雷小斌

摘? 要：這一工程類型存在著容易塌方這一顯著問題，給工程安全和效益帶來嚴重的負面影響。該文通過一系列的分析與總結(jié)，著重對大跨徑隧道塌方的原因進行了分析總結(jié)和梳理，并且提出了科學(xué)的處理措施。以此為基礎(chǔ)為避免大跨徑隧道施工中出現(xiàn)塌方提供依據(jù)，以切實提高建設(shè)安全和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：大跨徑? 隧道? 塌方? 原因? 措施

中圖分類號：U457? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）03（a）-0053-02

1? 該項目地處貴州省都勻市

項目具體情況如下：項目從黔南大道后向西前行，經(jīng)過牛場片區(qū)，經(jīng)過馬天井山谷、老牛坡、躲雨巖，穿過奇水坡后，經(jīng)頁巖磚廠，止于州公安局，與迎賓大道相接。道路全長約7.2km，其中開發(fā)區(qū)東段K0+000～K5+360段 （5.360km）、西段K0+000～K1+834.221段（1.834km），道路紅線寬度40m，為城市主干道。東段隧道1處，L1+945幸福隧道，K4+385中壩橋，西段隧道1處，K7+020龍?zhí)端淼?，K6+773.4二中橋。幸福隧道左線進口坐在斜坡地形較緩陡，坡向約100°，坡度約25°～40°，覆蓋層較薄，主要為殘坡積亞粘土。右線進口所在斜坡地形較緩，坡向約110°，坡度約15°，覆蓋層較厚，主要為殘坡積亞粘土。左右隧道出口段所在斜坡位于一小沖溝內(nèi)，坡面較平順，坡向約280°，坡腳30°，山坡目前處于穩(wěn)定狀態(tài)。

根據(jù)鉆孔水文地質(zhì)觀測，結(jié)合地形地貌、巖性和地質(zhì)構(gòu)造特征分析判斷，遂之地下水類型為覆蓋層孔隙水，風化帶裂隙水和構(gòu)造裂隙水。根據(jù)先進的儀器測定和地質(zhì)水文測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，混凝土被破壞的主要方面為腐蝕性破壞，需要引起重視。

2? 大跨徑隧道施工中出現(xiàn)塌方的原因分析

2.1 巖體強度和形態(tài)容易發(fā)生變化

大跨徑隧道在施工過程中需要完成沖切、剪切和整體破壞等幾項重要工作，這幾項工作實施過程中要克服土石堅硬的問題，這是具備抵抗建筑物荷載的重要前提條件。在具體施工過程中，一定要充分分析貴州地區(qū)的地形特點，注意對不完整巖層分析和預(yù)期。巖體主要包括各種斷層、節(jié)理、裂隙及其填充物的復(fù)合體，在施工中都應(yīng)該嚴加注意。這類巖體的顯著特征是表面上看起來有足夠強度但實際上容易發(fā)生破壞，帶來意想不到的災(zāi)難性后果。這是在初期施工中較容易忽略的問題。

另外，巖體形變也是不可忽視的問題。尤其是在面對山體偏壓、回填附加土體等荷載作用下，巖體出現(xiàn)形變幾乎是難以避免的，這也是施工過程中需要考慮的重要因素之一，必須作為重中之重進行預(yù)防。巖體變形破壞的模式主要有水平方向、垂直方向和地平面內(nèi)的剪切應(yīng)變3類變形破壞。每種模式的破壞程度和破壞效果不盡相同。其中水平方向的破壞有水平位移、拉伸和壓縮變形，垂直方向的破壞有沉降、傾斜、曲率、扭曲等。經(jīng)過長期的施工實踐和總結(jié)，我們認為沉降、傾斜、曲率和水平變形是出現(xiàn)頻率高，破壞力大的4種情況。

2.2 隧道滲水和漏水

在大跨徑隧道的塌方原因中，隧道滲水和漏水是出現(xiàn)頻率較高的原因，成為了隧道施工的嚴重制約因素。筆者經(jīng)過大量的文獻閱讀和考察發(fā)現(xiàn)，隧道完全無滲漏者寥寥無幾，絕大部分隧道存在著不同程度的滲漏問題。

