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摘要：针对复杂地质条件下隧道坍塌事故的实际案例展开论述，分析了隧道坍塌的原因，结合监控量测、技术方案及周边环境等方面施工风险，制定针对性措施及实施方案，有效保障了塌方段的施工质量及安全。

关键词：隧道坍塌;原因分析;坍塌处理;控制要点。

1工程概况

某农村道路提升改造工程采用二级公路设计标准，隧道为单洞双向两车道隧道，起讫里程为K4+125～K5+310，隧道全长1185m（其中隧道两头明洞长度均为15m），属长隧道。隧道围岩以IV、V级为主。区域地质构造以断裂为主，褶皱不发育，该区域发育一系列断裂、节理密集带、侵入岩。洞身岩体节理、劈理及裂隙发育，围岩完整性较差。隧道区地表径流众多，地下水主要以松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和构造裂隙水为主，且含水带范围广阔，尤其向斜核部富水性强。

2隧道坍塌情况及原因分析

1）坍塌过程：

K4+949—K4+952施工段为III级围岩，采用全断面开挖方法，开挖断面积为87.21㎡。该段洞身开挖完成后，拱顶偏右局部围堰呈淡黄色，伴微量渗水;在初支锚杆施工过程中，存在局部明显渗水;根据超前地质预报结果显示本段围岩局部有裂隙，拱顶局部存在块状～镶嵌碎裂结构结构，施工队认为属正常现象，并在断面部位布设观测点，未做情况汇报及现场处理。完成该段初支（初期支护为10cm喷射砼，锚杆长2.5m梅花形布置，间距为1.5m*1.2m，钢筋网片为15*15cm）作业，进入下一开挖循环。

K4+952～K4+955.5段洞身开挖后，在复核开挖轮廓线及沉降观测过程中，发现K4+950断面的收敛范围超设计允许值，测量人员及时将情况报告项目负责人，项目部通知隧道监控量测单位人员到现场复测，并撤离现场所有人员，在各方研究制定处理方法的过程中发生坍塌事故，索性未造成人员伤亡。根据监控量测结果，坍塌段位于断层带附近，围岩结构破碎，且地下水、地表水比较丰富。

塌方体的坡脚桩号为K4+941，距原开挖掌子面约14.5m，测算塌方量约760m³。根据隧道掌子面施工监控视频资料判断：坍塌位置为K4+949-952段，拱顶偏右位置，横向宽度约13m，纵向长度约3m，测算塌腔最小高度19.5m。

2）经参建各方及专家组的现场查看，结合项目的超前地质预报、施工图、内业资料、现场施工影像等材料后分析认为，引发坍塌的主要原因：①地质条件差，该区段位于断层带附近，施工段为围岩过度段（由III级向V级过度），围岩结构破碎;②隧道区地表径流众多，含水带范围广，再加上多日来的连续降雨，节理裂隙发育，突发性涌水;③掌子面右侧拱脚基岩的爆破开挖，受爆破震动的影响;④对复杂地质的情况认识不清，拱部上方岩体呈陡倾构造、裂隙发育，拱部存在偏压;⑤施工单循环进尺太大，初期支护跟进不及时。

3坍塌处理

坍塌发生后，施工单位立即向监理单位和指挥部汇报现场情况，启动项目专项施工应急预案。处置过程共分两阶段进行：

（1）塌方体处理：①根据现场情况，确定处置用材料源、施工车辆、施工机具;②为防止塌方体进一步滑塌，避免事故进一步扩大，采用土石料进行反压，做稳定处理;反压体采用分层填铺，底层平铺50cm厚透水性较好的清宕渣，上方采用土石混合料回填至拱顶，坡面的坡率为1：1.5，坡面中间位置设宽2m施工平台。③经设计单位确认，反压回填段长为11m，坡脚桩号为K4+930。

（2）处理方案：洞外引排水和洞内积水处理→保护段、影响段划分及临时拱架加固支护→反压体固结→监控量测→开挖与支护→塌腔体回填→二衬封闭。

1）积水、积淤处理：①洞外引、排水：根据现场实际地形，采用明挖截水沟将塌腔周边的地表水引排至隧道平面线形以外的沟渠;②洞内排水：首先，采用喷射10cm厚C20混凝土进行坡面封闭;分别在反压体右半幅上、下台阶高出0.5m处钻打3根φ89mm钢花管，水平间距2m;③设置集水坑，做好排水、排污。

