公路隧道施工階段塌方原因及控制措施分析

韋興鵬

（貴州路橋集團有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

隨著經濟的高速發展，高速公路項目建設數量不斷增多，隧道施工比例與日俱增，與之而來的是塌方事故的頻繁出現[1]。隧道塌方事故誘因眾多且影響惡劣，故此需在隧道項目施工前，對現場地質結構加強勘測，并結合具體誘因制定防范措施，優化施工方案，合理預測施工風險，強化施工人員風險意識和危機處置能力，避免塌方事故，確保高速公路事業健康發展[2-3]。

1 高速公路隧道施工塌方控制的意義

高速公路隧道施工項目中最常見的事故類型之一為隧道塌方，該事故具備危害大、風險高、損失大的特點，是影響高速公路隧道施工進度、工程質量的關鍵因素[4]。隧道施工過程中影響施工質量的因素眾多，必須針對塌方原因采取有效措施，通過科學預防和有效防范降低風險水平，確保施工人員生命安全以及項目順利進展，從而縮短工期并降低成本支出，實現最大效益，保障工程質量。

2 高速公路隧道施工塌方原因分析

2.1 地質原因導致的塌方問題

高速公路隧道項目具備工期長、要求高、工程復雜的特征，項目涵蓋大量地下作業，地質條件會對工程質量產生直接影響。在工程施工環節，很多區域都會存在地質斷層現象，使地基結構穩定性不佳，原有承載平衡狀態被打破，從而導致隧道塌方事故，不僅影響項目順利進展，同時也威脅施工人員人身安全[5]。故此，在項目施工前必須對區域地質條件進行嚴格檢測，勘探地質數據，判斷項目風險性，嚴禁盲目施工增加塌方風險。要結合項目要求和施工進度安排，以當地地質條件為基準，制定科學合理的施工方案，合理規劃施工進度，吸收同類項目經驗教訓，探究塌方原因并科學處置。

2.2 施工組織設計造成的塌方問題

提高施工方案合理性是確保高速公路隧道項目順利實施的關鍵，也是降低事故發生率的有效保障。眾多施工項目中出現事故的關鍵在于未科學組織施工方案，工程外風險因素考慮不全面。

（1）施工前必須做好現場勘測，明確地質類型，根據實際情況科學合理地選擇施工方案，避免方案不佳導致的塌方事故。

（2）完善方案細節，制定有效的處置措施防范意外情況，積極探究突發狀況應對策略，嚴格執行項目方案操作，確保工藝參數達標。

（3）高速公路隧道工程體量大且隱蔽性強，必須由專業人員施工，項目需要穿越不同類型的山體地層，現有資料對地質勘測數據獲取度不佳，必須現場勘測獲取詳細的數據為施工提供保障，避免出現意外事故。施工方案必須在現場勘測基礎上執行，避免盲目施工導致風險事故，影響整體進度并威脅施工人員人身健康[6]。

（4）施工人員豐富的工作經驗和專業素養能有效處置相關問題，但是由于對項目信息了解不充分，導致的事故頻繁出現，必須加強施工前的地質勘測，避免此類事故的再次發生。

2.3 施工過程中造成的塌方問題

自然災害是不以人的意志為轉移的，精巧的施工組織也無法避免自然災害的發生，對眾多項目分析可知自然災害是導致塌方事故的重要誘因。

（1）公路隧道項目的施工周期長，遭遇突發自然災害的可能性較高，一旦出現惡劣的自然條件，施工材料在特殊氣候條件影響下會出現變化，從而對項目施工質量產生影響，加之特殊地理條件的作用很容易出現塌方事故。如果隧道項目位于地質板塊活躍的區域，很容易出現地震、泥石流等現象，從而對隧道施工產生影響，不利于項目的順利開展。

（2）隧道周圍土質結構會直接影響項目進展情況，周圍土質不穩定會直接影響項目質量，增加塌方的概率。一旦遭遇強降雨、地震、臺風等特殊天氣，都可能導致施工過程中出現風險，必須由專業施工人員在風險出現之前作出應對，避免施工事故發生導致嚴重后果。

（3）在施工過程中，人為因素也是影響項目質量的重要因素。施工單位為提高項目經濟效益未按照項目方案施工或材料施工，施工階段偷工減料，缺乏施工安全監督等行為都可能導致施工風險，增加事故發生的概率。

