隧道塌方方案

隧道塌方方案（共8篇）

1.隧道塌方方案 篇一

宝兰二线新玉石咀1号隧道塌方整治对策探讨

摘 要 宝兰二线新玉石咀1号隧道施工中曾多次发生塌方、掉块，其中进口端较大的一次塌方5600m3，并有11人困于洞中，抢险及整治施工十分危险，随时有发生更大规模塌方的可能，形势险迫，经过及时勘察，合理整治，成功通过了塌方段。本文分析了隧道的工程地质条件、影响隧道施工的地质因素及病害产生原因，针对塌方整治的难点，总结了处理和预防塌方的对策措施。关键词 隧道塌方 整治 对策

1.概况

宝兰二线新玉石咀1号隧道为双线曲线隧道，位于陇西土店子站东渭河北岸，隧道进口里程为DK1536+125，出口里程为DK1536+688，隧道全长为563m。隧道开挖由进口端开始，通过黄土进入岩层后掉块，塌方事故不断。在掌子面掘进至SK1536+270、护拱打至DK1536+260~+270，隧道衬砌到DK1536+

216、仰拱做到DK1536+230时，发生在DK1536+270段的5600m3塌方为最大，洞顶形成一直径10余米、高10余米的穹窿，造成施工人员11人困于洞中，生死不明（后经全力抢救脱险）。由于塌方段穹窿顶与洞外冲沟沟底对应，顶板薄，且均为土体，随时有塌通天甚至引发洞外高陡山坡塌滑的可能，加之围岩松动，掉块不断，给抢险施工带来极大的风险，因而，抢险措施和塌方整治对策成为隧道继续施工掘进的焦点和重点。

2.隧道工程地质特征

2.1 地形地貌

隧道位于渭河峡谷区，两岸地形起伏较大，相对高差大于100m，北岸自然山坡高陡，坡度一般在40º以上，地表植被贫乏，黄土地貌景观，冲沟、陷穴等现象发育。2.2 地层岩性

勘察与施工揭示，工点范围内地层有第四系上更新统风积砂质黄土，有由接触变质、动力变质及区域变质作用形成的压碎岩、板岩、片岩和燕山期花岗岩。

1）砂质黄土淡黄色，土质均匀，粉粒为主，具孔隙及垂直节理，半干硬，II级普通土，σ0=150kpa，II类围岩；具IV级自重湿陷性，湿陷土层厚12m。主要分布于隧道进口及洞身段山体表层，厚10~30m。出口处为坡积成因，夹杂碎、块石，工程地质相对较差。

2）压碎岩以花岗岩为主，局部矿物呈定向排列为花片麻岩，颜色渑杂，青灰、灰黑色为主，压碎或鳞片变晶结构，带状及片麻状构造，节理、裂隙发育，风化严重，局部呈砂、土状，IV级软石为主，σ0=500~1000kpa，III~IV类围岩，多见于花岗岩与板岩、片岩接触带附近。

3）板岩、片岩灰色、灰褐色为主，变晶结构，板状、片状构造，受接触蚀变及构造影响，板理、片理及小的断层构造发育，岩层破碎，风化严重，IV级软石为主，σ0=600~800kpa，III~IV类围岩。一般见于花岗岩之上，局部呈捕虏体于花岗岩之中。4）花岗岩青灰、灰白色，矿物成分以石英、长石、云母为主，中、粗粒结构，块状构造，岩体受构造影响严重，节理、裂隙发育，石质坚硬，风化严重或极严重，风化层一般2~5m，局部厚达10m，为10m, 级软石，σ0=500~800kpa，以下V级次坚石，σ0=1200kpa，IV类围岩。2.3 水文地质

