引起隧道塌方的原因可以概括为三个方面：一是自然因素，即工程地质条件和水文地质条件的变化；二是工程因素，即在平衡稳定或未平衡稳定的岩土体中修建隧道过程中，引起地质条件的变化；三是人为因素，即不合理、不适当的设计，不合理、不适当的施工方法。
对隧道是否发生塌方的可能性与规律进行分析判断，是防止隧道塌方，保证施工安全的重要措施。
1.塌方的一般规律
（1）掌子面及其附近现象
1）开挖后顶部未支护部位，围岩掉块不停。
2）使用喷混凝土支护围岩后，仍有掉块。
3）掌子面可见出水点频繁变化位置。
4）掌子面突然涌水，或涌水压力增大。
5）掌子面正面坍塌并向里发展。
6）岩层张开裂隙明显增大（肉眼可见明显增大）。
7）岩层层间填充物被水冲掉，并且水量增大；松散地层开挖后不停地掉渣、掉砂。
8）涌水由清变混浊。
9）肉眼可见岩石出现岩粉。
10）掌子面及其附近无故出现尘土飞扬。
11）流沙地段塌方预兆：
①间隔涌流，逐渐形成连续涌流；
②封闭喷混凝土被不同位置的流沙冲破，或成股涌出。
12）拱脚下沉显著增大，承载力不足，预兆可能塌方。
（2）支护变形或破坏
1）喷层大面积开裂、脱离甚至塌落，随之有“噼啪”声响。
2）锚杆垫板松脱。
3）钢支撑扭曲变形，边墙支撑中间鼓出，连接节点明显变形。
4）钢支撑之间的喷混凝土或土岩剥落。
5）网格支撑中的喷混凝土明显开裂、剥裂，钢筋露筋并变形弯曲。
6）拱顶喷混凝土对称开裂，并有被剪切下滑的现象；边墙喷混凝土开裂，并有被剪切下滑的现象。
7）钢支撑受压力大，发出响声。
8）钢支撑之间的连接板错位，连接螺栓被剪断。(www.xing528.com)
9）钢支撑之间的沙土、岩层挤出，掉土块、岩块。
（3）洞口地段和浅埋地段塌方预兆
1）洞口地段多处地表开裂不停，并且裂口数目逐步增加，裂口增大、加深。
2）地表陡岩有崩塌现象发生。
3）地表明显沉陷，由水平观测点判断，掌子面通过后，其上地表仍然下沉不停，且累计值超过300mm以上。
（4）使用仪器、仪表监测到的变形值显示塌方预兆
1）变形量测表明变形长期不收敛且变形速率仍然较大。
2）变形收敛量测曲线表明已收敛，但又出现变形值突然增大的现象。
3）变形量测所表明的大的变形值，也是塌方预兆。
①大数值的拱顶下沉量：硬岩50mm，软岩100mm。
②大数值的拱脚下沉量：硬岩100mm，软岩200mm。
③大数值的墙中挤入变形量：硬岩50mm，软岩100mm。
2.防坍基本原则
（1）工程地质与水文地质预测预报。隧道工程实际上是地质工程，设计阶段所掌握的地质条件和实际的地质条件有一定出入。施工阶段的地质工作和量测结果反馈能帮助设计人员更进一步了解地质条件，据此调整设计支护参数和施工方法，采取预防措施防止塌方。因此，须将施工阶段的地质预报列入隧道施工工序。
（2）预防塌方。做到提早防，提前防。未进入可能塌方地层之前就开始防。不是到了塌方临界状态时才去防，更不是塌方之后才去“治坍”、“防坍”。
（3）早喷锚、强支护，尽快封闭成环。尽快进行喷锚，合理控制开挖速度，提高初期支护的刚度和承载力，在喷混凝土未形成强度前提供抗力；在1～1.5倍洞径内封闭成环。需要特别指出的是，采用钢架可加强初期支护，为小导管注浆、长管棚提供支点，对增加抗形变能力起着相当大的作用，是防坍的重要手段。
（4）重视开挖手段和开挖方法的选择。尽量选取减少扰动围岩、减小围岩松动范围的开挖方式。采用钻爆法开挖时，必须实施光面爆破或预裂爆破方法，做到不破坏开挖面的稳定。台阶法、CD法、双侧壁导坑法等采用的上下分层和竖向分块，有利于保证开挖掌子面和顶、帮的稳定。为配合上述开挖方法，可分别采用环形开挖、控制台阶长度、掌子面喷混凝土封闭、锁脚锚杆、拱墙脚加固注浆等辅助施工措施，使上述开挖方法更加安全可靠。
（5）开挖控制时空效应。循环开挖进尺要短；关键工序间距要控制；有特别要求闭合成环时间的仰拱与开挖面距离要严格按规定控制，只能短，不能长，力争稳妥快速地进行施工。如果断面小，分块开挖、快速支护和封闭反而有利。
（6）量测制度。建立结合实际的有目的的量测制度，通过监控量测，及时发现问题，正确判断量测结果和支护体系与围岩的受力和变形状态。采用量测成果检测防坍措施的效果，实现施工信息化。根据量测结果指导超前地质预报、设计和施工工作。
（7）地下水处理。采用降、堵、泄等方法处理地下水，可以提高围岩的自稳能力，提高喷混凝土的质量，起到防止流沙、突水、突泥、防坍的作用。一般采用以堵为主、以降为辅的处理原则，其在任何地层和环境下均是可行的。
（8）地层预加固与改良。预加固地层与改良地层技术方案是稳定掌子面，提供开挖与开挖后支护条件的最合适的技术方案。适用范围：松散、无胶结的岩层，低强度的岩层，开挖后会发生大变形的岩层；开挖后可能引起超过200mm下沉的岩层；有可能发生突泥、突水的岩层。
（9）应急资源准备。除普通机械、机具、材料之外，现场要有应急资源准备。如配备一套地质钻探和防坍专用机械设备、仪器、仪表；按计划准备一定数量的专用支护材料，注浆材料及其他专用器材，随时做到拿来就用，尤其对水下隧道及城市房屋密集之处，应及早准备，以防不测。
（10）辅助工法的掌握与应用。工程师必须熟悉掌握与应用用于对付各类可能塌方围岩的施工方法与辅助工法。重点工程应配备地质工程师来处理工程地质问题，特殊地层采取特殊措施，综合使用辅助工法。
（11）特殊工程处理。对于特殊工程，浅埋、偏压、扁平断面、大跨断面、超大断面等，应结合实际专门研究，采取特殊方案与技术进行处理。
（12）加固措施。对应力、应变超限的初期支护和其他塌方预兆，应及时采取加固措施。根据情况，需要加固初期支护的，可采用以下加固措施：嵌钢架、加网喷（如果开挖净空有富余）、加锚、壁后注浆、提前施工模筑混凝土（必要时加钢筋）。必要时，先采用临时对口撑、顶柱、扇形支撑，再采取以上加固措施。
对于有可能塌方的地段，掌子面情况不明时，掌子面不前进；变形量测显示有突变或大变形，变形原因未找出时，掌子面不前进；变形原因已找出，加固措施未制订时，掌子面不前进。加固措施未实施时，掌子面不前进。加固措施实施后，再做量测信息反馈，以判断措施的可靠性。
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