崩塌體地質(zhì)隧道冒頂處置技術(shù)

隧道冒頂處治方案1.某隧道基本情況某隧道全長1005m。設(shè)計(jì)圍巖類別為Ⅲ類圍巖，巖性為砂巖。設(shè)計(jì)地形情況為：進(jìn)洞口側(cè)仰坡縱橫坡較大，左高右低，有明顯的地形偏壓。進(jìn)口右側(cè)距隧中約11m處為一條水利隧洞。水文地質(zhì)、工程地質(zhì)：根據(jù)洞身地層開挖顯示以及坍塌、冒頂情況揭示，K27+286~K27+310段洞身自隧中向右及洞頂上覆地層為古崩塌體地層，隧中向左為基巖地層，隧道基巖與古崩塌體形成不規(guī)則的不整合面。在掘進(jìn)過程中，有地下水不斷沿裂隙或不整合面滲出或流出。不整合面的存在以及地下水的存在形成了構(gòu)造偏壓。根據(jù)上述情況描述，結(jié)合施工實(shí)踐判斷：該段洞身圍巖定性為I類圍巖。2.某隧道冒頂情況描述K27+275~K27+285里程段以整體性較好的巖質(zhì)地層為主，掘進(jìn)速度較為正常，洞身地層基本穩(wěn)定（K27+282~285里程拱頂部位地層出現(xiàn)土石堆積層，后確認(rèn)為古崩塌體），掘進(jìn)支護(hù)施工較安全。施工方法如下：在超前支護(hù)保護(hù)下開挖，進(jìn)尺0.5m（上半斷面），噴錨網(wǎng)與鋼架聯(lián)合支護(hù)緊跟；開挖采取環(huán)形開挖留核心土方法，開挖方式是以人工利用十字鎬、撬棍、鐵鍬開挖為主，局部火花爆破為輔（為減少爆破震動）。掘進(jìn)至里程，原拱頂部位的土石堆積層下移，而且自左拱肩向隧右方向整個開挖斷面內(nèi)均存在這種崩塌體堆積層，掌子面不能自穩(wěn)，不時(shí)坍塌，隧左拱肩位置掌子面突然失穩(wěn)并呈連續(xù)坍塌狀態(tài)，期間多次脈動最終形成冒頂，塌穴形狀為上口大，中間小，下口收縮的形狀，塌渣480方（詳見附圖2），損壞初期支護(hù)5m。3.某隧道塌方冒頂及其多期次脈動原因分析工程地質(zhì)原因：陡傾狀不整合接觸面在洞身開挖范圍內(nèi)，由小里程向大里程方向，先在掌子面左側(cè)出露（里程為K27+278），隨著掘進(jìn)進(jìn)程，在掌子面右側(cè)出露（里程K27+280），在K27+283里程基巖地層占據(jù)了整個開挖掌子面。古崩塌體地層以及陡傾狀不整合接觸面的存在是誘發(fā)塌方、冒頂?shù)闹饕?，古崩塌體地層結(jié)構(gòu)松散，不能形成平衡拱（即平衡拱高度為無窮大，也即冒頂開窗）。偏壓原因：某隧道進(jìn)口段地形偏壓（地表橫坡不小于27°、既有水洞臨空面的存在）與構(gòu)造偏壓（不整合接觸面所致）并存，加之掘進(jìn)開挖過程中局部爆破震動的影響，導(dǎo)致地表坡積層或橫向推移，對古崩塌體產(chǎn)生向下分力，由此導(dǎo)致，掌子面一旦開挖，拱頂懸空，松散狀古崩塌體將延陡傾狀不整合接觸面迅速跨塌，導(dǎo)致坍塌甚至冒頂。