隧道施工塌方事故致因及防控措施研究

隧道施工塌方事故致因及防控措施研究

常兴玉

中铁隧道局集团一处有限公司，重庆市 401120

摘要：随着经济的高速发展，隧道施工比例与日俱增，与之而来的是塌方事故的频繁出现。隧道塌方事故诱因众多且影响恶劣，故在隧道项目施工前，需对现场地质结构加强勘测，并结合具体诱因制定防范措施，优化施工方案，合理预测施工风险，强化施工人员风险意识和危机处置能力，避免塌方事故，确保事业健康发展。

关键词：隧道施工；塌方事故；致因；防控措施

1隧道施工中塌方因素分析

1.1水文地质

大部分隧道施工塌方事故的发生都与其所处的水文地质条件有着联系，影响因素主要包括围岩性质、偏压、地下水及地表降水。一般而言，围岩等级越高稳定性越差，透水性越强，抗风化能力越弱，隧道施工发生塌方事故的概率也就越大。地形不对称或者地质岩层引起隧道结构偏压，会导致隧道所受荷载不对称，尤其对于浅埋洞口段，很容易由于隧道偏压导致塌方事故的发生。地下水与隧道建设有着重要的联系，不仅可以直接导致隧道涌水冒泥，还可能软化敏感性围岩、溶蚀可溶性围岩，导致隧道的强度与承载力降低。地表降水严重影响着隧道洞顶的承载能力，还会使得地表压力增大，导致塌方风险大大增加。

1.2勘察设计

勘察或设计缺陷会给后续隧道施工带来极大的安全影响。隧道工程常见的勘察或设计缺陷主要表现为地勘不详或不实，以及支护衬砌设计不合理。地勘报告是隧道规划、设计、施工、管理及运行的重要基础资料，地勘不详或不实会对隧道施工的安全可靠性、技术可能性及经济合理性产生极大的影响。隧道支护与衬砌是保证隧道安全的关键结构，直接影响着隧道建设的质量与安全，不合理的支护衬砌设计极易导致隧道塌方事故的发生。

1.3施工技术

施工技术往往是隧道施工塌方事故最直接的原因。相关研究表明，由于施工技术导致的隧道施工塌方主要表现为开挖方式不合理、支护或衬砌施作不及时、施工质量存在缺陷以及监控量测不及时或不到位等。

2隧道施工避免塌方的防治措施

2.1做好超前地质预报

自然因素是导致隧道项目施工质量问题的关键，可借助高科技手段预测天气变化，根据气候条件及时调整施工进度和施工参数，降低事故发生率。常用地质情况预测技术主要有探地雷达法、隧道地震波法等。对施工现场地质情况进行准确预测，是预防塌方事故的有效手段。

2.2加强易塌方地段的初期处理

场区地质条件的勘测工作十分重要，前期做好易塌方路段的处置，能有效避免塌方事故发生，同时降低塌方的影响范围。将隧道洞口采用混凝土、锚杆、钢筋格栅、型钢等不同材料制成，采用整体衬砌或复合衬砌的方式，以提高结构整体稳定性。在特殊地质条件路段，可以根据施工现场情况进行塌方封闭，并采取有效处置措施。对于易塌方路段需加大监测频率，使作业人员实时了解地质活动情况，结合普氏平衡拱理论进行开挖，避免塌方蔓延。

2.3加强洞口塌方防治

隧道洞口受力情况复杂，山体纵向推力作用会直接影响其结构稳定性，仰坡引流也会对其受力情况产生影响。一般情况下，洞口位置出现塌方的规模较小。万一出现塌方事故，需采取从上到下的顺序进行清理。可根据实际情况进行加固，一般选择翼墙式或端墙式支撑结构提高洞口稳定性，以减少塌方面积，避免塌方事故出现。

