隧道工程施工及突发事故处理措施研究
——以川西某高速公路为例

隧道工程施工及突发事故处理措施研究
——以川西某高速公路为例

1.工程概况

四川省雅安至康定高速公路项目起于雅安市草坝，接乐山至雅安高速公路，设对岩枢纽互通式立交与雅安至泸沽高速公路相接后，经天全、新沟，设隧道穿越二郎山后，经泸定，瓦斯沟止于康定县城东菜园子。路线全长134km。

本标段工程主要包括桥梁、涵洞、隧道及路基等工程，其中隧道主洞建筑限界：净宽10.25m×2。标段共有隧道9338m/6座，为分离式隧道，隧道分布特征见表1。

表1 隧道分布特征一览表

2.地质背景

研究区位于四川盆地西缘山地，为盆地到青藏高原的过渡地带。由海拔平均4000多米的世界屋脊向东倾斜，降至500多米的四川盆地西角。区内山脉绝大多数为背斜山，与地质构造带走向一致。沿线山脉纵横，地表崎岖，地貌类型复杂多样。形态上，以山地为主，高山、中山、低山、平坝等地貌形态齐全。本标段线路海拔1315m～1420m。

沿线地层分布主要受构造控制，低山丘陵河谷区主要地层为第三系砾岩，白垩系砾岩、砂岩，泥盆系大理岩、片岩，中元古界石英片岩、片麻岩。南阳盆地主要地层为第四系膨胀土和第三系泥岩、砂砾岩。此外发育少量构造岩类和花岗质侵入体。

工程标段属亚热带季风山地气候，年平均气温15.1℃，降水量由东向西随高度递增，年平均降水量达1660毫米，雨季长达半年。区内地表河流为天全河，水量丰富，河内流量主要来自雨水补给，其次是地下水补给和冰雪融水补给。

标段沿线发育滑坡、错落、崩塌、岩堆及危岩落石、溜坍、泥石流、岩溶、地震液化等不良地质现象。基本地震动峰值加速度为0.20g，相应的地震基本烈度为Ⅷ度。

3.隧道施工过程

3.1 施工设计方案

隧道施工主要重点关注下述方面：（1）洞门开挖，在修通施工便道后，开始洞口土石方的挖运。开挖之前，注意边、仰坡受地表水冲刷而形成塌方[1]。（2）明洞开挖，在洞口截水沟完成后进行。应密切注意开挖边坡率，并在开挖后及时进行边坡防护。之后施工仰拱、边墙基础，整体灌筑拱墙。验证明洞砼是否达到设计强度，再进行防水层和明洞回填。（3）洞身开挖，依据围岩特点，不同等级的围岩采用相应的开挖方式。如，Ⅴ级围岩及围岩浅埋段采用留核心土环形遵循、Ⅳ级围岩采用台阶法和Ⅲ级围岩采用全断面进行开挖。开挖期间务必保证洞内通风正常，应用轴流风机供风，吐浊纳新。（4）支护，包括超前和初期支护。洞口段利用双层小导管进行加固，超前支护采用φ42超前小导管，初期支护采用和φ22药卷锚杆等。支护过程重点注意大管棚、Φ42注浆小导管、型钢拱架、φ25/Φ22药卷锚杆、钢筋网和喷射砼的施工。（5）防水层施工，隧道拱墙上添加防水板和无纺土工布进行防水，二者在盲沟施工完且二衬施工之前完成铺设。防水板放置于11号铁丝上，防水卷材的铺挂工艺采用热风双焊缝铺挂。（6）衬砌砼由两个集中拌和站供应，施工过程注意按配合比配料，其顺序遵循先仰拱和拱墙整体的灌注，再电缆槽和水沟施工。（7）防排水，其施工原则是排水为主，兼以防水、堵水和截水等，以期达到洞内排水通畅。进行纵横向排水盲管施工，设置洞内排水沟。（8）洞内路面施工，采用机械摊铺进行隧道水泥砼路面施工。（9）隧道监控量测，是施工质量和施工进度的保证，需完成包括测点埋设、日常量测和数据处理等工作，并将量测信息及时反馈于施工。（10）地质超前预报，鉴于隧道工程地质及水文地质条件的复杂性，在施工中采取隧道地震探测仪和地质雷达等手段进行超前地质预报，为探明区内不良地质现象，以确保施工安全。