地下水（主要為裂隙水和隧道右側(cè)既有水洞滲漏水）的原因：在施工過程中發(fā)現(xiàn)，線路左側(cè)位置總有地下水滲出或流出，應(yīng)為順層水流（地層產(chǎn)狀傾向于隧右方向）以及裂隙水流，隧道右側(cè)存在線流，推斷為既有水洞滲漏水和地表水由地表下滲形成地下水并由古崩塌體空隙中下滲流出。地下水的存在為隧道坍塌冒頂?shù)恼T發(fā)因素。上述多種不利因素綜合存在與作用，導(dǎo)致掌子面不能自穩(wěn)、洞頂坍塌直至冒頂?shù)陌l(fā)生。4.某隧道塌方冒頂變更處治方案確定與實(shí)施4.1變更處治方案要點(diǎn)⑴治理順序規(guī)定：先洞外，后洞內(nèi)；先上后下，先護(hù)后挖；先支護(hù)封閉后注漿加固；先局部后整體。遵循安全至上的基本原則。⑵穩(wěn)定地表坍穴，避免坍穴進(jìn)一步擴(kuò)大，減少投資，降低危險(xiǎn)程度；⑶穩(wěn)定洞身掌子面，降低危險(xiǎn)程度；⑷洞內(nèi)穩(wěn)定坍穴，穩(wěn)定坍穴內(nèi)坍方體，控制坍塌規(guī)模；限⑸售調(diào)整開挖塞方式、方店法，變更巾支護(hù)形式顏、加強(qiáng)初膜期支護(hù)，元提高初期紀(jì)支護(hù)的承鑄載能力；侮⑹嫂改良地層鵲結(jié)構(gòu)，改仔善地層的隆物理力學(xué)友性質(zhì)，提油高內(nèi)磨擦壽角與粘聚寬力，減少卸散荷載，陜提高圍巖劇的自承能稠力，造就納平衡拱。⑺水防治頁①裙地表水防敘治必②塌地下水防以治卷⑻乏保護(hù)既有冰水渠，清競除水渠內(nèi)遼滾落的土簽石，保證枝當(dāng)?shù)鼐用窕那鍧嵱盟?；既有水仔渠噴砼防廳護(hù)，提高明水渠的整谷體強(qiáng)度，趴預(yù)防因山材體滑坡而廁將水渠推婚移。裳4笑.仗2為具體變更因處治方案壇⑴唱穩(wěn)定掌子符面的處治慌方案秒：琴①小垂直掌子瞧面施作水政平錨桿或柏水平導(dǎo)管頂，借以減馳少臨空面液高度，提巡高掌子面刷的自穩(wěn)能恐力筑；邊②皺開挖掌子西面噴砼封伍閉，穩(wěn)定導(dǎo)掌子面松酒散巖土體膛；祥③秤在地表坍風(fēng)穴內(nèi)，鉆林孔施作豎睡直注漿導(dǎo)鞏管，將導(dǎo)屆管直接插差入到洞身暢地層（含趟坍碴）中近，以穩(wěn)定聞洞內(nèi)地層愛。于⑵拍水的防治削①冤地表水防侵治羽在地表坍剛穴周邊開婦挖截水溝巴，輔以砂鳥漿或混凝風(fēng)土抹面，必截排地表皇水，坍穴柄上部設(shè)置蜻雨蓬（鋼糟管棚架，壽彩條布苫夜蓋），防技止雨水直器接進(jìn)入坍儉穴，減少灣圍巖和坍三穴地層的莫含水量。簽②捷地下水防艘治戴采取預(yù)埋譜導(dǎo)管導(dǎo)流員方式，降普低地下水動位，減少沙圍巖地層擇水壓。再⑶協(xié)穩(wěn)定坍穴溉方案竿①勉施作豎直玻導(dǎo)管，實(shí)昏施坍穴內(nèi)扣坍碴注漿爬，減少坍介穴的進(jìn)一吧步跨落，鹽借以提高降坍穴的穩(wěn)鎖定性，減雨少出碴量喂和回填量遠(yuǎn)，降低投膜資會；砍②瘦沿周壁施秧作斜導(dǎo)管躺和水平導(dǎo)端管注漿，澡穩(wěn)定坍穴牢周壁地層謙，改善地亡層的物理缺力學(xué)性質(zhì)因，提高其叫周緣地層碎的自穩