隧道施工塌方原因分析及预防

摘要：本文主要针对隧道塌方的类型、隧道塌方原因以及预防隧道塌方的安全管理措施进行简要分析，仅供参考。

关键词：隧道施工；塌方；原因；措施

中图分类号：U45 文献标识码： A

一、隧道塌方的类型

1、地质原因造成的隧道塌方

地质因素是造成隧道塌方的重要因素之一，不同的地质条件会造成不同的塌方事故。地质因素主要包括变质岩体、断层带、溶洞、滑坡、泥石流等，当隧道在这些地区进行施工建设时，必须要对当地的地质条件进行深人分析，稍有不慎就会造成严重的塌方事故。

2、地下水渗漏造成的隧道塌方

当隧道上方或者隧道周围的岩石中存在大量地下水时，就容易造成严重的塌方事故。地下水的存在影响了岩石的稳定性和安全性，降低了岩石强度，使隧道的耐压性逐渐降低，隧道结构面的稳定性下降，从而较易造成塌方事故。

3、地压造成的隧道塌方

地压主要包括偏压、滑坡及高地应力区等，其很容易造成隧道周围的岩体出现松动、开裂等现象，使完整坚硬岩体发生岩爆、隧道挤出性破坏现象，造成隧道主体结构的不稳定，从而造成隧道的塌方事故。

4、设计和施工不当造成的隧道塌方

在隧道建设前，设计单位没有根据施工现场的实际情况对隧道的结构、施工方法、施工流程进行合理设计，施工方案不符合施工现场实际。在施工过程中，施工单位的施工方法不当，不符合施工标准，如：该挂设钢筋网的地方没挂网、混凝土厚度不足、支承结构的数量不足、角度有问题等。爆破过程中爆破参数计算不正确，炸药数量不正确，引起隧道周围岩石的不稳定。

由于隧道施工环境差异比较大，造成隧道塌方的因素各种各样，因此相关单位必须在施工中不断进行分析和总结，这样才能最大程度地避免隧道塌方事故的发生。

二、隧道塌方原因分析

1、自然原因

隧道的岩石类型虽易判断，但断层节理发育情况却千差万别，存在岩层破碎、顺层、溶洞等多种不利因素，致使设计的支护措施无法满足实际地质支护需要。另外，随着季节性雨水的渗入，水沿岩体软弱面流动，破坏岩体组织，也是诱发隧道坍塌的重要因素。

2、施工扰动

隧道施工开挖引起地质变化，破坏了隧道土体原有的天然应力状态，使岩体应力、变形重新分配和平衡，使围岩应力在隧道一定范围内产生了重新分布，支护不足时极易坍塌。

3、管理原因

在施工组织时，经常存在一系列管控不到位的行为，这些都是造成隧道坍塌的主要原因，如地质勘探精度不够、作业队伍超资质承揽工程、擅自改变施工工艺、安全防措施不到位、支护不及时、施工中的偷工减料、开挖进尺和安全步距过大等。

二、预防隧道塌方的安全管理措施

1、精心勘察，提高隧道工程地质的判释精度

地质条件复杂的隧道应采用综合勘探方法，充分发挥地质雷达探测地质构造、瞬变电磁法探测水害、地质雷达结合瞬变电磁法探测岩溶的优势。采用长短探孔相结合、确保足够的超前地质探孔数量。详细查清各种不良地质的分布范围、影响程度、水压和隧道通过地段的井、泉、河分布情况，评价隧道可能发生的地质灾害，在对相关报告充分消化的基础上，根据实际地质情况，及时调整支护参数，采取相应的技术与安全措施，实行动态化、信息化管理。

对地质条件极为复杂的隧道和风险等级较高的隧道，应进行专项地质加深工作，并召开专项地质工作专家评审会，组织工程地质行业权威专家对专项勘察资料和勘探成果进行评估验收，提高不良地质的判释精度。

2、精心施工，严格作业程序，落实安全措施

2.1制定合理施工组织方案，严格作业程序，落实各项安全措施

不良地质段隧道的开挖作业，应在超前支护的保护下进行，确保超前小导管的数量及灌浆质量，开挖后，及时喷射混凝土封闭岩面，施作锚杆，安装钢拱架、钢筋网，复喷混凝土至设计厚度。台阶开挖时，应使初期支护尽快封闭成环。严格确保台阶长度不超过洞径，初期支护封闭后，尽快施工仰拱和填充，并尽早施作二次衬砌。

