周志波

摘 ?要：文章對隧道塌方的原因進(jìn)行了綜合的探討分析，提出了隧道塌方的超前地質(zhì)預(yù)報的應(yīng)用方法，并研究出了隧道塌方事故控制的防治對策，從而確保隧道施工的安全順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：隧道塌方;超前地質(zhì)預(yù)報;防治對策

引言

在隧道施工建設(shè)的過程中，較為常見的安全事故就是塌方，塌方等安全事故的發(fā)生，不僅會導(dǎo)致工期受影響，增加工程費(fèi)用，還會對施工及技術(shù)等人員造成人身傷害，甚至威脅到其生命安全。因此，對隧道塌方進(jìn)行超前預(yù)報，有效預(yù)防并處理塌方等安全事故的發(fā)生，從而保證施工的安全性，這對于施工企業(yè)來說有著重要意義。

1 造成隧道塌方的原因

根據(jù)多年來作者對隧道塌方事故的總結(jié)分析，得出造成隧道塌方的原因主要有以下幾點(diǎn)：（1）地質(zhì)條件方面的原因。如果所建的隧道位于結(jié)構(gòu)較為松散的堆積體，開挖后會因無法承載重力而塌方;如果穿過斷裂帶、褶皺帶、斷層帶，開挖后會使圍巖失去穩(wěn)定性而出現(xiàn)塌方;如果建在破碎帶，由于泥質(zhì)物太多而易發(fā)生塌方;如果所建隧道地段的地下水比較豐富，巖石經(jīng)過水的浸泡、沖蝕和溶解降低了巖石的強(qiáng)度而易造成塌方。（2）施工方面的原因。在修建隧道時，由于測量人員對隧道的設(shè)計(jì)勘測不合理而造成塌方;在施工過程中，由于施工人員施工方法不當(dāng)或者在施工中沒有責(zé)任意識，使修建的隧道存在質(zhì)量問題和安全隱患而造成塌方;施工管理人員自身素質(zhì)不夠，隧道質(zhì)量及安全意識淡薄，在施工中缺乏科學(xué)有效的管理而使修筑的隧道塌方。（3）隧道塌方的預(yù)報工作做得不夠好，從而增加了塌方發(fā)生的概率。以上三個方面便是引起隧道塌方的主要原因。

2 隧道塌方的地質(zhì)超前預(yù)報

2.1 地質(zhì)超前預(yù)報的目的及內(nèi)容

如果在施工前能夠很好的掌握隧道所建地的地質(zhì)情況，就會大大減少隧道塌方發(fā)生的可能性。地質(zhì)超前預(yù)報即對隧道所在地段的地質(zhì)條件進(jìn)行預(yù)報，使施工人員能清楚的了解掌子面的地質(zhì)情況和圍巖條件，為施工單位制定科學(xué)的施工方案、選擇正確的施工方法提供依據(jù)，從而達(dá)到降低隧道塌方事故的可能性。其預(yù)報的內(nèi)容主要包括：不良及災(zāi)害地質(zhì)預(yù)報;斷層構(gòu)造及斷層破碎帶位置、性質(zhì)、充填物狀態(tài)、是否充水等的預(yù)報;地下水狀態(tài)的預(yù)報;圍巖類別的預(yù)報等。

2.2 地質(zhì)超前預(yù)報的方法

超前地質(zhì)預(yù)報的方法按照時空距離可劃分為短期預(yù)報和中長期預(yù)報;按實(shí)施方法可劃分為超前探孔法和物探方法。目前在我國物探方法是應(yīng)用較為廣泛的方法，文章就主要探討地質(zhì)超前預(yù)報的物探方法，如TSP超前地質(zhì)預(yù)報法、GPR超前地質(zhì)預(yù)報法、紅外探水法。

2.2.1 TSP超前地質(zhì)預(yù)報方法。TSP技術(shù)即通過向鉆孔內(nèi)爆破，因爆破引發(fā)的地震波向巖體四周傳播，當(dāng)向隧道前方傳播的地震波遇到障礙時就會被反射回來，反射回來的地震波經(jīng)過傳感器被處理，使反射時間與波傳速度具有可計(jì)算性，從而確定隧道反射界面與掘進(jìn)面的距離。其主要優(yōu)點(diǎn)是適用范圍廣、預(yù)報距離長和對隧道的施工干擾小。但也有預(yù)報的信息有限，預(yù)報的精度偏低，對于形狀不規(guī)則的小溶洞預(yù)報不準(zhǔn)等缺點(diǎn)。

2.2.2 GPR超前地質(zhì)預(yù)報方法。GPR方法即地質(zhì)雷達(dá)法，主要用于短距離的超前地質(zhì)預(yù)報。其利用的是不同的圍巖對電磁波的作用是不同的原理，來對圍巖進(jìn)行探測的一種方法。其具體過程為通過地質(zhì)雷達(dá)發(fā)射出高頻電磁波，當(dāng)電磁波遇到帶電的圍巖界面時被反射、折射或散射，因此回波和接收天線之間就有了時間上的空缺點(diǎn)，最后通過對回波的分析推測出目標(biāo)圍巖的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對隧道的地質(zhì)預(yù)報。其具有對短距離的不良地質(zhì)體預(yù)報準(zhǔn)確、對洞穴及水靈敏度強(qiáng)，因此可準(zhǔn)備地預(yù)報溶洞。其缺點(diǎn)是探測距離較近，不利于長距離隧道探測;反射的電磁波比較容易受影響，對探測的條件要求比較高;比較容易受雜波干擾，對探測人員的經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)要求也較高。