隧道在勘测及施工期间未遇到较大地下水，仅在雨季施工时偶见少量下渗的基岩裂隙水，对隧道围岩及施工不构成影响。

3.影响隧道施工的地质因素

3.1 地形地貌因素

本隧位于渭河峡谷区北岸既有线靠山一侧，线间距20~50m，既有线在此以填方或半填半挖形式通过山坡坡脚，高陡的山坡，发育的冲沟、陷穴，对隧道进、出口的塌方往往直接影响，由于塌方，引起洞顶地表开裂变形，对坡角的既有铁路构成重大安全隐患，处理不当，变形进一步发展势必直接威胁既有线行车安全，给II线隧道施工造成极大困难。故而，必须严控和妥善处理好隧道进、出口段的塌方。3.2 地层岩性因素

隧道原设计图系根据进口一个钻孔和现场调查资料填绘，与工程有关只显示上更新统砂质黄土和燕山期花岗岩两种较单一地层。然在隧道施工开挖中实际还遇到压碎花岗岩（部分为花岗片麻岩）及板岩、片岩等较软弱岩层。而且，在隧道施工中，开挖掌子面较多在侵入的花岗岩与板岩、片岩等的蚀变接触带附近。岩相的复杂与变化，严重制约了隧道的掘进，带来了许多意想不到的麻烦。3.3 地质构造因素

勘察及开挖显示，本隧未穿越大的断层构造，但从隧道掘进中所遇岩性、岩相变化大，较多为动力变质、区域变质作用形成的岩层；围岩节理、裂隙发育，局部有断层破碎带宽度1~2m的小的断层切割，岩层破碎等情况仍可认定：隧道围岩受构造影响严重，岩层风化破碎，而原资料勘测人员显然对此认识不足，很大程度上影响了隧道设计和施工掘进。

3.4 不良地质因素

主要为高自重湿陷性黄土问题。隧道范围广布的"级自重湿陷性黄土及衍生的黄土冲沟、陷穴等，是隧道尤其是进、出口段施工的隐患，往往给隧道施工带来意想不到的不利影响，本隧道施工中几次较大的坍方变形，与其不无关系。

4.塌方原因分析

纵观本隧施工所遇几次较大塌方，除前述地质因素外，分析原因无外乎以下几点：（1）对隧道地质条件的变化及复杂性认识不足，工程措施不到位或针对性不强。这其中有勘测设计存在的问题，更有监理、施工的因素，出现问题及时反映，及时有针对性采取变更加强措施，即可避免事故或减少损失。

（2）施工单位急功近利，为赶工期、抢进度，往往忽视设计文件中要求或设计、配合施工人员屡次强调的“做好超前支护、控制台阶的开挖长度，做到先棚后挖，支护衬砌紧跟”的施工原则，在进、出口段及软弱岩层开挖中，台阶过长、二次衬砌与掌子面距离过大，以至出现坍方，影响了隧道的正常施工。（3）部分工程施工措施不到位，如对进口端洞顶冲沟内黄土陷穴的调查、回填不及时，对塌方的产生起到了一定的促进作用。（4）由于在一定段落内隧道位于侵入岩与片岩的蚀变接触带及部分断层与风化破碎带中，蚀变接触带等出现在隧道开挖面的里程段落不定，没有规律，而且片岩捕虏体在开挖断面上的位置也毫无规律，给制定隧道的施工方案及支护参数带来了一定的困难，在遇到地质条件变化时，不能及时的改变施工方法，是造成塌方的一个因素。

5.塌方整治的难点及对策措施

5.1 进口端5600m3 塌方整治难点及对策措施 本塌方发生在进口端DK1536+227~+247 长20m段，向前距开挖掌子面23m.，往后距隧道衬砌终点11m。塌方处初期支护垮塌，洞顶已塌至黄土层中，形成高十余米的穹窿，距其外对应的冲沟沟底仅约10m。鉴于塌方后围岩松动，掉块不断，洞顶土体薄，随时有塌通天甚至引发洞外高陡山坡的塌滑变形，给清坍抢险带来更大风险，因而，安全施工，避免变形扩大至难以控制，成为塌方整治的难点。

