產(chǎn)生突然塌方，這種塌方是最不易觀察和發(fā)現(xiàn)的，也是比較危險的?！ ?.2設(shè)計因素 隧道施工前的設(shè)計對施工的安全性起著重要作用，如果在勘測設(shè)計階段對隧道要經(jīng)過的地段的地質(zhì)情況掌握的不全，就不能正確地分析該地段是否存在著比較特殊的或者不良地質(zhì)現(xiàn)象。如果不能正確分析，就有可能把隧道設(shè)在地質(zhì)條件不好的位置，導(dǎo)致塌方發(fā)生。隧道設(shè)計還要考慮地質(zhì)條件可能會發(fā)生的變化，并根據(jù)變化及時地對支護(hù)參數(shù)進(jìn)
