浙江一高速隧道口塌方 隧道塌方的原因分析

8月10日，浙江宁波。受“利奇马”降水影响，G1523甬莞高速往台州方向角洞岙隧道出口发生塌方，约1500立方左右山体泥土从边坡滑下，将隧道口堵塞，无人员伤亡。

1 隧道塌方的原因分析

1 对新奥法理论认识不足

现阶段隧道的开挖都以新奥法理论为指导，但在实际施工中，常存在未能按规定进行量测，或信息反馈不及时，导致决策失误，措施不力而造成塌方的现象. 所谓新奥法1，其基本要点是:

(1)开挖作业宜采用对围岩扰动较少的控制爆破技术和较少的开挖步骤，避免过度破坏岩体的稳定;

(2)隧道的开挖应尽量利用围岩的自承能力，充分发挥围岩自身的支护作用;  (3)根据围岩特征，采用不同的支护类型和参数，及时施作密贴于围岩的柔性支护如钢拱架，喷射混凝土和锚杆等，以控制围岩的变形和松弛;

(4)在软弱破碎围岩地段，使断面及早闭合，以有效地发挥支护体系的作用，保证隧道的稳定性;

(5)二次衬砌原则上是在围岩和初期支护变形基本稳定的条件下修筑，使围岩和支护结构形成一个整体，从而提高了支护体系的安全度;

(6)尽量使隧道断面周边轮廓圆顺，避免棱角突变处应力集中;

(7)通过施工中对围岩和支护结构的动态观测，合理安排施工程序，修正不合理的设计和进行日常施工管理[1].

分析隧道塌方也即分析已支护围岩受破坏的原因，就必须理解新奥法支护结构设计原理，新奥法支护结构设计原则为:

(1)隧道围岩形成塑性滑移楔体，造成支护结构的剪力破坏;  (2)支护结构与围岩粘结紧密，两者共同工作，形成无弯矩结构;

(3)由锚杆，钢支撑，喷砼等所提供的支护抗力，应与塑性滑移楔体的滑移力相平衡[2]. 从(2)可知，锚喷支护结构要成为无弯矩结构，其前提是支护结构与围岩二者共同工作，二者须粘结紧密，而实际施工中往往因为超挖严重而进行回填，这样支护结构就不能有效地与围岩粘结紧密或因为围岩表面光滑喷砼也无法有效与围岩粘结紧密，由于上述原因，锚喷支护结构违背设计原则，存在塌方隐患;从(3)可知围岩在施工锚喷支护后不断收敛而最终趋于稳定的前提是支护抗力大于或等于滑移力.如果设计支护抗力小于滑移力或由于施工方法不当造成支护抗力小于滑移力皆可导致塌方。

2 采用施工方法和措施不当

施工中经常存在:施工方法与地质条件不相适应，地质条件发生变化，没有及时改变施工方法;施工支护不及时;地层暴露过久，引起围岩松动，风化;忽略了围岩的变形规律，围岩的变形同时具有连续变形和突然变形的特征.当开挖距离小于D(D为隧道开挖宽度)时，围岩两端由于受到二次衬砌砼和开挖掌子面支撑的约束作用，连续变形很小，主要是爆破后的受震动影响的突然变形，而且在这个距离范围内由于衬砌和开挖面支承的"空间效应"的影响，即使初期支护抗力不足围岩滑移力亦不至于失稳，当这个距离为1.5D～3D时，"空间效应"的影响完全消失，初期支护抗力小于滑移力的问题即刻暴露出来，围岩急剧变形，极易引起塌方. 1.3 施工工艺及操作欠规范，工程质量不合格。

施工过程中存在的工艺操作不符合施工技术规范要求，施工管理不到位，质量意识，安全意识不强也是造成塌方的另一个重要原因，常发生的施工质量问题有锚杆长度不足;锚杆砂浆不饱满或强度尤其早期强度不足;喷砼强度厚度达不到设计要求;钢支撑未完全由喷射砼包围密实或钢支撑与围岩之间存在空隙及钢支撑未置于稳定坚固的基础上等.以上质量问题直接造成支护抗力未达到设计要求或围岩未粘结紧密使无弯矩结构产生弯矩而导致塌方. 2 塌方的处理依据

塌方的处理必须建立在对塌方正确认识的基础上，塌方处理方案的制定如同战斗方案的制定，如果方案不当或失败，不但导致更大的经济损失，而且可能造成人员伤亡，故一般的处理原则是先巩固后方，防止塌方扩大，然后以安全的后方为依托或掩护再向前进行处理.经验认为塌方发生后在一定时间内就会趋于稳定，形成自然拱，而自然拱的高度，宽度与普氏平衡拱理论计算结果基本相符.。