韩登涛
摘 要：随着公路建设规模的逐渐扩大，经常会遇到公路隧道施工的情况，而隧道工程施工安全性以及质量会直接决定整个工程项目的成败，一旦施工过程中发生冒顶事故，必然会造成工期延误，造成重大经济损失，严重时还有可能导致人员伤亡事故。本文结合某高速公路隧道施工过程中出现的冒顶事故进行实例分析，分析了出现冒顶事故的原因，同时提出了有针对性的处置措施，经过验证表明该方法是可行的。
关键词：公路 隧道施工 冒顶事故 处置措施 监控量测
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（c）-0055-02
在进行隧道施工时，如果遇到山区地质条件复杂且洞口浅埋段围岩条件不好的情形，就容易发生冒顶事故。为确保隧道施工的安全性以及最终的工程质量，一旦出现冒顶通常都需要花费较长时间处理，同时造价也很高[1]。随着科技的发展，在隧道施工技术方面也取得了新进展，提出了很多新理念和新方法，在处理隧道冒顶事故时的措施也逐渐成熟[2-3]。本文以某高速公路隧道冒顶事故作为实例，详细介绍了冒顶处置措施，以期对同行有所帮助。
1 工程概况
某高速公路隧道所处区域具有较大的地形起伏，总体地势为南低北高，隧道需要穿过高耸的山脊。在设计本隧道时就明确为双线隧道，整个隧道长度将近4000m，隧道长度非常长，因此，隧道所经过的区域地质条件比较复杂，比如：溶洞与节理裂隙都非常发育。本工程在施工时发生了冒顶事故，具体位置为右洞进口段，对应的地质条件为灰岩溶蚀山间洼地，且面积较大，表层主要为粘土，包含有部分碎石，局部位置有基岩露出。发生冒顶事故周围岩体主要是灰岩，分布为较破碎至较完整，表层粘土厚度很薄，在坡度较陡的位置有基岩露出，经过研究分析发现，如果是在自然状态下，该部分的结构还相对比较稳定，然而在开挖隧道过程中形成了比较大的临空面，导致整体结构失稳，最终出现冒顶事故。
2 冒顶具体原因分析
发生隧道冒顶事故的具体位置为右洞进口埋深大约39m的位置，冒顶开始掌子面里程是k29+906，施工到此部位时发生掌子面左侧拱顶存在大溶洞，溶洞内部填充物质主要为粘土且具有较高的含水量。在开挖掌子面时形成了很大的临空面，使得溶腔中落出很多填充物，充填体前缘桩号是k29+890，后缘桩号是k29+898。因为隧道内部填入了大量物体，导致地表出现塌陷，最终形成了漏斗形状的坍坑，其中坍坑直径大约是8m，深度大约是7m。
（1）地质原因。发生冒顶事故区域的围岩以灰岩为主，岩体节理裂隙发育，各层之间结合度很差，并且岩体大都破碎。由于隧道施工导致形成临空面，通常情况下软弱破碎围岩出现洞内收缩或者坍塌变形都是向临空面发生，如果软弱围岩出现坍塌，就会直接导致临空面受损。K29+906掌子面正好处于岩溶漏斗位置，漏斗正好与隧道交汇，在外界因素和填充物自身重力的作用下使得大量流塑状填充物流出，该因素是造成本次冒顶事故关键原因。
（2）埋深原因。根据前期的调查分析表明，进口段溶沟、落水洞等都出现了强烈发育，部分位置还可以看到溶洞发育及下降泉初露，同时裂隙通过溶蚀也变得比较宽大。本部分隧道具有较浅的埋深，再加上地表风化力的作用，地表水很容易下渗。溶洞中填充的黏土在施工振动、地表水下渗等因素的作用下大量涌出，最终引发洞内坍塌以及地表塌陷。
3 处置措施探讨
在隧道的施工中，虽然采取各种措施预防塌方冒顶，但由于地质的种种原因，此类事件还是难以杜绝。当隧道地质条件突然变差出现塌方或冒顶时，我们将采取以下处置预案。
