隧道塌方段處理方案

1、#隧道塌方段處理方案#摘 要 本文以#隧道塌方為例，介紹了一般隧道塌方的具體處理方案，包括臨時(shí)加固措施、塌方段初期支護(hù)施工、泵注混凝土填充、小導(dǎo)管注漿施工等塌方處理工序。關(guān)鍵詞 隧道 塌方 處理方案1 工程概況1.1 概述#隧道位于#至#高速公路安康東#段，全長(zhǎng)3660m，里程樁號(hào)為K87+380K89+209。隧道區(qū)位于秦嶺山區(qū)與大巴山山區(qū)交匯處，屬低山地貌，地形起伏較大。隧道范圍內(nèi)中線高程283.2580.5m，最大高差約297.3m。山體自然坡度20°55°，植被較發(fā)育。進(jìn)、出口均處于陡斜坡地帶，山坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。1.2 地質(zhì)概況隧址區(qū)下伏巖層主要為寒武系魯家坪組（1

2、l）炭硅質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖，巖層產(chǎn)狀340°-19°21°-27°，巖層產(chǎn)狀變化不大，呈單斜構(gòu)造。(1)炭硅質(zhì)板巖（1l）-1：深灰色，強(qiáng)風(fēng)化，變余炭硅質(zhì)結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造，巖石組織結(jié)構(gòu)大部分已破壞，節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙多被石英細(xì)脈充填，巖芯多呈碎屑狀，少量呈碎塊狀，巖體極破碎。該層廣泛分布于隧道區(qū)，鉆孔ZS-37揭露到，層厚為13.5m；彈性縱波速度VP為1000m/s1900m/s。(2)硅質(zhì)板巖（1l）-1：灰色，強(qiáng)風(fēng)化，巖石組織結(jié)構(gòu)大部分已破壞，礦物成分發(fā)生顯著變化，局部可見變余硅質(zhì)結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造，巖芯多呈碎屑狀、塊狀，少量短柱狀，巖質(zhì)較軟，巖體破碎。該

3、層主要分布于隧址區(qū)安康端，僅鉆孔SZS-57揭露到，層厚為72.9m；彈性縱波速度VP為1000m/s1900m/s。(3)硅質(zhì)板巖（1l）-2：色，中風(fēng)化，變余硅質(zhì)結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙較發(fā)育，裂隙面偶爾見鐵質(zhì)侵染，局部見有石英脈充填，巖芯多呈柱狀，少量呈塊狀，巖質(zhì)較堅(jiān)硬，巖體較破碎，該層主要分布于隧址區(qū)安康端，鉆孔SZS-57、剝探點(diǎn)SBT-9揭露厚度為25.0m79.1m。RQD=35%；彈性縱波速度VP為2100m/s2700m/s。1.3 水文地質(zhì)條件隧址區(qū)地表水不發(fā)育，主要地表水為洞口附近及洞身山間沖溝流水，均為山區(qū)溪流型溝谷，流量隨季節(jié)性變化明顯，雨季流量大，暴雨時(shí)易發(fā)山洪，旱

4、季流量小，甚至干涸。主要接受大氣降水補(bǔ)給，以地表徑流形式排泄。隧址區(qū)地下水主要為基巖中的風(fēng)化裂隙水。山區(qū)巖體破碎，含少量裂隙水，主要靠大氣降水補(bǔ)給，沖溝等低洼部位以地下徑流形式排泄；斜坡部位以沿裂隙滲流形式或受地形切割排出地表，水量較小。2 隧道塌方情況2.1 塌方段原設(shè)計(jì)參數(shù)塌方段落設(shè)計(jì)為級(jí)深埋圍巖，初支襯砌參數(shù)為：拱部90°范圍R25超前錨桿（4.5m長(zhǎng)、間距0.4m）、H14格柵拱架（間距1m）、D25中空注漿錨桿（間距1m×1m、長(zhǎng)度3.5m）、單層鋼筋網(wǎng)片（8、網(wǎng)格20cm×20cm）、噴射混凝土（C25、20cm厚）、襯砌混凝土（C25、40cm厚，無

