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摘要：用矿山法进行工程建设过程中，因为自然环境、地质条件的复杂多变和施工措施并不完备，矿山法实施的隧道工程多次出现了塌陷事件。该文通过对矿山法的工程地质条件和水文地质要求、实施方式和其它原因进行剖析，归纳了导致隧道倒塌的一些主要因素，并建议包括通过搜集隧洞周边的施工环境条件、通过开展安全危害辨识和评价、围岩可靠性评估、超前预警和实施控制等措施对隧道施工塌陷事件做出了防范，对矿井施工作业提出了更高要求，也对隧洞的塌陷事件给出了若干解决举措。
关键词：矿山法；施工坍塌；处理对策
矿山法通常应用在连接矿井巷道、区间隧洞的出口之处。目前，由于我国正持续推进矿井施工进度，重大安全事故频有出现，致使施工成本提高，交通严重阻塞甚至延误了施工时间等，产生了不可估量的社会后果。所以，不断加强安全防范，剖析矿井矿山和隧道的塌陷部分成因，并提供具体改善举措，对于整个施工项目有着非常关键的意义。
1绪论
1.1矿山法的应用
矿山法按衬砌支护的次序分先拱后墙法和先墙后拱法二大类，而后者又按分部状况细化为漏斗棚架法、阶梯法、全断面法以及下部导坑先墙后拱法，其中以阶梯法使用得更为普遍。采用正台阶法进行开挖是指先把坑道分成几个层次，对山上面的部分进行开挖，每一层次开挖的前后间距一般较小，以便产生正阶梯。等全部隧洞的截面开挖完成后，再把坑道的边墙到顶部拱筑衬砌式，同时导坑内还必须做好特殊保护，以防止坑道的塌陷。
1.2施工坍塌处置原则
(1)处理方案要可靠、保守，防止出现二次坍塌情况。
(2)确保坍塌影响区域中既有建筑物、市政基础设施等的安全。
(3)因为掌子面或坍塌区域长期封闭，且不是处于绝对的安全、稳定状态，因此，要在确保周边加固措施到位、施工安全有保证的前提下，及早复工，完成地下矿山及隧道贯通。
(4)尽快恢复已受损建筑物、市政基础设施等的使用功能，减少事故对周边的影响。
2利用矿山法进行坍塌原因分析
2.1自然环境影响可能导致矿山及隧道坍塌
2.1.1土层结构
土壤结构以及环境条件影响矿井及隧道施工的质量，一旦土壤不平衡可能造成隧洞的塌方。矿山隧洞在建造过程中，若是隧洞途径的区域内有许多的花岗岩和围岩混杂，一旦出现了强降水就很可能造成隧洞塌方。通常在隧洞中通过采矿法进行开挖时会可能出现围岩和花岗岩之间的混杂地层结构，在开挖中也会发生变化围岩的内部结构。而一旦围岩内部结构发生了变化则会使得围岩的稳定性降低，导致在地下水中产生了一些空隙，而这种地下水空隙也很可能造成了矿井与隧洞中的塌陷。而普通地下空洞则大致分为洞穴和洞室二类状况，无论是洞穴或者洞室均会使得土质产生了疏松，从而发生塌陷的几率也更高。2.1.2围岩
矿山矿井及隧道围岩也可能造成隧洞塌陷。在矿山隧洞建造时，固然会尽量地考虑地形的影响，但难免在矿山隧洞施工时会出现各种复杂的地貌，特别是丘陵和山地。在丘陵与高山地方进行矿井与隧洞建造时，用矿山法进行建造时困难相当大。丘陵和山地相应的天然拱桥形成困难，加上相关扰动的影响，给建造带来较大难度。同时，无法建立天然拱形隧洞，使得稳定性不足，如果遭受外部因素影响可造成隧洞的崩溃。
2.1.3地下水
地下水对矿井矿山和隧道施工人员的危害也相当大，而以往建造的矿井矿山和隧洞在建造过程中的塌陷现象也和地下水有较大关联。地下水对隧洞的危害，主要是由于围岩的浊蚀、流沙等侵蚀或撞击的危害，对隧洞的围岩产生破坏，造成隧洞塌陷。除浊蚀以外，还有水压的危害，水压可以使得隧洞的围岩遭受不良影响，从而产生隧洞塌陷的情形。
