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隧道施工塌方的预防及处理措施
浏览: 发布日期:2019-11-29
塌方威胁人生安全、使施工延误工期、围岩更不稳定。故在施工中应预防其发生,发生塌方后需及时准确处理,减少塌方带来的危害。在地质不良的地段修筑隧道,常会遇到洞顶围岩下塌、侧壁滑动等现象,甚至会发生冒顶等严重事故,这些现象在施工中称为塌方。
 
1造成塌方的原因及预防措施
 
塌方一般是地质不良、设计定位不当、施工方法不正确等原因引起的。
 
地质条件是造成塌方的基本因素。穿越断裂褶皱带,穿越严重分化的破碎带、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。
 
地质勘探需要仔细周密。掌握资料不够时本应避绕的不恰当的位置会错误的定位通过,绘施工留下了隐患。或因没有准备,在施工时造成塌方。
 
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,(如不恰当的急于进洞、炸药用量过多、支护不及时不牢靠、围岩暴露时间过长、爆破方法选择的不恰当等),或选择了不合适的围岩情况的施工方法,(如本应小断面开挖,结果采用了大断面开挖法,或应先拱后墙法,而采用了先墙后拱法等)并且又未采取其他补救措施,则会造成围岩塌方,甚至由于塌方处理不当也会造成再次塌方或引起更大的塌方。
 
对于塌方应以预防为主。首先要认真做好勘察工作,必要的钻探及所需要的地质和水文地质资料的收集工作,应详尽做好。隧道位置选择应尽量避免不良地质区段,洞口位置选择要慎重,施工设计,支护设计要合理,要符合实际情况。
 
施工前要仔细核对设计文件,并需作必要的补测和验证。预防可能发生塌方的区段,事先做好必要的准备,并在施工中采取相应的措施,如在不良地质段采用先排水、短开挖、弱爆破、强支护、快衬砌、各工序紧跟的措施,消除不利因素,尽快修好衬砌,避免塌方发生。
 
塌方似乎是突然发生的,但实际上是有一定征兆的,在施工中还需要加强观察分析。例如顶部围岩裂缝旁出现岩粉,或洞内无故尘土飞扬、或不断掉小石头、或围岩裂缝逐渐张大等,说明塌方即将发生;支撑压坏或变形加大,说明围岩压力再加大,有塌方的可能性;围岩中突然出水或水压突然增加,要注意是否即将发生塌方;地下水冲走裂隙中的填充物,会使围岩松动下榻,当水有浊变清,说明裂隙中充填物已冲走很多,水量加大,则可能有塌方;洞顶滴水位置不定,来回移动,表明岩体在变形,当变形达到一定程度有可能塌方,即所谓“汉留淋漓,塌方先兆”。还有许多,在实践中总结得出的塌方征兆,应当在施工中注意观察。一般说来,塌方是可以预见的。
 
当发现支撑变形加大,或被压坏,则应及时加固,以防围岩进一步松动而造成塌方。
 
观察到异常情况,应认真分析,交接班时要交待清楚,做好准备,及时处理。
 
 
 
2塌方的处理措施
 
当遇到塌方时除迅速营救施工人员外,要迅速加固未塌地段,以防止塌方范围扩大,并可为清理塌方而作准备。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。
 
塌方大小是由塌方体规模及补给状况决定的。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、处理的,称为小塌方,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,这种情况称为大塌方。
 
处理塌方应按“小堵塞,大塌穿”及“治塌先治水”的原则进行。
 
小塌方在隧道施工中较常遇到,在坍塌间隙中,可抓紧时间处理。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,然后清楚塌方,边清边换立柱。各工序要紧跟上,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,也可用喷砼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,并用黏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。
 
治塌先治水是处理塌方的经验,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。
 
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,或者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,如在衬砌外做浆砌石护拱、在塌方体内压水泥浆等,并且做好排水工程,以免后患。
 
3结束语
 
隧道施工预防塌方非常关键,也关系到企业信誉、职工的生命和财产,必须高度引起重视,除按以上经验处理外,要多注意观察,发现问题及时处理好,山体内的围岩是千变万化的。地质复杂,必须选择有经验的施工队伍和技术管理人员,有条件尽量选用先进的施工技术,新奥法是20世纪40年代开始发展起来的,它是以喷砼和锚杆为主要支护手段的一种方法,这种发放把坑道的衬砌支护于围岩看作是相互作用的一个整体,即发挥围岩的自承能力,又使支护起到加固围岩的作用,在确保坑道稳定的基础上,使设计更加合理、经济,新奥法与传统的矿山法相比。更能结合实际地质条件,目前被广泛采用。另外洞口处理好也是关键,“洞口如咽喉,只有洞口段安全可靠,使施工得以顺利进行,故在施工中要充分重视。”