5、仰拱）。2.2 塌方情況2010年7月12日10時(shí)40分，#隧道上行線K88+243K88+240段右側(cè)下導(dǎo)進(jìn)行開挖爆破（洞身上導(dǎo)掌子面里程為K88+175），隨即K88+249K88+240段拱部及洞身右側(cè)發(fā)生塌方，K88+249K88+260段右側(cè)初支出現(xiàn)明顯變形、開裂，最大塌方高度4m，總塌方量約800方。2.3 塌方原因分析該段洞身右側(cè)圍巖整體性較差、坍塌巖層極為松散，由于洞身右側(cè)下導(dǎo)開挖爆破引起上導(dǎo)初支拱腳失穩(wěn)，使得洞身右側(cè)巖層連帶拱頂發(fā)生塌方。與塌方段相對(duì)應(yīng)的#隧道下行線（與上行線相距40m左右）ZK88+172ZK88+440段圍巖極為破碎，且出現(xiàn)煤層，已經(jīng)由級(jí)深埋圍巖變更為級(jí)深

6、埋圍巖進(jìn)行施工，但上行線洞身巖層未出現(xiàn)明顯變差，業(yè)主及設(shè)計(jì)院不予以變更。3 塌方段處理 經(jīng)我部與業(yè)主隧道專家集體商議，決定采用以下方案處理該塌方段：首先加固變形、開裂段，保證該段圍巖穩(wěn)定；其次按三臺(tái)階施工法對(duì)塌方段進(jìn)行處理（按級(jí)深埋圍巖支護(hù)參數(shù)），塌方部分采用混凝土回填，拱部處理完成后再依次開挖、支護(hù)中導(dǎo)、下導(dǎo)；最后清理坍塌石方，并對(duì)K88+200K88+240段上導(dǎo)增設(shè)小導(dǎo)管鎖腳支護(hù)，保證后續(xù)工程施工安全。3.1 加固變形、開裂段落對(duì)變形、開裂段落進(jìn)行斷面測(cè)量，按照測(cè)量斷面尺寸加工18工字鋼拱架。鋼拱架按0.8m間距布設(shè)，環(huán)向采用50×4小導(dǎo)管（環(huán)向間距2m，長(zhǎng)度3.0m），小導(dǎo)管

7、必須與鋼架焊接，注漿錨固。鋼架架設(shè)時(shí)，盡量使鋼架緊貼初支表面，空隙處采用木楔塞緊，鋼架縱向采用22鋼筋焊連牢固。鋼架支撐加固的同時(shí)，在變形段落加密布置監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，包括拱頂下沉量測(cè)點(diǎn)和水平收斂量測(cè)點(diǎn)。量測(cè)點(diǎn)布置完成后，每?jī)尚r(shí)測(cè)量一次，量測(cè)結(jié)果表明該段變形沒有加劇。3.2 塌方段初期支護(hù)施工初噴。為保證塌方面巖層穩(wěn)定及初支施工人員安全，必須對(duì)塌方面進(jìn)行初噴封閉，初噴厚度不得小于10cm。由于塌方段較高，不適合人工直接進(jìn)行初噴，我部采用挖掘機(jī)配合進(jìn)行初噴施工。將噴射管直接固定在挖斗上，由挖掘機(jī)控制其來回移動(dòng)，根據(jù)噴射效果由人工調(diào)整加水量。我部共分4次進(jìn)行初噴，保證初噴厚度在10cm以上。初支施工。

8、初支鋼架采用20b工字鋼，鋼架加工半徑比原設(shè)計(jì)增大50cm，鋼架間距60cm，鋼架拱腳直接坐于拱腰平臺(tái)處，縱向采用22鋼筋連接，拱腳采用小導(dǎo)管鎖腳，保證鋼架自身穩(wěn)定。由于坍塌段較高，不設(shè)置環(huán)向錨桿，直接采用50×4小導(dǎo)管進(jìn)行注漿鎖腳。為保證初支結(jié)構(gòu)的承載力（保證后期泵注混凝土），采用4層鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片頂部覆蓋防水板，保證初支混凝土噴射厚度不小于50cm。初支施工工程中，注意預(yù)埋泵注混凝土用泵管及注漿小導(dǎo)管，甭管上口位置應(yīng)相互錯(cuò)開，以滿足分次泵注混凝土要求；小導(dǎo)管上口與塌方拱頂相接，用于最后注漿施工，保證塌方段落頂部無空洞。3.3 拱頂泵注混凝土、注漿初支噴射混凝土施工7天后即可進(jìn)行拱