2.1.4地表水
地表水的大部分都产生在岩体风化带裂缝中，且一般具有相对隔水层、围岩结构的土层抗剪力相对较差，稳定性也相对低，这样的隧洞在孔隙水压力下，就会形成流砂和潜蚀的作用，对地层构造产生巨大破坏，导致隧洞的坍塌。所以，在隧洞建设过程中，必须要充分考虑土壤地下水和动水流压力等因素，对水位实施严格控制，并合理调控土壤地表降水对地下水位影响以及地层残留水分对整个项目的影响。另外，地表水主要是指矿井所经区域的河道和湖水，这些都会对地下水进行补给，不仅会影响整个项目建设流程，还会对岩层的硬度和稳定能力形成较大的影响，因此很易导致隧洞塌方。
2.1.5地下空洞
地下室空洞即为地下洞穴或者洞室，由土壤流失而构成的空虚为地下水溶洞，而由城市地下管道和防空洞所构成的空虚则为地下水洞室、产生这个空虚的因素众多，大部分都是由于实施城市地下建设工作过程中产生的。例如：在敷设城市地下管道工作过程中。土壤一旦填充得不严密，就会与其他地面环境产生巨大反差，而一旦长时间遭受地下水的影响，就会导致土壤下陷，也会导致水泥的层土颗粒减少，这样地下室空虚很容易产生，如果遇到降雨季节，空洞很容易蓄水，对整个建设项目的施工过程产生严重威胁，所以施工人员一般通过地球的物理探测手段对其加以探测，一旦出现空洞就会通过加固处理，从而提高整个建设项目施工的顺利进行。
2.2存在的困难问题
2.2.1作业
隧道在采取矿山法实施开挖时，由于个别施工单位的施工作业技术水平较低，影响了采矿隧洞的安全性，造成采矿及隧洞塌方。矿山及隧道施工单位的作业技术水平直接影响隧道施工质量，而部分施工单位在施工中不遵守有关施工技术及检测标准进行作业，影响施工结构的稳定性，导致了隧道塌陷发生。尤其是在隧道围岩的施工过程中，由于需要对围岩实施高度机械化作业，所产生的巨大振动也会破坏围岩结构，对采矿隧道的稳定性也有较大影响，从而造成了采矿及隧道的塌陷。
2.2.2支护
在矿山采矿和隧洞建设时期，为了防止发生塌方还必须设置支撑，待支撑稳固后可开展后期的开挖，如果前期的支撑不稳固，将很可能造成采矿和隧洞塌方的发生。在前期开展保护建设工作时，由于支护设计不恰当、建设条件不严格、密封不准确，往往造成了支撑稳定性不足，很可能发生塌方的情形。尤其是超前支撑、锚杆和锁脚锚索(管道)在建设时未根据设计角度、深度进行建设，容易导致支撑构造的损坏，从而造成了隧洞塌方。
2.2.3隧道矿山法挖掘过程中的爆破
当采用矿山法开挖工程建设时采用爆破，但是如果钻爆工程设计不恰当，也可以造成采矿矿井和隧道塌陷。由于围岩状况不同，以及水文地质状况不同，所需的炸药属性与用量均不同团。在炸药的分配运用上，需要有关技术人员拥有大量的技术及经验，才可以保证炸药的份量刚刚好，保证了采矿及隧道的质量，并防止采矿矿井及隧道发生塌陷。不过在实际中，由于人员素质问题以及有关环境的研究资料不够全面，也会造成采矿矿井及隧道由于炸药份量的不合理而发生塌陷。
2.2.4防水失效
当采用二次衬砌时，一般采用复合的方法，以便于使支护系统与围岩形成一个整体。但是，若由于衬砌的防水失去功能，一旦地下水位突然上升，就会出现矿山或隧洞的塌方现象。
2.2.5地下管网影响
因为地下管道分布比较复杂，且有些管线的使用时间比较长，其土质也较为疏松，构成了水囊，因此很易产生泄漏现象，很易造成矿山和隧洞的塌方。另外，对一些砼构件，如果刚度比较低，一些位移就会产生的压强过大，从而造成管道破裂，损伤支撑系统，从而失去结构稳定性，甚至造成倒塌、另外，由于一些原因而引起的地基振动也会导致矿山和隧洞塌方。