针对塌方整治的难点，经多方共商，集思广益，制定施工抢险措施如下：

（1）对DK1536+216（二衬终点）~+227长11m段既有施工支护进行加强，采用Φ42焊管（4m长）梅花形布置，注浆锚固；加喷C20混凝土10cm厚，确保塌方段两端不再继续产生塌方。（2）从DK1536+224开始在拱部用Φ100钢管按环向间距0.5m做棚架（拦挡大块落石）并挂网（拦挡小块落石），同时按1榀/m架立型钢做为棚架支撑，并用Φ200钢管做竖向支撑至塌方顶，至DK1536+247止，长23m。

（3）在已完成棚架保护下清理塌落堆积物，同时用焊接方法按每次1m向前延伸棚架和型钢支撑，并做竖向支撑、清坍，循环作业一直到未塌方支护地段（DK1536+247）。（4）在塌方段支护稳定后，塌方顶部喷射C20混凝土15cm防护层；在该段起拱线以上部分做排架和模板，泵送混凝土浇筑1m厚护拱（拱顶）。

（5）在拱部护拱混凝土强度达到70%以后，拆除排架、模板，切割竖向支撑钢管进行下部施工———采用马口形式开挖，架立钢架支撑、浇筑混凝土，在护拱强度达到要求后，紧跟进行衬砌混凝土施工，在DK1536+216~+260长44m段采用钢筋混凝土衬砌予以加强。

（6）塌方段拱部衬砌背后穹窿空洞采用黄土水泥浆（水泥掺量10%）注浆回填。5.2 出口端1000m3塌方整治难点及对策措施

塌方发生在DK1536+625~635段，拱部以上覆盖层约20m, 已塌通，山体表面形成一直径约10m，深12m左右的井状陷坑，坑壁陡直，靠山侧表层坡积碎石厚8~10m，中密状，下伏向河陡倾的片岩、板岩。陷坑所在山坡高陡，坡度近45º；洞内进口端衬砌至DK1536+599，出口端衬砌至DK1536+640，相距41m；进口端施工掌子面在DK1536+627，出口端施工掌子面在DK1536+630，相距仅3m，已为塌落物覆盖，塌方尤其陷坑的进一步发展，势必造成上方山体的失稳，危及位于坡脚的既有线行车安全，形势险迫。为此，现场提出的治理原则是，迅速先治理洞外塌落的陷坑，避免其进一步发展，引起山坡变形，危及行车安全，后进行洞内塌方整治施工。采报措施以下。1）陷坑的处理

（1）查明陷坑外山坡变形情况，观测变形发展，增设观测、预警岗哨；准备防水布，雨天及时封盖坑口，防止表水流入，恶化坡体条件。

（2）根据现场实际情况（地形条件、材料及机具设备等资源），在确保坑壁及坡体稳定和行车安全的前提下，灵活采取包括坑内挂网、锚喷、支护；坑外截、排水，夯填地表裂缝等措施。2）隧道内的处理

（1）鉴于隧道上半断面曾以导坑贯通，坍塌后地表陷落，塌方体以松散碎、块石土为主，同意DK1536+627~630长3m, 段围岩类别由IV类变更为1类。（2）施工支护予以加强，设1榀/m的格栅钢梁，拱部设超前小导管。

（3）DK1536+620~+640长20m 段衬砌类型采用“专隧（93）0030~23”，衬砌拱墙采用C20钢筋混凝土。

（4）DK1536+627~+630长3m 段以2榀/m钢筋格栅加强支护，并模筑C20混凝土50cm厚护拱。（5）塌方段衬砌完成后，及时对陷坑进行恢复原地表回填夯实，并在表面设粘土隔水层，厚50cm。

6.结束语

本隧道在各方关注和施工单位努力下业已掘通，各种塌方事故依照所制定整治措施也已顺利治理完成，回顾和反思隧道施工所遇塌方问题，有以下经验教训值得汲取。（1）隧道与其它工程的不同之处是对施工安全的要求更高，任何疏漏、谬误，在隧道施工中都有可能造成无法挽回的人员伤亡和经济损失；而隧道工程地质勘察又不能做到像其他工程那样慎密，从而导致隧道工程施工地质条件变数较大，本隧道及本线其他一些隧道事故多发，变更频繁的事例再次证实了这一点。控制这个变数，靠得是一线地质人员深入细致的地质工作，靠的是广大地质工作者的责任心和事业心。