(wěn)能舒力慘；際③院坍穴周壁斷噴錨網(wǎng)支糞護(hù)封閉成棄環(huán)，提高籠坍穴整港體英“桂剛包度樸”膨，減少坍曠穴周邊地像層的收斂拼變形，防濱止地表巖白土體的整愿體滑移；震保護(hù)地層據(jù)外露面，難防止雨淋六；堪④計(jì)對于注漿攔不力的情悲況，則采網(wǎng)取坍碴自抖然下落，蕩人工清理箭坍穴壁，嚇然后噴錨彼網(wǎng)聯(lián)合封退閉支護(hù)措展施夢；雁⑤晨澆筑鋼筋尾混凝土護(hù)緩拱（龜殼扣）兩層，肉起到提高特坍穴底部袖的豬“翼剛雞度史”嚼，防止雨更水下滲，書預(yù)防坍穴尼上部巖土桿體的突然足坍塌，保委護(hù)洞內(nèi)作屆業(yè)人員和嚼機(jī)械設(shè)備雨；墊摘⑷慢穩(wěn)定洞內(nèi)梁坍穴，防瘡止進(jìn)一步票跨塌，和凳坍方的進(jìn)跡一步擴(kuò)大漠，避免因錄此而誘發(fā)別地表坍穴茄的崩潰或陸更嚴(yán)重的閣情況發(fā)生罰。采取的擊主要方案張、措施為耳：犯①常對已完初儀支加固段尾的再加固犧，采取的激措施是增注設(shè)錨桿，氧增噴混凝悼土，增加圍縱向連接租筋，必要艦時(shí)，在增庭噴砼前，晌增加一層替鋼筋網(wǎng)片忠，以提高壓已完初支怠段的整體能剛度，實(shí)肆施長度為廊6際m組。昆②估超前小導(dǎo)殃管注漿。揭在近坍方周側(cè)的鋼格討柵小里程貧側(cè)施打超捉前導(dǎo)管或脈超前錨桿?。ɑ旌喜蓽?zhǔn)用，主要稍原因是施鏈作導(dǎo)管難各度較大時(shí)掌，安設(shè)錨省桿替代）笑，導(dǎo)管或眠錨桿長度財(cái)盡量大于虧4憑m盟，主要考乒慮的是前躲方多為虛開碴，深入銜虛碴中的瀉導(dǎo)管或錨纏桿長度越引長越好，哲宜選大角哄度外插角維，選擇外縫插角為胞30°徹，以保證令有足夠的叮網(wǎng)噴厚度監(jiān)（大于億30槐c慘m俯），并保骨證設(shè)計(jì)襯棋砌厚度和淚初支噴砼躬厚度，改鋼柔性支護(hù)堤為剛性支片護(hù)，提高笑支撐力；吹小導(dǎo)管施垃作完成后倆，噴砼封壇閉掌子面漏，一是穩(wěn)倦定掌子面腎地層或松說碴，二是牧防止?jié){液凈大量外流額。注漿采灰取復(fù)式注設(shè)漿方法，壤在一次注醉漿后斤4~8駝h災(zāi)后，再次熊復(fù)注漿，渴當(dāng)注漿壓叨力大于礙0.25鍬Mp悼a擾時(shí)，停止武注漿。什⑸答洞內(nèi)掘進(jìn)賓、支護(hù)鳳施工總體改思路是：令先局部開彩挖支護(hù)，句即挖即支軟，然后整細(xì)體支護(hù)成計(jì)形；先軟鈴弱松散地左層開挖支犧護(hù)，后較既穩(wěn)定地層鈴開挖支護(hù)紀(jì)；分部、脫分塊、分皂段完成開蝶挖支護(hù)作搞業(yè)（類眼廚鏡法、分辨部開挖方倆法漿和坡CR塑D神工法先后母或混合使違用）。緞①怪超前導(dǎo)坑葵施工。超北前小導(dǎo)管墓注漿完成積后，檢查沉已完初支及段的安全省狀態(tài)，確廊定安全，張并在復(fù)注比漿擺8芽小時(shí)后，藝在超前導(dǎo)演管與錨桿箭及水泥漿內(nèi)液膠結(jié)體看的保護(hù)下默，利用鐵潔鍬、十字脈鎬或鋼釬莖、風(fēng)鎬等籮器具開挖鼠，在開挖炎過程中，紛隨時(shí)注意色拱頂上部回地層的穩(wěn)徹定性。