2.2.3 紅外探水方法。由于不同地質(zhì)的導(dǎo)熱性不同，紅外探測儀利用不同地質(zhì)有不同的導(dǎo)熱性對隧道潛伏的含水構(gòu)造進(jìn)行探測。一般來說水的導(dǎo)熱性要比巖石的導(dǎo)熱性低，紅外探測發(fā)出時，如果隧道外圍存在隱伏的含水構(gòu)造時，紅外發(fā)射場就會出現(xiàn)異動，最終根據(jù)探測曲線圖來進(jìn)行判斷預(yù)報。紅外探水預(yù)報方法簡單易操作，測量和分析的速度都很快，但是只能探測到含水的地質(zhì)構(gòu)造，無法應(yīng)用于無水情況下的地質(zhì)災(zāi)害的探測預(yù)報，而且其很容易受隧道內(nèi)如通風(fēng)、燈管發(fā)熱等環(huán)境的影響。

不同的超前地質(zhì)預(yù)報的方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，只有把它們結(jié)合起來應(yīng)用，取長補(bǔ)短，才能更好的實(shí)現(xiàn)對隧道塌方的地質(zhì)預(yù)測。在今后的超前預(yù)報中，不斷升級并完善硬件設(shè)備及處理軟件，并綜合超前地質(zhì)預(yù)報，將各種物探方法結(jié)合起來應(yīng)用。除此之外在地質(zhì)預(yù)報中要清楚了解隧道所在區(qū)域的地質(zhì)情況并實(shí)現(xiàn)跟蹤預(yù)測，并且還要具體問題具體分析，對于不同的圍巖結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的災(zāi)害采取不同的措施，從而不斷提高預(yù)報的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。

3 隧道塌方的防治對策

3.1 預(yù)防施工中隧道塌方的措施

在施工之前，通過綜合超前地質(zhì)預(yù)測方法對工程進(jìn)行超前預(yù)測，如果發(fā)現(xiàn)不良的地質(zhì)情況，要重新制定出施工方案并交由上級審批，審批之后方可進(jìn)行。然后就是要對圍巖進(jìn)行全面的探測，并對其安全性和穩(wěn)定性做出全面詳細(xì)的分析，以用于對施工進(jìn)行指導(dǎo)。圍巖的穩(wěn)定性在一定程度上決定了隧道的安全穩(wěn)定性，因此在必要時可通過增加預(yù)應(yīng)力錨索，以保持工程地質(zhì)的穩(wěn)定性。其次，當(dāng)在施工中實(shí)施光面爆破技術(shù)時，要嚴(yán)格保持周邊開挖輪廓的平整度，并且在初期支護(hù)中要保證其可靠性，嚴(yán)格控制其施工質(zhì)量。

3.2 處理隧道塌方的措施

在施工過程中，當(dāng)發(fā)生了塌方時，首先應(yīng)確保人員安全，并及時上報塌方情況。共同分析找出塌方的原因，根據(jù)具體的原因采取相應(yīng)的處理措施才能將塌方有效地控制。下面就簡單介紹幾個常見的塌方情況：（1）掌子面發(fā)生坍塌，主要是因?yàn)閷η胺降刭|(zhì)條件沒有準(zhǔn)確了解或者是施工方法不合理，因此可采取使用應(yīng)力錨桿、掛網(wǎng)、噴射混凝土進(jìn)行支護(hù)的措施，必要時還可應(yīng)用加長小導(dǎo)管進(jìn)行超前支護(hù)。（2）在初期支護(hù)后的地段發(fā)生了塌方，主要是由于初期支護(hù)的施工質(zhì)量不符合要求或者是后期支護(hù)不及時，沒有形成閉合，因此要加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)督管理力度，加強(qiáng)支護(hù)。（3）如果發(fā)生的是小型塌方，應(yīng)及時做好清理工作;如果發(fā)生的是中型塌方，則不能回填實(shí)塌方塌洞，在支護(hù)體頂面要做好保護(hù)層及坍塌緩沖層;如果發(fā)生的是大型塌方，一般隧道洞口都會被堵塞，因此可對塌體采用大導(dǎo)管或長大管棚等方法進(jìn)行注漿固結(jié)，然后再做好加強(qiáng)支護(hù)工作。（4）如果是因?yàn)榈叵滤鸬乃?，?yīng)結(jié)合“引、排、堵”的方法，將地下水進(jìn)行有效的控制后，再采用噴射混凝土將塌方面封閉，將塌方土石方清理。（5）冒頂塌方，主要由于覆蓋層薄，沒有有效地施做超前支護(hù)等原因。對于冒頂塌方首先就要做好地表水徑流的排泄工作，以盡最大可能減少塌方的范圍。

4 結(jié)束語

隧道出現(xiàn)在各種高速公路、公路、鐵路等地段，每天都要經(jīng)過大量的車流人流，如果發(fā)生塌方，帶來的危害是巨大的，其不僅會造成巨大的人員傷亡，還會嚴(yán)重影響交通從而給經(jīng)濟(jì)帶來巨大的損失，并且也會對工程經(jīng)濟(jì)效益造成巨大損失。因此隧道施工隊(duì)伍要高度重視施工工程的質(zhì)量及安全。在施工中，應(yīng)綜合應(yīng)用各種地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對隧道施工地質(zhì)條件的準(zhǔn)確預(yù)測充分認(rèn)識，從而降低塌方發(fā)生的可能性。而且還要重點(diǎn)把握隧道塌方的防治措施，并且一旦發(fā)生塌方要及時處理解決，盡可能減少損失。施工管理人員在施工中要做到科學(xué)管理，嚴(yán)格控制施工方法及嚴(yán)格監(jiān)督施工質(zhì)量，盡量避免由于主觀因素造成的塌方。

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