在建和已建隧道工程中,均出现过不同程度的塌方现象,给建设和运营带来了较大的危害。因此,分析其原因并及时治理十分重要。
塌方原因
01地质因素
地质条件是造成塌方的基本因素。穿越断裂褶皱带,穿越严重风化的破碎带、堆积层等容易产生塌方。地下水往往也是重要因素,地下水丰富易造成塌方。
02设计因素
地质勘探需要仔细周密。掌握资料不够时,应避绕不恰当的位置。设计过程中未准确判断地质条件,未充分考虑不良地质对隧道的影响。
03施工因素
施工是引起塌方的直接因素,对地质情况掌握不够,从而选择不合适的施工技术,如炸药用量过多、支护不及时不牢靠、围岩暴露时间过长等,或选择了不合适的围岩施工方法,并且又未采取其他补救措施,则会造成围岩塌方。
治理措施
1、当遇到塌方时,迅速营救施工人员并加固未塌地段,以防塌方范围扩大,并为清理塌方做准备。同时,摸清塌方情况,调查塌方范围和塌方后围岩现状,塌落原因及性质、间隙规律、塌方现场情况等。
2、塌方体尚未堵实坑道,基本停止塌落或再一次下榻的间隙时间较长,施工人员尚能进入塌穴观察处理,为小塌方。塌方体堵塞坑道,规模大,无法观察或塌方继续不停,不断补给,施工人员无法进入塌穴,为大塌方。
3、处理塌方按“小堵塞,大塌穿”及“治塌先治水”的原则进行。
(1)小塌方在隧道施工中较常遇到,在坍塌间隙中,一般需要“先支后清”。即应先支护塌穴和塌方口,此时,临时支撑可架在塌体上,然后清除塌方,边清边换立柱。如塌穴较高,可采用多层排架支护,顶层排架与塌穴壁要顶紧,条件适合也可用喷混凝土作临时支护处理塌方。大塌方则无法支护塌穴,大小无法查清时也不容许查清,以防随清随塌,使塌方范围迅速扩大,因此采取“大塌穿”的办法,即在塌体中穿过去。穿越塌体用“先护后挖”的施工顺序。首先加固塌方端部支撑及衬砌后,一般用插板法施工,插板视塌方体石渣软硬可选用木板、钢钎或钢轨等材料,在插板掩护下清渣并及时架立牢固的支撑,扩大时,亦需横向打入插板,随扩大随支撑。穿越塌体的部位应从拱顶和上部断面穿过塌体,然后向下施工。用上下导坑法施工,仅在上部塌方时,需加固下导支撑,并在上部做好防止塌方扩大的支撑,然后再由上导坑进行清渣或穿越。通顶塌方是大塌方的极端情况,此时还需处理地表塌陷穴口,需把穴口支紧,以免继续扩大。塌口四周挖排水沟。防止地表水汇集塌陷坑,并用粘土类材料填实四周裂缝,穴口上方宜搭雨栅,以防雨雪灌入塌方体。
(2)治塌先治水,水的流动会加剧塌方发展,所以在处理塌方时要加强防、排水,并采取适当措施引离塌方段的地下水。
(3)大塌方处理时费工费时,为加快施工进度,可采取迂回导坑绕过塌体的措施,这样可使处理塌方与正洞施工同时进行,但应注意在选择迂回导坑方案时要慎重。避免在迂回导坑中再次发生塌方,或塌方扩大到迂回导坑中。塌方段围岩极不稳定,围岩压力加大,因此,衬砌结构需相应加强,对围岩同时应采取加固措施,并做好排水工程。