（2）纵观本线多个隧道施工中出现的塌方掉块问题，绝大部分与隧道初期支护不及时或二次衬砌距施工掌子面距离过远密切相关，各方尤其是施工单位对此应充分加以重视，急功近利，往往因小失大，得不偿失。魏家磨1号、琥珀等岩质隧道，二衬距掌子面最远时达230m、190m，在基岩裂隙水及风化作用下，初期支护无力抵抗变形发展，以至隧道多次发生塌方、掉块、变形、开裂，教训可谓深重。

（3）隧道施工工程地质条件的变化固然无法精准地预料，然施工单位对不同地质条件的施工应变能力应是可以调整的，至少做到遇地质条件变化及时向设计单位反馈、及时采取调整变更措施是容易的。而现在较多的施工单位不知何故，遇事或遇地质条件变化不反映或不听从设计单位意见，自行解决，处理措施不当时，往往恶化了施工地质条件，给后续工作带来许多无谓的困难和麻烦，问题的症结有待查找、总结。最后要强调的是，隧道施工，安全与质量并重，工期与进度从属，无论是建设单位、施工单位还是监理单位都应遵从这一点。

2.隧道塌方方案 篇二

1 工程概况

永安隧道是铁路客运专线的一座长隧道, 起讫里程:DK110+885—GDK114+225, 全长3 340 m, 均位于R=5 000 m的曲线段上。开挖断面面积143.92 m2, 洞室最大宽度14.28 m, 最大高度12.39 m。隧址位于蛟河盆地和敦化盆地的交界处, 地形起伏变化较大, 地势陡峻, 沟谷冲沟发育。永安隧道开挖断面见图1。

1.1 工程地质情况

隧道DK113+893—DK113+933段埋深较浅, 洞顶覆盖厚度为15~20 m。表层为第四系全新统残坡积粉质黏土覆盖, 黄褐色, 硬塑, 约含10%角砾, 厚度3.6~4.8 m。下伏华力西晚期花岗闪长岩, 全~强风化, 黄褐色, 除石英外原岩矿物均已风化成土状, 岩芯多呈砂土状;部分为粗粒结构, 块状构造, 节理裂隙很发育, 岩体破碎。

1.2 初期支护及施工方案

塌方段设计采用Ⅴ级浅埋复合式衬砌支护, 支护参数为:φ42 mm超前小导管, 长4.5 m, 间距0.4 m×3 m (环向×纵向) ;拱墙喷C30混凝土, 仰拱喷C25混凝土, 厚度28 cm, 拱墙挂φ6 mm钢筋网, 网格间距20 cm×20 cm;拱部设φ22 mm组合中空锚杆, 锚杆长4 m, 间距1.5 m×1.5 m (环向×纵向) , 梅花形布置, 边墙设φ22 mm组合砂浆锚杆, 锚杆长4 m, 间距1.2 m×1.0 m (环向×纵向) , 梅花形布置;钢架采用全环I20a型钢钢架, 间距0.6 m;衬砌采用C40钢筋混凝土, 厚度45 cm。施工工法采用三台阶临时仰拱法 (见图2) 。

2 隧道塌方情况

隧道出口上台阶施工至D K113+923时 (埋深约16 m, 距明暗分界132 m) , 2012年9月14日08:00, 左侧拱顶发生溜塌, 溜塌土体为松散粉细砂, 塌方范围环向约5 m, 纵向约4 m, 平均高度约4 m;15日出现间歇性流塌, 至16日11:00塌至地表。地表形成半径约8 m, 深7 m的圆形陷坑, 且塌坑周边有多处环状裂缝。