2）K4+920-K4+935保护段临时加固支护：采用I16工字钢架（间距0.5m）+Ø25注浆锚杆长度2.5m（纵环间距0.5*1.2m）做临时初支，喷射20cm厚C20混凝土，工字钢及喷射混凝土待该段二衬施工前清除;

3）反压体固结：采用Ø60*4mm注浆小导管，打设深度至原施工掌子面，布设间距为1.0m×1.0m，呈梅花形布置，注浆材料采用水泥—水玻璃双液浆，根据固结范围土石方的孔隙率及饱满度计算出理论注浆量，注浆压力为1.5Mpa。注浆前，封闭原φ89mm打孔泄水管。注浆顺序为由上往下、先两边后中间，提高固结效果。

4）监控量测：采用超前探孔，物探等手段，探明开挖掌子面前方和塌腔范围的地质情况。

5）开挖与支护：采用预留核心土法，每循环开挖进尺控制在0.5m。支护方式：①K4+935-K4+945影响段，采用I16工字钢架（间距0.5m）+Ø42*4mm注浆小导管长4m（纵环间距0.5*0.4m，60°角）做临时初支，喷射20cm厚C20混凝土;

②塌腔段及影响区施工：K4+945-K4+957段采用V级加强的支护方式，即：I18工字钢做初支，25cm厚C20喷射混凝土，纵向间距0.5m，Ø42*4mm注浆小导管（长4m，纵环间距0.5*0.4m，60°角）;其中，影响区K4+945-952段增加超前小导管φ42*4mm（长6m，角度15°，环距40cm）注浆材料采用水泥—水玻璃双液浆代替原设计的水泥浆;临时初支及喷混待二衬施工前清除;盲管加密，提高排水能力;③塌腔段初支完成后，钻孔预埋3根泡沫砼注浆管，注浆管的顶口距拱顶开挖线5m。根据设计单位意见，泡沫砼的回填厚度5m，以满足塌腔底封闭层的强度和稳定性;④尽早施做完成仰拱衬砌及仰拱回填砼，使支护结构尽快封闭成环，达到最佳的受力效果;⑤仰拱和二衬施工在保证作业空间情况下，紧跟作业面;⑥施工过程，加强监控量测。

四、预防措施

结合诸多隧道坍塌坍塌案例，管理薄弱是发生坍塌的重要因素。

1）正确理解“新奥法”的施工原理

新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力，通过“锚、喷支护”或“喷、锚预支护”等联合支护手段，通过监控量测和超前地质预报，来有效控制岩体的稳定，使围岩成为支护体系的组成部分，新奥法隧道施工“三要素”实质就是光面爆破、锚喷支护和监控量测。

2）加强监控量测和超前地质预报的信息化管理

在实施过程中应加强地表观测和洞内监控，施工中应加强对掌子面前方及隧道周边的预报;实时监控量测，不但可以及时提供隧道拱顶下沉、周边收敛、围岩内部移动、钢支撑受力情况、支护和衬砌等信息，结合超前地质预报和施工图设计方案，制定出切实可行的施工方案，保证工程质量和安全。

3）施工过程中，防塌控制要点

（1）采用超前小导管预注浆加固地层的超前支护措施，注浆选材不同岩层和裂隙水情况分别采用水泥浆和水泥-水玻璃双液浆，通过注浆加固周边围岩，提高其自承能力，减少围岩松弛变形;（2）分台阶开挖时，支护要及时闭合成环，每一环支护锁脚锚杆均施做到位，软弱围岩段加强超前支护，防止拱脚下沉和内移，引起过大变形导致拱部岩层坍塌。（3）严格控制开挖工序，尽量采用短进尺，杜绝各种违章施工。控制爆破装药量，减小对软弱破碎围岩的扰动。（4）初期支护及时跟进，尽早闭合成环，增强断面稳定性。

结束语

综上，隧道施工隐蔽工程居多。加强项目的体系管理、信息管理和安全管理;掌握地质情况，控制和选择合适的施工方法;完善项目的应急保障体系及措施;对保障项目施工的质量和安全具有至关重要的意义。

参考文献

[1]陈伟，阮怀宁，张辉降.雨入渗对浅埋偏压隧道及其支护系统的影响[J].现代隧道技术，2008，1：30-34.

[2]韩文斌.隧道坍塌原因分析及设计总结[J].山西交通科技，2013（8）：75-77.