隧道塌方的原因主要包括地质因素、施工方法和措施不当、管理不当以及认识不足。
- 地质因素。隧道穿越断层及其破碎带、通过各种堆积体、挤压破碎带、岩脉穿插带、节理密集带等破碎结构地层时,岩块间互相挤压牵制,一经开挖则立即失稳。此外,岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体,在地下水作用下,软弱面的强度大大降低,发生塌落。
- 施工方法和措施不当。施工方法选择不当,或工序间距安排不合理,各工序间距拉得较长,地层暴露时间过久,引起围岩松动、风化,导致坍方的发生。锚杆不及时,或喷混凝土质量、厚度不符合要求。采用钢支撑时,支撑架设质量欠佳,支撑与围岩不密贴,两者间的空隙填塞不密实,或连接不够牢固,不能满足围岩压力所需要的强度要求。
- 管理不当。在隧道施工工程中存在着管理不合格的现象,仅限于强调思想,而没有真正从严的管理,导致一系列问题,如设计意图理解不透,不全面,甚至错误;忽视对操作者的技术素质和质量意识培训;检测信息得不到重视;施工方法制定不详,措施欠缺;技术交底不清。
- 认识不足。施工人员对地质工作的认识不足,总以为这是设计人员应注意的工作。这一观念忽略了施工过程中的地质勘测及预报工作,加大了事故发生的可能性。
处理方法主要包括:
- 防止塌方扩大。及时进行抢险处理。
- 塌方段的支护。对塌腔附近未变形的初支进行套衬“锁尾”,防止塌体向外发展,保证做后方初支稳定。
- 衬砌和回填。安装拱架时须安装一榀喷一榀,保证作业人员在拱架下安全作业。拱架安装到塌腔最高点附近,埋设砼泵送管及排气管。对塌腔进行泵送低标号砼,分层砼送,保证拱架顶部砼厚度大于3m。
- 先填充(固结)后支护施工。适用于塌腔不稳定的塌方处理,如塌腔不稳定塌方、掌子面全堵塌方等塌方。
- 反压完成后快速安装泵管、排气管,及时施作腔口封堵墙。由于塌腔不稳定,塌体容易将泵管及排气管掩埋造成堵塞。因此必须及时泵送砼。