3运用采矿法开展矿山建设矿山和隧道塌陷防治管理办法
3.1全面掌握自然环境具体情况
3.1.1掌握围岩地质情况
在工程设计前期，必须先对相关工程建设围岩地质的状况进行研究，以全面地了解工程围岩的情况，为矿山采矿和隧洞施工设计提出依据。在研究中必须选择科学合理的技术方法，对围岩的情况进行全方位研究，了解围岩岩石的分布状况，尽量避免隧洞塌陷。同时在建造过程中必须尽量避免地下空洞，如果工地出现了空洞，就必须对空洞进行科学处置，尽量保证隧洞工地环境的安全，防止隧洞塌陷的发生。
3.1.2注重地下水的监测
在对施工环境的检测中必须重视地下水的检测，并全面预防对地下水的危害，以充分保证矿山隧洞的施工质量。监测资料要全面具体，对有关参数的记载也必须要正确、详尽，为矿山和隧道的工程建设提供真实可信的统计资料，便于设计和施工根据有关水文情况，科学合理地调整采矿和隧洞工程建设作业。
3.2加强了建筑施工过程中矿山和隧道的坍塌预防
3.2.1对矿山隧道施工全程监视、检测
为防止坍塌情况的发生，必须对矿山采矿隧洞施工实行全程监理，充分运用各种科学技术来保证工程建设的质量和安全。要严格地依据相应的设计标准开展矿山及隧道工程建设，以确保矿山及隧道施工的质量。首先，在工程建设中必须对相应的设备进行严格检测，以使矿山及隧道施工的质量符合有关工程设计规定，并以此确保了矿山及隧道建筑的品质和安全。施工检测必须精确、真实，并对隧洞断面、基础线、测点、横向间隔、高度、位置等进行全方位检测，并进行监控量测和分析，为施工质量提供了保证。其次，运用科学合理的方法对矿山和隧道围岩加以管理，尽可能减少机械振动对围岩的危害，以确保矿山和隧道工程建设的质量和安全。在建筑施工中还必须对隧洞上面周围环境做好调查，特别是建筑施工作业途经城区时，尽量避免由于建筑施工造成的地面建筑倒塌。然后，在矿山及隧洞建设过程时要重视对质量的全程监理。在建设全过程重视对质量的全面监理，重视新设备的投资与技术的运用，尤其是把有关的工程施工状况和矿井及隧道施工状况综合研究以后，再开展新设备与技术的投资运用，并时时注意隧洞的建设完成状况，以确保隧洞的工程质量和安全。进行监控、检测等数据的采集与分析，确保了数据的真实性和准确度，以保证隧洞施工的质量和安全。
3.2.2注重支护施工的科学性
在矿山及隧道工程施工过程中，要注意支护施工技术的科学性，提高隧洞的稳定性，从而保证隧洞工程质量。首先，注意工程围护结构的设计施工管理。在有关工程围护结构的施工阶段，必须严格按照相应的设计执行施工管理，然后对施工情况尤其是对工程质量加以检验，确保建筑施工的质量和安全。在实施过程中，必须对相关的历史坐标、地理条件等信息做好记录，并充分掌握。在围护施工中必须注意管底泥土杂物的管理，保证围护施工的稳固和安全，为防止采矿和隧洞塌方创造外部环境条件。然后，对支护施工的混凝土进行管理保证采矿和隧洞的质量。在水泥选用上必须挑选品质好的水泥，然后根据合理的配比加以调整，保证水泥的品质，然后通过科学方法通过保护的结构保证产品质量曰。再次，支护工程的工程设计也要科学合理。在支撑工程设计中要针对隧洞施工的具体情况，工程设计比较科学合理的隧洞支撑，以保证隧洞施工的科学性和安全，并防止矿山隧洞发生塌方。在矿井及隧道建设过程中要注意对雨水的保护工作，以防止由于雨水侵蚀引起的水冲刷，以维护矿井及隧道的稳定性，并确保矿井及隧道安全。
3.2.3注重施工监督与爆破的科学性