2.2认真做好隧道施工地质超前预报

及时发现开挖作业面前方的地质异常点，确保每循环作业安全可控。应将施工地质预报工作纳入正常的施工工序，对工程地质、水文地质复杂的长隧道和特长隧道，可能存在诱发突水、突泥等地质灾害的隧道，地下水发育、围岩软弱、富水断层的隧道，高瓦斯、高地应力隧道，可委托经验丰富的专业队伍开展超前地质预报工作。

2.3合理安排隧道工程的工期

由于隧道施工只能通过几个有限的工作面进行，施工场地狭小，各工序干扰大，如果工期太紧，可能会影响一些工序的施工质量，如锚杆注浆不饱满，初期支护背后的空洞不密实等，会给施工留下安全隐患。在工程计划的编排中，要确保超前预报的次数，保证超前地质预报的精度。杜绝冒进，确保进尺，避免因支护不及时造成围岩自稳时间不足而引起的坍塌。

3、规范分包队伍管理，确保隧道专项措施费用足额投入

3.1选用专业化的分包队伍

施工风险较高的隧道应采用专业化施工队伍。在选择分包队伍时，应重点审查施工队伍隧道专业技术水平和安全生产业绩，个别安全生产事故频发，隧道专业技术水平较低的分包队伍不允许承担隧道工程的施工。对一些地质条件复杂、施工风险较高的隧道应由经验丰富的隧道专业化施工队伍承担。

3.2规范专项措施费用的计量与投入

要加强对分包队伍的计量管理，确保各类专项措施费用足额投入，如果有些工程费用计列不足，分包队伍正常经营出现亏损时，一些保证施工安全的措施就难以实施，甚至会发生偷工减料现象，如私自减少锚杆施工的数量，加大钢拱架的间距，喷射混凝土厚度不足等，可能会直接影响隧道的施工安全。

4、强化安全管控力度、竖立安全红线意识

4.1健全安全监督体系，安全生产责任体系全覆盖

成立专职安全管理机构，设立安全总监，配备现场专职安全员，建立健全隧道主要灾害防治专业机构，配备专业技术人员，建立完善各级各类人员安全生产责任制、各工种岗位责任制、各工序操作规程、各类作业安全技术措施、作业规程，完善危险性较大分部分项工程安全施工专项方案等。

4.2强化现场安全管控，建立地质环境监控体系

各级安全管理人员按照各自职责分工，检查各项安全措施的落实情况，对各项安全保证措施实行有效的监督，及时反馈各种风险信息。一方面，对现场违章操作、制定的安全生产保证措施不落实的实行一票否决制，可随时签发安全生产不合格停工令，对现场的安全生产实行有效监督，消除各种安全隐患。另一方面，强化对日常施工环境的观察，发现围岩变形、支护开裂、地面沉降、涌水突泥、瓦斯、煤层等异常情况时必须立即停止施工，并制定相应的处置方案，经设计、监理单位等审查同意后方可恢复施工。

4.3加强应急管理，做好安全教育培训

对可能发生地质灾害的隧道作业工区，应配备防灾报警措施，配备逃生通道与应急物资，完善疏散标志、应急照明、应急排水、应急通信及电视监控等系统。不良地质条件的隧道施工，还要与当地矿山救护队建立联动机制，落实专业救护保障措施。根据工程情况制定隧道坍塌预案，并经常组织逃生演练，对各项安全保证措施、应急疏散、逃生救生装备的使用，都要组织安全培训，使参加施工的所有人员都能了解和熟练应用这些安全知识。同时，要切实加强施工作业人员、技术与安全管理人员等的安全教育培训。电工、焊工、高处作业人员、爆破作业和指挥人员以及钻探操作人员等均必须持证上岗。

结束语

塌方是隧道施工过程中出现的施工质量问题，为科学有效地避免塌方事故，就必须在工程实际中不断总结，分析塌方事故产生的原因，采取科学的方法避免塌方事故，减少塌方事故造成的损失，防止塌方事故给生命财产安全带来威胁，提升隧道的建设质量，促进我国交通事业的可持续发展。