9、頂泵注混凝土施工。施工前，采用20cm×20cm方木對(duì)初支進(jìn)行支撐，保證在泵注混凝土過程中初支穩(wěn)定。第一次泵注混凝土200方，第二次泵注混凝土300方，第三次泵注混凝土195方。每次泵注間隔時(shí)間為4天，在保證泵注混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后再進(jìn)行下一次泵注施工。泵注混凝土施工完成后，采用小導(dǎo)管注漿來填充拱頂剩余空洞，保證拱頂密實(shí)無空洞。3.4 中導(dǎo)及下導(dǎo)施工由于右側(cè)中導(dǎo)及下導(dǎo)初支后面全部是塌方碴體，為保證上導(dǎo)初支穩(wěn)定，中下導(dǎo)全部采用小導(dǎo)管超前注漿施工，盡量使初支背后虛碴粘結(jié)為整體。中下導(dǎo)直接采用挖掘機(jī)開挖，每循環(huán)進(jìn)尺不得超過1榀鋼架（60cm），且采用50×4注漿小導(dǎo)管作為錨桿，與

10、鋼架焊接牢固，保證中下導(dǎo)初支背后虛碴穩(wěn)定。3.5 后續(xù)工程施工塌方段初支施工完成后，即可清理該段的塌方碴體，同時(shí)加快該段二次襯砌施工進(jìn)度，保證該段二次襯砌施工質(zhì)量，盡早恢復(fù)洞身正常施工。為保證K88+200K88+240段下導(dǎo)施工穩(wěn)定，特對(duì)每一榀已施工上導(dǎo)格柵鋼架增加鎖腳小導(dǎo)管，并使其與格柵焊接牢固、注漿飽滿。4 塌方處理的施工要求     (1)事故發(fā)生后，應(yīng)立即啟動(dòng)安全應(yīng)急預(yù)案，并及時(shí)制定處理方案。     (2)事故發(fā)生后，及時(shí)對(duì)塌方段附近初支增設(shè)監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，定時(shí)觀測(cè)，并將觀測(cè)記錄結(jié)果及時(shí)匯報(bào)給主管領(lǐng)導(dǎo)。  

11、  (3)在塌方處理過程中，應(yīng)以安全為重，增加安全防護(hù)人員值守，嚴(yán)禁無關(guān)人員進(jìn)入洞內(nèi)；現(xiàn)場(chǎng)若出現(xiàn)緊急情況，所有人員必須立即撤離。     (4)應(yīng)加快塌方段處理速度，并保證塌方段施工質(zhì)量、安全。5 結(jié)論(1)隧道初支施工中，必須保證初支鋼架鎖腳錨桿的施工質(zhì)量，特別是在軟弱圍巖段，必須增加鎖腳錨桿數(shù)量或采用鎖腳小導(dǎo)管注漿加固。     (2)隧道初支混凝土必須噴射密實(shí)，消除初支背后空洞，嚴(yán)禁拱頂出現(xiàn)大面積連續(xù)空洞現(xiàn)象。    (3)隧道軟弱圍巖段二次襯砌施工必須緊跟開挖掌子面，使其與初期支護(hù)共同參與受力，及時(shí)穩(wěn)定洞身周圍巖層。    (4)塌方處理方案至關(guān)重要，直接影響塌方體周圍巖層的穩(wěn)定性及處理塌方人員的人身安全，所以應(yīng)該認(rèn)真制定塌方處理的方案、步驟以及相關(guān)防護(hù)措施。    (5)隧道塌方后，不要輕易去清除塌方碴體，應(yīng)先待塌方體相對(duì)穩(wěn)定后，對(duì)巖