运用矿山法在实施矿山采矿和隧道开挖工程时必须对有关的施工过程加以监理，以保证全部施工的质量。首先，有关政府部门健全监管职责，明确岗位职责，保证工程建设的质量。建筑公司在使用矿山法进行工程建设时，可以完善相应的岗位，设定专门对建筑施工的全程实施监管，及时反映有关建筑状况，提高建筑产品质量。其次，在施工过程中监理工作人员要适时和施工及设计技术人员进行交流，并将有关矿山及隧道开挖的实际状况进行汇总，以利于各方准确了解矿山及隧道的开挖状况，并发现重大问题及时方便进行探讨，提出科学合理的方案或对策，以防止矿山及隧道的塌陷。再次，矿山和隧道开挖中必须对有关建筑材料的使用实施监督，防止矿山隧洞在开挖中发生塌方。各监理人员都必须对建筑材料的使用情况及施工质量进行严格检测，以防止由于采矿及隧道开挖工程质量的不合格造成因养护工作无力而发生塌方的现象。此外，在建筑及施工过程进行爆破作业时，也必须要科学计算有关炸药的份量，以防止由于炸药份量不符造成采矿及隧洞工程的塌方。施工单位在爆破方面可以引入专门的技术人员或者是对员工等爆破人员进行技术培训，以提升爆破技术，为爆破工作提供质量保证，同时防止因不科学的爆破而造成矿山和隧道塌陷。
3.2.4安全风险评估
对矿山环境勘查过程中，需要着重对工程地质水文条件情况及其周边建筑物设施做相应安全危险性评价，并针对不同的项目特征作出级别界定，并提供具体整改对策。
3.3坍塌后处理措施
(1)进行一些巩固措施，可以弄明塌陷原因、如果塌陷区域不大，可以采用管棚注浆法材料进行巩固处理，将管道嵌入在混凝土体内，再通过高压对塌陷区域进行注浆处理，具有一些巩固功能、如果塌陷区域很大，可采用旋喷桩对注浆材料进行巩固处理，根据具体的牢固程度以及按照塌陷区域划分，还需要进行一些排水措施，注浆材料技术主要分为超前注浆材料技术和后回填注浆材料技术，利用矿井内部或隧洞拱部的管道，将各种适应于不同土层条件的泥浆灌注，渗透至土壤岩层的有效区域内，以此实现了改善土壤岩层参数，增强土壤岩层自承力的目的，注浆方法材料主要使用于混凝土泥浆的灌注，在这个过程中，还需要对注浆材料压力进行严格控制。
(2)为确保顶板保护牢靠，必须采用挂网喷浆施工对掌子面进行封闭处理。
(3)不断加强工程监理工作，合理安排工程建设，及时做好各道工序的安全措施工作，对机械设备进行定时检测维护，使之充分发挥功能、培养有关人员的施工经验，严格按照计划实施质量管理工作，并提出有关的奖惩制度措施，并制订一定紧急预案，备好紧急物料，对一旦出现的问题及时进行检查进行反馈。
(4)选用合理施工方法，以提高施工效益，加强对地表变化和沉降的监测，对一旦出现问题，采取相应对策并适时加以处理，避免变形。与此同时，还可以提高对机械设备的耐磨性和适应性，以增加施工速度，提高施工稳定性，平衡好施工与支护的关系，严格按规范施工，全面掌握地址要求，做到有备无患、此外，还要进一步提高施工人员的专业知识技术，以便保证必要的技术支持。
4结语
(1)在浅埋藏的矿井进行工程建设，受到大气环境、过程地质和水文地质环境、工程建设方式、地下管线和地层震动等诸多因素影响，矿山隧洞在采取矿井法施工时出现塌陷的风险较大。
(2)对于深浅埋藏不同隧洞采取矿山法施工，可采取必要的保护措施以防止塌陷事件的发生。
(3)隧洞塌方后的处置措施须坚持一定的准则和方针，并做好监视测量工作。
(4)对于矿山法施工的隧洞施工，要严密地遵照“管超前、严注浆、短开凿、强保护、快封堵、勤检测、速回复”的工作方针，以保证隧洞施工安全。
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