（4）安全防范意識不充分，未加強施工人員安全培訓，很容易導致項目施工不符合方案要求，導致施工規范性不足，影響項目進展和質量[7]。

3 高速公路隧道施工避免塌方的處理方式

3.1 洞口避免塌方處理

高速公路隧道施工中洞口工程十分關鍵，洞口受力情況復雜，山體縱向推力作用會直接影響其結構穩定性，仰坡引流也會對其受力情況產生影響。

一般情況下洞口位置出現塌方的規模較小，塌方事故出現后采取從上到下的順序進行清理?？筛鶕嶋H情況進行加固，一般選擇翼墻式或端墻式支撐結構提高洞口穩定性，避免塌方事故出現或減少塌方面積。

3.2 易塌方地段初期處理

場區地質條件的勘測工作十分重要，前期做好易塌方路段的處置，能有效避免塌方事故發生，同時降低塌方影響。隧道洞口可采用混凝土、錨桿、鋼筋格柵、型鋼等不同材料制成，采用整體襯砌或復合襯砌的方式提高結構整體穩定性。

在特殊地質條件路段，也可以根據施工現場情況進行塌方封閉，并采取有效處置措施。易塌方路段需加大監測頻率，實時了解地質活動情況并結合普氏平衡拱理論進行開挖，避免塌方蔓延。

3.3 易塌體提前處理

現場勘測結果顯示易塌方路段土質松軟，為提高區域結構穩定性降低再次塌方的風險，可采用注漿法進行處置。

出現塌方后及時封閉現場，并進行塌方位置的檢測，及時注漿封閉，提高地質結構穩定性，避免塌方進一步發展?，F場地質勘測結果顯示穩定后，根據施工方案要求對周圍土體進行挖掘，或在塌方周圍加固砌體提高安全性，避免進一步塌方影響工程進展。

4 高速公路隧道施工塌方的預防控制措施

4.1 加強排水

降水過多會導致高速公路隧道內施工受阻，影響項目工期進展和施工質量，水流可以在縫隙內流動導致巖石被侵襲，土質松軟程度增加，進一步增加塌方風險或塌方范圍，故此需要結合項目實地勘測結果，加強排水設施應用。

（1）施工前，必須結合勘測結果進行排水設施的規劃，提高方案可行性和科學性，梳理流水可能導致的損失，并在施工現場內準備抽水設備，一旦出現水大量外溢或降雨獲得蓄積，則及時排出避免影響施工現場。

（2）保持拱部不滴水、邊墻不漏水、路面不冒水、設備箱洞不涉水，加強日常巡視和檢測，及時發現問題并通知有關人員及時處置，避免問題擴大影響項目進展。

（3）發現施工坑底出現水流后，及時使用排水設備引流，避免水對施工現場正常工序產生影響。冬季施工應注意對排水溝的保暖，避免凍結影響正常排水。

4.2 短開挖，強支護

高速公路隧道項目施工周期長，涉及工序眾多，不同工序之間需要較長的搭接時間，很容易導致施工間隙巖石結構變化，從而導致土質松動引起塌方[8]。

在施工的過程中，為確保巖石結構穩定，可采用短開挖強支護的方式，完成一道施工工序后立刻進入第二道工序，提高各個工序的連貫性，避免結構長時間暴露增加意外風險，并積極采取有效措施，加強巖體防護提高其結構穩定性。

4.3 爆破控制

爆破在隧道項目施工中十分常見，該工藝是提高施工效率的有效手段，但是在爆破的過程中很容易導致地下結構被破壞或巖石穩定性受損，從而帶來安全隱患。

（1）爆破施工操作之前，必須根據項目需求和具體內容制定科學的方案，嚴格執行技術指標，并確保施工參數符合方案規定，防止爆破引發的次生事故。

（2）爆破明顯提高了施工效率，促進了施工進度，但是一旦爆破范圍控制不佳，很容易導致隧道施工塌方現象，因此爆破進尺速度、爆破范圍、爆破技術的合規運用，是施工控制的要點。

