隧道塌方的常見原因及應(yīng)對策略

隧道塌方往往來得突然，它沒有地表建筑那樣直觀的預(yù)兆。可能是幾毫米的圍巖位移，可能是一處水滲的加劇，或者是施工設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)帶來的微弱震動。所有這些看似不起眼的變化，如果沒有被及時(shí)預(yù)判，就可能在某個(gè)時(shí)刻變?yōu)闉?zāi)難性的坍塌。

隧道塌方的常見原因及應(yīng)對策略(圖1)

一、塌方的常見原因

1.地質(zhì)條件復(fù)雜多變

地質(zhì)是隧道安全的第一道門檻。軟弱圍巖、斷層破碎帶、溶洞發(fā)育區(qū)等，都是塌方的高風(fēng)險(xiǎn)地帶。當(dāng)巖體穩(wěn)定性不足時(shí)，開挖就可能產(chǎn)生大范圍位移或掉塊。

2.地下水的不確定性

地下水也是隧道最大的“隱形殺手”，過多則容易造成圍巖軟化、承載力下降。滲流壓力不斷累積，最終可能突破圍巖與支護(hù)的平衡。尤其在雨季或突遇強(qiáng)降水時(shí)，地下水位的變化更難以預(yù)測，塌方風(fēng)險(xiǎn)隨之大幅提升。

3.長期運(yùn)營中的疲勞累積

隧道長期運(yùn)營過程中，車輛荷載、環(huán)境溫濕度變化、地震等外部因素，都會讓圍巖與結(jié)構(gòu)產(chǎn)生疲勞累積。如果缺乏長期、實(shí)時(shí)的監(jiān)測與維護(hù)，原本健康的結(jié)構(gòu)也可能逐漸變得脆弱，最終塌方便“不請自來”。

隧道塌方的常見原因及應(yīng)對策略(圖2)

二、應(yīng)對塌方的策略

1.“穩(wěn)”字當(dāng)先

在隧道設(shè)計(jì)與施工前，可以進(jìn)行多手段、多層次的勘探，比如搭有鉆探、地震勘測、地質(zhì)雷達(dá)、三維建模等技術(shù)手段，把地質(zhì)情況摸清。而且合理安排開挖長度，確保支護(hù)與開挖同步進(jìn)行，也能降低圍巖失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。

2.常態(tài)化監(jiān)測預(yù)警

與其等到風(fēng)險(xiǎn)顯性化后再搶險(xiǎn)，不如在最初狀態(tài)時(shí)就展開預(yù)防行動。WITBEE?萬賓科技?隧道安全監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)記錄圍巖位移、收斂變形、拱頂沉降、滲水壓力等關(guān)鍵指標(biāo)，并在其數(shù)據(jù)出現(xiàn)波動時(shí)迅速發(fā)出警示，管理人員可以立即采取加固或減載措施避免塌方。

3. 高效的應(yīng)急機(jī)制

即便防范再周全，也不能完全杜絕塌方的可能性。因此，建立高效的應(yīng)急機(jī)制，包括明確的應(yīng)急預(yù)案、充足的物資儲備、定期的應(yīng)急演練等也是必要的。基于隧道安全監(jiān)測系統(tǒng)所提供的實(shí)時(shí)健康報(bào)告，可以讓管控、預(yù)防都變得更加便捷、高效。

三、科技賦能下的監(jiān)管路徑

隧道安全監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)λ淼纼?nèi)部環(huán)境、結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)感知。無論是拱頂微小的位移還是圍巖的細(xì)微裂縫，又或是滲流壓力的異常增長，都能被快速記錄并上傳。在運(yùn)行期間，除了提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)之外，它還能對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、評估，保證預(yù)警信號的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，讓塌方風(fēng)險(xiǎn)的識別和處置被納入可控范圍。

隧道安全監(jiān)測系統(tǒng)把那些人眼難以察覺的細(xì)節(jié)呈現(xiàn)出來，把風(fēng)險(xiǎn)的苗頭主動暴露，隧道運(yùn)營的安全系數(shù)自然也大幅提升。

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