隨倦著開挖進(jìn)沾尺的加大偷，邊挖邊貝網(wǎng)噴封閉閘支護(hù)（網(wǎng)妙噴高度不有得侵入初購支范圍）竭，同時(shí)，蹈在進(jìn)一步犬封閉、支為護(hù)過程中亮，根據(jù)導(dǎo)桃坑頂部棚塘護(hù)情況，鏟隨時(shí)利用厚短鋼筋及次加強(qiáng)鋼筋壘網(wǎng)片加強(qiáng)另棚護(hù)，爾富后噴砼。棉遇到坍穴潔上方孤石稠外露的情舊況，則采聽取人工洞偷內(nèi)編織閉聚合鋼筋網(wǎng)赴的方式，晴使鋼筋網(wǎng)曉片沿孤石抹壁密貼鋪擊設(shè)，并噴穗砼封閉，坦遇到大的伏空洞的情混況亦采取拔類似方法泄，網(wǎng)噴封檔閉，然后木多次復(fù)噴幅，直至將御空洞噴滿王為止。為蓄加快施工鈴速度，采隱取方“竄口小肚其大階”撇的開挖方香式，持續(xù)壩擴(kuò)挖，以針策在有限賽的作業(yè)范班圍和條件面內(nèi)，爭取尚大面積支鎖護(hù)，在里像面支護(hù)完伍成并確認(rèn)合安全后，謎破除導(dǎo)坑乞坑口，然傻后立即網(wǎng)宰噴封閉支言護(hù)。為保疾證導(dǎo)坑安救全，整個幣導(dǎo)坑周邊賓均以噴砼仙封閉；千②吧導(dǎo)坑擴(kuò)挖膀。導(dǎo)坑挖猴掘、擴(kuò)大孔、封閉支雷護(hù)過程中爸，指派專旗人守侯在哲地表坍穴仿旁，隨時(shí)圾觀察坍穴血底部有無仇下沉。酸③蟲在松散坍稍碴（已注扁漿加固后票的坍碴）舅支護(hù)完成邪并確認(rèn)安最全后，立鼠即將該段寧落的鋼格據(jù)柵支架到?jīng)Q位，施作負(fù)錨桿并掛冷網(wǎng)噴砼封訪閉。鋼格炊柵的固定漠采取錨桿貸和原導(dǎo)坑勾預(yù)埋鋼筋閥固定；陵④靠對于整個圣斷面（掌醫(yī)子面）均鋼為坍碴或厘松散地層咬（大崩塌使體）的情巡況，采取噴多個小導(dǎo)易洞擴(kuò)挖方剖式，形成下大斷面封朋閉、支護(hù)睬。破除洞釣口，立即稍施作噴錨鉤網(wǎng)鋼架聯(lián)家合支護(hù)；再⑤盯在分部初中期支護(hù)完頃成之后，苗施作另外棵幾個分部尸或半壁范饒圍內(nèi)的超傘前錨桿或段小導(dǎo)管注晶漿，外插落角控制在飲30習(xí)°貴左右，同蒸時(shí)起到懸娘吊、錨聯(lián)而巖層的作索用；柔⑥成在超前支桃護(hù)的保護(hù)框下，實(shí)施煙鉆爆作業(yè)浙。施工過苗程中，嚴(yán)炎格控制裝減藥量，采罵用火花爆膚破方式，傲最大限度病地降低對宅掌子面地已層的擾動支；麥⑦鉗開挖后，桌快速完成轟初支施工茄，確保分爹部支護(hù)間鞠的聯(lián)接質(zhì)棚量。池⑹曲注漿方案寄在數(shù)月的罷坍方冒頂帖處治過程武中，注漿腎方案起著黨舉足輕重尿的作用。書注漿機(jī)為伐活塞式電悉動注漿機(jī)予，最大注槍漿壓力剛1.5場Mp沉a件，注漿控咽制壓力最浙大不超過桌0.5浴Mp階a攻，一崗般控制壓早力為懷0.25汁MP脆a選，漿液配激合比隨時(shí)沿調(diào)整，基駕本配合比椅是縫“淚W帖：祝C卻”跪貌=速（粥0.8~嚇0.4揮7睛）沙:1壤，稠度控畏制在墓16段s郊~18燙s瘦。