如果有人遇难，应首先抢救遇难者。根据洞内塌方或冒顶规模大小，判断遇难者是否伤亡或被堵在洞内，根据情况采取不同的办法迅速抢救遇难人员。启动塌方冒顶应急程序，塌方、冒顶应急预案启动程序如图1所示。
而针对工程部采取摄影、录像等方式记录塌方情况。同时，工区经理部突发性事件防范应急领导小组会同现场监理、设计院共同会勘、分析，确定塌方的性质、规模及其后果，并根据初步判断结果按下列分级处理。
如为C级（小型坍方）：根据现场会勘结论及施工方案、措施，直接由工程队组织实施。
如为B级（中型坍方）：工区经理部急突发性事件防范应急领导小组应立即分析该塌方发展趋势，制定施工方案、措施，并立即安排施工队实施，应急预案处于预警状态。
如为A级（大型坍方）：应立即启动应急预案，同时电话报总指，并在8h内将洋细情况书面报总指和监理单位，联合现场办公，评估事件的严重程度，分析发展趋势.采取一切措施控制事态的进一步发展，尽最大可能减小事件对施工造成的影响和损失。
处理冒顶事故时采取由外至内的原则，整个过程可以细分为3个阶段。
（1）地表处理。在地表出现塌陷的位置围起来，避免外人靠近引发二次事故。同时在地表沉降区域之外大约5m的位置设置截水沟，在塌腔上方安装防水材料已达到遮盖的目的，实现地表水的街排，避免遭到雨水的冲刷，引发二次坍塌。完成冒顶段二衬施工之后实施坍坑回填复耕处理。
（2）坍体后方初期支护处理。为确保坍塌过程不再超过已开挖方向继续坍塌，在出现坍塌位置后方大约10m左右的范围针对初期支护实施加固处理。只需要在初期支护钢架两边增加设置锁脚锚管，并且将其焊接在拱架上面，在围岩中注入水泥浆液实现加固目的。
（3）塌腔处理。在处理塌腔时需要综合注意下述3个问题：第一，清理坍方体时避免出现二次坍塌；第二，冒頂区域开挖防护；第三，继续隧道后续施工过程中的安全。为避免出现二次坍塌，可以在坍方土体内部插入小导管并注入水泥浆液，使其固结。对出现冒顶事故部位后段的初期支护钢拱架进行加固，在上面安装锁脚锚管，每根钢架上面安装8根锁脚锚管。向隧道拱顶120°范围内围岩中插入小导管进行注浆加固处理。在能够保障安全的前提条件下将坍方体分段清除。清理到冒顶部位时，在隧道拱顶120°范围内安装直接为76mm超前长管棚，向前方岩体内部注入水泥浆液，使得坍方体固结并能够承担一定的载荷。另外，将支护参数调整到最强并将型钢钢架做加密处理，同时扩挖基础，制作坚硬的混凝土垫块，以此构建稳健的大拱脚基座。利用锁脚锚管替代锁脚锚杆，同时注入浆液进行加固。为保障后续隧道施工的安全性，都应该使用机械配合人工来清理洞内土石方。
4 结语
在处置隧道冒顶事故时不应该一成不变的，而应该综合考虑详细具体来进行分析，首先找打引发冒顶事故的原因，然后采取有针对性的处置措施来解决问题。为了确保施工人员安全，在清理隧道内部坍方土体前，必须等到冒顶情况区趋于稳定之后才能够进入洞内进行操作，同时还必须针对坍方体以及初期支护做加固处理。采用本文提出的处置措施来处理冒顶事故时，初期支护不管是拱顶沉降还是水平收敛全部都达到了相关规范要求，且后续施工时并没有再次出现冒顶问题，可见该方法的有效性和科学性，以后类似问题可参考本实例来处理。
参考文献
[1]李梓源，王海亮，王亚朋.浅埋公路隧道冒顶塌方施工处理技术[J].国防交通工程与技术，2016（6）：73-77.
[2]陈超，周念慈.关于公路隧道冒顶处置措施的探讨[J].中国新技术新产品，2012（17）：72.
[3]齐广林，吴风，周旺.公路隧道浅埋段塌方冒顶的预防与治理[J].森林工程，2009，25（5）：70-72.endprint