2.4对易塌体提前处理

现场勘测结果显示，易塌方路段土质松软，为提高区域结构稳定性降低再次塌方的风险，可采用注浆法进行处置。出现塌方后及时封闭现场，并进行塌方位置的检测，及时注浆封闭，提高地质结构稳定性，避免塌方进一步发展。现场地质勘测结果显示稳定后，根据施工方案要求对周围土体进行挖掘，或在塌方周围加固砌体提高安全性，避免进一步塌方，影响工程进度。

2.5加强排水

降水过多会导致隧道内施工受阻，影响项目工期进展和施工质量。水流在缝隙内流动会使岩石被侵袭，土质松软程度增加，进一步增加了塌方风险或塌方范围，故需要结合项目实地勘测结果，加强排水设施应用。在施工前，必须结合勘测结果进行排水设施的规划，提高方案可行性和科学性，梳理流水可能导致的损失，并在施工现场内准备抽水设备，一旦出现水大量外溢或降雨蓄积，则及时将其排出。保持拱部不滴水、边墙不漏水、路面不冒水、设备箱洞不涉水，加强日常巡视和检测，若发现问题立即通知有关人员进行处置，避免问题扩大影响项目进展。若发现施工坑底出现水流，应及时使用排水设备引流，避免水对施工现场正常工序产生影响。冬季施工应注意对排水沟的保暖，避免冻结影响正常排水。

2.6短开挖、强支护

隧道项目施工周期长，涉及工序众多，不同工序之间需要较长的搭接时间，很容易造成施工间隙岩石结构变化，从而导致土质松动引起塌方。在施工过程中，为确保岩石结构稳定，可采用短开挖强支护的方式，完成一道施工工序后立刻进入第二道工序，提高各个工序的连贯性，避免结构长时间暴露增加意外风险。同时积极采取有效措施，加强岩体防护提高其结构稳定性。

2.7加强爆破控制

爆破在隧道项目施工中十分常见，该工艺是提高施工效率的有效手段，但爆破很容易造成地下结构被破坏或岩石稳定性受损，从而给施工带来安全隐患。爆破施工操作之前，必须根据项目需求和具体内容制定科学的方案，严格执行技术指标，并确保施工参数符合方案规定，防止爆破引发的次生事故。一旦爆破范围控制不佳，很容易导致隧道施工塌方现象，因此科学运用爆破技术，合理控制爆破进尺速度、爆破范围，是施工控制的要点。此外，必须严格控制炸药使用数量，精准控制爆破位置，清理周围杂物避免产生意外。爆破之后，应当立即进行地质勘测和水文观测记录，并对支护完毕后的喷层表面进行观察，明确裂缝情况，判断有无事故风险。

2.8加强监测

隧道施工中，通过加强监测有利于避免施工事故。要根据工作需求建立预警机制，加强监测等级，实行分级管理降低隧道事故。要成立监测小组，由专人负责进行日常测量和仪器保养等工作，将测量信息及时反馈给施工人员，以便指导施工科学有序进行。设计人员要根据现场数据进行参数调整，指引施工规范进行。通过施工监测和数据修订，可动态了解施工现场情况，有效监管施工状况，避免施工安全风险。

2.9做好变更设计

隧道施工过程中，相关人员必须及时了解施工方案修订情况，掌握围岩数据变化，完善项目细节。隧道施工具有周期长的特点，必须结合环境变化和地质情况加强现场勘测和反馈，修正事前方案，以提高方案可行性，避免盲目施工导致事故发生。通过强化日常监测，获取最新的地质数据资料，由工程师汇总和分析。获得监理工程师批准后，修订项目施工方案，确保施工顺利进行。

3结语

隧道施工项目中最常见的事故类型之一为隧道塌方，该事故具备危害大、风险高、损失大的特点，是影响隧道施工进度、工程质量的关键因素。为降低塌方事故概率，必须对隧道项目施工区域地质条件加强现场勘测。明确塌方原因后，需针对具体诱因进行控制，确保施工安全、保障项目质量。本文针对隧道项目施工环节隧道塌方诱因及处置措施加以分析，为项目的顺利开展奠定可基础，有效降低了事故风险，可为类似工程施工提供参考。

参考文献

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