（3）必須嚴格控制炸藥使用數量，精準控制爆破位置，清理周圍雜物避免產生意外。

（4）爆破之后，應當立即進行地質勘測和水文觀測記錄，并對支護完畢后的噴層表面進行觀察，明確裂縫情況，判斷有無事故風險。

4.4 加強監測

高速公路隧道施工中，通過加強監測可避免施工事故，要根據工作需求建立預警機制，加強監測等級，實行分級管理降低隧道事故。

成立監測小組由專人負責進行日常測量和儀器保養等工作，將測量信息及時反饋給施工人員，指導施工科學有序進行。設計人員則根據現場數據進行參數調整，指引施工規范進行。通過施工監測和數據修訂，動態了解施工現場情況，有效監管施工狀況，避免施工安全風險。

4.5 變更設計

隧道施工過程中必須及時了解施工方案修訂情況，掌握圍巖數據變化，完善項目細節。

（1）高速公路隧道施工具有周期長的特點，必須結合環境變化和地質情況加強現場勘測和反饋，修正事前方案以提高方案可行性，提高參數準確性確保施工質量，避免盲目施工導致的事故。

（2）通過強化日常監測，獲取最新的地質數據資料，由工程師匯總和分析，獲得監理工程師批準后，修訂項目施工方案，確保施工順利進行，以保障項目質量。

4.6 超前地質預報

自然因素是導致高速公路隧道項目施工質量問題的關鍵，可借助高科技手段預測天氣變化，根據氣候條件及時調整施工進度和施工參數，降低事故發生率[9]。

常用地質情況預測技術主要有探地雷達法、隧道地震波法等，可對施工現場地質情況進行準確預測，是預防塌方事故的有效手段。

5 高速公路隧道施工的安全管理

5.1 爆破施工安全管理

加強爆破施工的安全管理是確保項目進度的關鍵，也是避免安全事故的有效措施。爆破施工環節涉及的爆破品需加強管控。爆破裝置、爆破用品均為特殊管理用品，一旦丟失將會引起嚴重的社會治安問題，必須加強高速公路爆破施工的安全管理。

（1）施工前必須加強現場勘測，結合項目方案和設計圖紙進行爆破方案的制定和優化，結合地質情況進行可行性和成效分析，獲批后嚴格執行技術指標和參數施工，嚴禁私自篡改數據，引爆過程中由專業人員進行參數確認。

（2）由專業技術人員操作并嚴格執行技術操作規程和崗位操作規范。為提高操作安全性，操作人員必須獲得專業爆破操作資格證書，嚴禁無證上崗，嚴禁無關人員進入施工現場。

（3）操作時，由專業人員進行現場監督和技術監測，確保各項參數均符合項目規定后方可爆破。

（4）可選用加密電子雷管進行參數控制，嚴格調節技術指標，加強信息傳輸以精準控制爆破時間，將爆破影響控制在可控范圍內。

5.2 土石方開挖作業安全管理

高速公路隧道項目施工中，石方開挖作業必須先提出申請，獲得批準后方可實施。大多數高速公路均需穿越山體，項目所在區域地形地貌結構復雜，明挖作業需加強管理，提高土方開采的安全性，降低事故發生率。

（1）土石方開挖作業前，必須提前了解區域地質條件，存在積水的區域先要進行排水，并于土石方邊坡上設置排水溝，確保施工中排水正常，避免積水影響工序正常開展，也為降雨后雨水排出提供途徑。

（2）加強山體邊坡穩定性檢測，避免邊坡變形導致施工事故，現場配置專業勘測人員和安全員，加強事故現場勘測與技術指導，疏散周圍居民并查看有無其他同步作業的單位，做好協同作業，避免相互影響。

（3）加強隧道圍巖穩定性監測，針對地質環境復雜的區域需布設隧道圍巖位移監測設備，安排專人定時采集位移數據。

（4）隧道開挖前，開挖人員需確認隧道內除塵、排煙、排水設施到位，方可進行開挖。人員進入隧道內必須嚴格遵守操作規范佩戴安全帽、隔音耳塞、防塵罩等。

6 結論

綜上所述，為降低塌方事故概率，必須對高速公路隧道項目施工區域地質條件加強現場勘測，明確塌方原因后，針對具體誘因進行控制，確保施工安全、保障項目質量。該文結合高速公路隧道項目施工環節隧道塌方誘因及處置措施加以分析，為項目的順利開展奠定基礎，降低事故風險，確保項目如期完工。