2.3 襯砌裂損

形變壓力、松動壓力是出現(xiàn)襯砌裂損的主要力學(xué)因素。從力學(xué)角度來看，地層沿隧道縱向分布及力學(xué)形態(tài)的不均勻是引起襯砌裂損的主要原因。值得注意的是，溫度會引起收縮應(yīng)力作用的大小發(fā)生改變、圍巖膨脹性和凍脹性也會在溫度變化過程中出現(xiàn)一定程度的改變，這些都是必須考慮的因素。另外，腐蝕性介質(zhì)作用、施工中人為因素、運營車輛的循環(huán)荷載作用等大量因素之間會發(fā)生相互作用和共同影響。上述各種因素都是引起隧道襯砌結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生裂縫和變形的主要因素，從很大程度上提高了出現(xiàn)隧道塌方的概率，嚴重影響了隧道的使用安全和使用質(zhì)量。因此，隧道襯砌裂損對于隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的破壞是值得引起重視的關(guān)鍵問題。在具體工作實踐中需要嚴格控制襯砌結(jié)構(gòu)的安全可靠性。

3? 應(yīng)對大跨徑隧道塌方的常見措施

3.1 做好過程監(jiān)測和相關(guān)數(shù)據(jù)采集

相關(guān)的過程監(jiān)測也極為重要。在數(shù)據(jù)監(jiān)測過程中要注意數(shù)據(jù)測量的全面、準確和可靠，及時做好記錄與分析。但是，在實際操作中，由于各種不可控因素現(xiàn)場所測得的數(shù)據(jù)往往具有一定的離散性，給實際應(yīng)用帶來一定難度。因此，相關(guān)人員必須要對數(shù)據(jù)進行高質(zhì)量的誤差分析、回歸分析和歸納整理等數(shù)據(jù)分析處理工作。例如，位移的變化速率是需要充分考慮的問題。假設(shè)要了解某一時刻某點位移的變化速率，簡單地將相鄰時刻測得的數(shù)據(jù)相減后除以時間間隔作為變化速率是不確切的，正確的做法是對量測得到的位移—時間數(shù)組做數(shù)據(jù)擬合得時間—位移曲線 u=f（t），然后計算該函數(shù)在時刻t的一階倒數(shù)du/dt，即為該時刻的位移速率[2]。

數(shù)據(jù)測量和處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)主要集中在以下幾個方面。第一，梳理數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在聯(lián)系，確保數(shù)據(jù)之間相互印證。第二，在對圍巖進行穩(wěn)定性分析時，要注意合理設(shè)計支護參數(shù)，保證結(jié)果的準確性。第三，監(jiān)視圍巖變形和應(yīng)力狀態(tài)隨時間的變化情況，對最終值或變化速率進行預(yù)測。整個過程要做到數(shù)據(jù)測量細心科學(xué)，數(shù)據(jù)收集與處理準確全面。

3.2 做好隧道防排水

隧道排水雖然是實施難度不大，但是很多細節(jié)問題需要進行深入分析，做好預(yù)防和處理。實踐證明，隧道防排水采取以排水為主。在施工中對地形、地下水深度以及地下水量等進行科學(xué)預(yù)測，采取防、排、截、堵相結(jié)合的綜合防排水措施，建立完整的防排水體系。

初襯采用防水混凝土，澆筑二次襯砌模注混凝土來防水，且采用全斷面一次性施作二襯。這一結(jié)構(gòu)適合于貴州的地形以及地下水特點。在沉降縫上采用中埋式橡膠止水帶加橡膠止水條防水[3]，橡膠止水條的放置一般選擇背貼式，在遇到特殊情況時具體分析。另外，排水管的環(huán)向設(shè)計要注意曲度和弧度的科學(xué)性，將水導(dǎo)入兩側(cè)電纜溝下的排水管，引水至洞外排水溝，如圖1和圖2所示。

4? 結(jié)語

隧道工程有其獨特之處，施工難度大，危險性高，施工過程中常常會出現(xiàn)諸多不確定因素，塌方尤其常見，成為嚴重制約大跨徑隧道施工安全和質(zhì)量的重要難題。大跨徑隧道施工過程中需要注意圍巖與結(jié)構(gòu)力學(xué)狀態(tài)的不可逆性，加強相應(yīng)的理論分析和實踐研究，提高建筑質(zhì)量。

參考文獻

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[3] 韓同春，黃福明，鄭俊清，等.隧道拱腳塌方施工加固及監(jiān)測分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2015（30）：3444-3449.