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摘要本文结合工程实例展开论述，分析了隧道坍塌的原因，提出相应处理措施，有效地处理隧道塌方，保证后续施工安全及工程质量。
关键词：隧道坍塌；原因；处理；分析
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，隧道围岩级别以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，隧道开挖过程有较大的渗水量。
2隧道坍塌情况及原因分析
1）坍塌情况：隧道施工掌子面桩号为K4+955,出现坍塌冒顶桩号段为K4+949—K4+952，已完成开挖及初支，累计进尺815m，围岩级别为V级。隧道断面面积为109m2，冒顶处埋深70m。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。坍塌时间发生在新开挖掌子面初喷混凝土完成后，现场无作业人员。塌方后堆体的坡脚距原开挖掌子面约13m，塌方数量约760m3。根据隧道掌子面施工作业的影像资料判断：冒顶范围为拱顶偏右，环向宽度约13m，纵向宽度3m，测算塌腔最大高度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、施工现场影像资料等文件后分析认为，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（围岩级别由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，施工单位根据隧道施工安全应急预案，立即向监理单位和指挥部汇报现场情况，组织车辆和机械，采用透水性较好的清宕渣进行反压回填，稳定坡体，防止事故进一步扩大。反压体的坡脚桩号为K4+930,坡率为1:1.5。根据现场实际情况，采取洞内和洞外平行处治。方案为：洞外引排水和洞内排水处理→保护段和影响段临时拱架加固支护→洞内清淤→固结渣体→监控量测→开挖与支护→塌腔体回填→二衬封闭。
1）排水处理：①洞外引、排水：确定坍塌位置后，根据现场实际地形，采用明挖截水沟将地表水引排至隧道平面线形以外的沟渠，截水沟采用砂浆抹面；②洞内排水：反压体上、下台阶的底部分别打设3根φ89mm打孔泄水管，设置位置为：距离台阶平台高0.5m，水平间距2m；③设置集水坑。
2）保护段临时加固支护：K4+925-K4+930为保护段，采用I16工字钢做临时二次初支，C20喷射混凝土厚20cm，工字钢及喷混施做二衬时拆除；
3）固结渣体：反压体表面采用喷射C20混凝土厚20cm进行掌子面封闭。注浆管采用42mm*4mm钢花管，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，因渗水量较大，注浆材料采用水泥—水玻璃双液浆，注浆压力为1.5Mpa，注浆顺序为由上往下、先两边后中间，以提高固结效果。
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：洞内注浆反压体开挖采用预留核心土法（补充方案顺序内容）；支护方式：①K4+930-K4+949为影响段，洞内采用I16工字钢做临时二次初支，喷混凝土厚20cm，纵向间距0.5m；采用φ42*4mm注浆小导管代替系统锚杆，长4.5m，边墙系统锚杆直径25mm，长3.5m,注浆材料采用水泥—水玻璃双液浆代替原设计的水泥浆；工字钢及喷混施做二衬时拆除；②塌腔段及影响区加固：K4+949-K4+957段采用V级加强的支护方式，即：I18工字钢做初支，喷混凝土厚25cm，纵向间距0.5m，采用φ42*4mm注浆小导管代替系统锚杆，长4.5m，边墙系统锚杆直径25mm，长3.5m,注浆材料采用水泥—水玻璃双液浆代替原设计的水泥浆；③塌腔段初支完成后，钻孔预埋泡沫砼注浆管道。根据设计单位意见，轻质材料回填厚度达到5m及以上就可以满足塌腔底封层的强度、刚度和稳定性，预埋管直径φ100mm，埋深10m；④支护体系及时落地、封闭成环，并尽早施做仰拱衬砌与仰拱回填砼，使支护结构尽快封闭成环，达到最佳的受力条件；⑤保护段和影响段的仰拱、二衬在保证作业空间情况下，采取紧跟作业面；
6）塌腔段二衬施工：因腔体渗水量大，塌腔体采用注浆、注射轻质料回填。起隔水作用，提高二衬混凝土的施工质量。
4、预防措施
结合诸多隧道冒顶坍塌案例，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.隧道冒顶原因分析及设计总结[J].山西交通科技，2013（8）：75-77.