3.2 施工技术措施

根据标段隧道围岩地质条件较差的特点，以确保隧道施工质量为目的，采取如下技术措施：（1）进洞施工，将洞口的截、排水设施，洞顶沟、坑等凹处进行夯实填平等工作，在进洞施工之前完成。开挖顺序为先洞口边及仰坡开挖，再洞内。（2）洞口浅埋段应用超前小导管进行注浆，开挖进尺需严格控制，减少爆破、扰动强度和爆破振动，并及时进行初期支护，减少围岩暴露时间。在一些地方，出现地下水高于路肩标高的情况，设降水井和集水坑，并设置泵站梯级将之抽排出洞。（3）洞身开挖，在地质不良现象地段遵循“短进尺、弱爆破、强支护”的施工原则，对装药量进行严格控制、改用机械和人工开挖，适当预留沉降量。（4）洞身施工，重点是超前小导管、钢架、钢筋网和喷混凝土的施工。超前小导管设置前后两排，长度应大于1m；钢架安放时应垂直于隧道中线，倾斜度偏差不大于2°；钢筋网采用焊接的搭接方式，搭接长度为1～2个网格；采用分层分层喷射混凝土，每次喷射混凝土厚度的不小于40mm，湿润养护工作在凝土终凝2小时后进行。（5）衬砌施工，以隧道断面尺寸为基准，混凝土衬砌施工以保证衬砌厚度为原则。

3.3 工程质量的通病

通过标段隧道施工，结合前人的工作经验[2、3]，本文总结了隧道工程质量常见的通病，并对其相应的预防措施进行归纳（表2）。

表2 隧道工程质量通病及预防措施表

3.突发事故及应对措施

隧道施工过程中，由于发生突发地质灾害事件和存在各种工程质量通病（表2），致使隧道本身及其施工作业处于突发事件的威胁中，下面从隧道坍塌、突水、突泥和岩爆等几个方面进行分析，并提出相应的应对措施。

隧道坍塌，施工现场主要表现在：（1）围岩量测结果显示，围岩的变形速度急剧加快；（2）围岩面岩块不断剥离坠落；（3）支护喷混凝土的表面出现龟裂、裂缝或脱皮掉块；（4）钢架发生严重变形；（5）掌子面围岩裂隙中渗水量或涌水量显著加大。出现上述状况，施工人员务必迅速撤离现场。具体应对措施包括：（1）对坍塌情况随时进行观察、监测和记录；（2）于坍塌后方设置拱线和边墙横向支撑，必要时可在拱部设伞形支撑；（3）综合分析，查找坍塌原因，实施加固，排除险情。

隧道突水事故，主要是掌子面施工时突然涌出的大量水流。其应对措施包括：（1）施工人员需配备救生衣；（2）以人为本，先撤离施工人员，切断电源；（3）积极进行抽水排水作业，洞内水泵不能满足抽水需要时，及时启用洞外抽水设备；（4）积水面下降后，应对浸泡段和隧道初期支护进行检查，并对有裂纹和松动的壁墙及时进行处理。

隧道突泥事故，应对措施包括：（1）做好突泥事故的预防工作，一旦突泥事故发生，立即撤离掌子面施工人员；（2）待突泥能量释放后，组织抢险人员进洞抢救。应用钢筋、钢管和型钢作为骨架，利用草袋、坑木封堵缺口，最后利用喷射混凝土将突泥口封闭，并加固周围洞身；（3）设置安全监控测量点，密切注意围岩的收敛变化情况。

隧道岩爆事故，应对措施主要有：（1）首先进行找顶工作，一切以岩爆部位找顶为前提；（2）对岩爆部位的支护进行加强，必须遵循先打安全锚杆（必要时可以挂网），并根据实际情况进行喷浆封闭，之后再进行开挖作业；（3）锚杆安装完成后，再于在锚杆之间钻适量的空眼，以达到减小岩爆二次发生的机率的目的；（4）施工人员树立良好的安全意识，做好及时撤离的准备；（5）在岩爆重灾区，应在最短的时间内对围岩进行锚喷网支护。

[1]中华人民共和国交通部.公路工程施工技术规范（JTJ 032-94）.人民交通出版社，2004.

[2]交通运输部工程质量监督局.公路隧道工程质量通病防治手册[M].人民交通出版社，2004.

[3]中华人民共和国交通部.公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50－2011）.人民交通出版社，2011.

白英利，1975年8月生，男，吉林松原，本科毕业，工程师，公路、市政、铁路土建施工中交第四公路工程局有限公司。

Study on tunnel construction and emergency treatment measures—— a case study of a highway in Western Sichuan

白英利 / 中交第四公路工程局有限公司

以川西某隧道施工为实例，阐述了隧道施工的施工过程及施工中的注意事项。在实际施工经验的基础上，总结了隧道施工中的工程质量通病和包括隧道坍塌、突水、突泥和岩爆等突发事故的特点及其应对措施。

隧道；工程施工；工程质量通病；突发事故

In this paper, we expound the construction process and the matters needing attention in the construction of the tunnel, with the construction of a tunnel in West Sichuan as an example.On the basis of the actual construction experience, we summarize the common problems in the construction of the tunnel and the characteristics of the tunnel collapse, sudden water, mud and rock burst, and put forward the countermeasures

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