注漿方鞠法為復(fù)注瓣法，漿液蕩稠度由小孕到大，以剛便于漿液速加注和保許證足夠的棄注漿量。麗漿液注入每地層空隙擊、空洞、廟裂隙，填狀充密實(shí)，翼繼而膠結(jié)許，改善地播層物理力杠學(xué)性倘質(zhì)師C啦值使和克φ大值，提高寶地層抗剪吵、抗壓強(qiáng)律度，造就戲平衡拱，四減小松散今荷載。得⑺起護(hù)拱（龜利殼）施工喪在坍穴不厚同層位施掉作兩層護(hù)聲拱，兩道扶護(hù)拱間距榨為淹2絨m嬌。首道護(hù)光拱以坍穴步內(nèi)坍碴（映由人工找氏平、木夯援夯實(shí)）為鍛底模，人勝工綁扎鋼遲筋網(wǎng)片和貓鋼筋籠，泳與穴壁外眠露錨桿頭罰或?qū)Ч茴^價(jià)焊接，然厚后澆筑園C20仁混凝土，拐混凝土厚拳度俗1.2術(shù)m疑。首道護(hù)棍拱預(yù)留空球洞，作為捆澆筑第二駝道護(hù)拱的懲通道，同懇時(shí)便于張照掛第二層娘護(hù)拱底模趟拉筋。第葛二層護(hù)拱夠底模采用黃竹跳板充繡當(dāng)?shù)啄?，觀竹跳板利能用挽φ驢8多盤圓鋼筋憑固定，護(hù)贊拱厚度為禍80縮c么m咳，為確保押安全，在延不便制安頁鋼筋籠的壘情況下，濾采用安裝乒鋼格柵階梢段的方法眨，充當(dāng)橫聽梁鋼筋籠杏，提高其壟抗彎能力模?；炷翞跤蓮?qiáng)制式岸拌和機(jī)（播JS50尿0炭型）拌合計(jì)，娘5隸t史汽車運(yùn)輸鋪，運(yùn)距拍70監(jiān)m賭，再分裝漏入灰斗，貴由人工傳事遞至澆筑顛位，插入拐式振搗棒伙搗實(shí)。二再道護(hù)拱則頓由首道護(hù)徐拱預(yù)留孔量洞中直接趨傾倒?jié)仓恚迦胧胶粽駬v器振餡搗。第二健層護(hù)拱澆婦筑完成，筐并在其強(qiáng)竿度達(dá)到設(shè)霸計(jì)強(qiáng)度后蜓，由人工思在地表回獎填砂石，雄然后灌漿獎，在砂石頃沉降穩(wěn)定診后再次重釀復(fù)砂石回軋?zhí)钆c灌漿鉆循環(huán)直至必密實(shí)、充孕滿，最后鼻利討用釀C腦20葡混凝土封意閉頂面。燦為便于后混續(xù)注漿補(bǔ)材強(qiáng)，首道同護(hù)拱澆筑夜時(shí)，預(yù)留盞部分導(dǎo)管則外露，以砌便于可能兼需要的注棋漿作業(yè)（器當(dāng)出現(xiàn)護(hù)惕拱或地層匹或坍碴下論沉的特殊愿情況時(shí)，員實(shí)施注漿晨作業(yè)）。殿5魯.件某隧道塌直方處治方撇案實(shí)施效簡果評價(jià)夠方案有效逮性方面：狡在冒頂?shù)膬S處治方案唐確定與實(shí)持施過程中外，圍繞著貧本文坍方倉原因分析淘中所確定垂的結(jié)論展側(cè)開工作，貢隧道冒頂牧順利處治權(quán)完畢，實(shí)約踐證明，獎坍方冒頂著原因之分練析是正確洲的，確定蹦的處治方炸案是有效暗的。蓋經(jīng)濟(jì)效益雷方面：本停項(xiàng)目實(shí)際錦采取的處蛛治加固方刑案較比長京