3 塌方原因分析

(1) 工程地质原因。该段为全风化花岗闪长岩, 呈细砂状, 自稳能力极差, 且埋深较浅, 只有16 m。开挖后, 砂层一旦发生流塌难以稳定, 造成塌方冒顶。

(2) 施工方面原因。没有根据该段围岩实际情况采用有力的施工措施, 超前小导管未严格按照设计要求注浆;上导开挖进尺过大, 没有及时喷射混凝土进行封闭并施做初期支护, 拱顶砂层不能自稳, 从而造成局部流塌。

4 处理方案

4.1 洞内影响段 (DK113+933—DK113+923)

拱部径向注浆加固:注浆管采用3.5 mm厚φ42 mm热轧无缝钢管, 小导管长6 m, 间距1.5 m×1.5 m (环向×纵向) , 梅花型布置, 以保证后方围岩稳定不回塌。注浆材料为普通水泥浆, 水灰比1∶1, 注浆压力0.5~1.0 MPa。注浆采用先上后下, 先里后外的顺序, 即先对塌空区边缘注浆, 再逐步退后进行后段注浆, 使钢管所伸入的范围内通过注浆形成一个固结层, 从而达到在已支护段与塌空区交界处, 上、下一定范围内的围岩得到固结, 从根本上控制塌方的扩展。

4.2 洞内塌方段 (DK113+923—DK113+903)

(1) 封闭掌子面。掌子面喷射厚15 cm的C25混凝土进行封闭。

(2) φ89 m m管棚超前支护。塌方段范围采用φ89 mm管棚通过, 考虑到洞内施工条件限制, 拱部150°范围布设1个循环φ89 mm管棚, 长度20 m, 环向间距30 cm, 外插脚3°~5°。钢管规格为外径89 mm, 壁厚5 mm的热轧无缝钢管及钢花管, 其中钢花管上钻注浆孔, 孔径10~16 mm, 梅花形布置, 尾部留不钻孔的止浆段150 cm。注浆材料为普通水泥浆, 水灰比1∶1, 注浆压力0.5~2 Mpa。

(3) 外插角45°的φ42 mm小导管超前预注浆。拱部采用3.5 mm厚φ42 mm小导管进行超前注浆加固, 长6 m, 间距0.4 m×1.0 m (环向×纵向) , 外插角45°, 以便使拱顶形成一个厚4.5 m的加固圈。

(4) 架设I22b型钢钢架。初期支护钢架采用I22b工字钢进行支护, 间距为0.5 m/榀, 初喷采用C30混凝土, 厚度为30 cm。开挖方法采用三台阶临时仰拱法。

4.3 塌方过渡段 (DK113+903—DK113+893)

待塌方段处理完成后, 密切注视塌方段断面变化情况, 加强监控量测。考虑到此段为过渡危险段, 拱部采用超前双层小导管施工。采用3.5 mm厚φ42 mm小导管, 长5 m, 间距0.3 m×3 m (环向×纵向) , 外插角分别采用30°和10°, 交错布置, 同时在拱顶及两侧拱脚每循环施做3处6 m深超前钻探, 外插角45°, 以利于及时掌握掌子面前方围岩地质情况, 便于施工方案更好指导施工。

初期支护钢架采用I22b工字钢进行支护, 间距为0.6 m/榀, 初喷采用C30混凝土, 厚度为30 cm, 开挖方法采用三台阶临时仰拱法。

4.4 地表

(1) 塌坑覆盖。在处理塌方段期间, 塌坑外采用防雨棚进行防雨处理, 搭设范围向坑外延伸5 m。防雨棚外设临时性截排水沟, 在地表塌方外侧5 m处修建。

(2) 塌坑回填。塌方段二衬施做完毕, 混凝土强度达到100%后, 保持衬砌台车原位不动作为支撑, 将洞顶塌坑采用碎石土回填压实, 表层留1 m厚) 黏性土防水, 其上再回填50 cm厚根植土复垦。

永安隧道DK113+923—DK113+903塌方段全部处理完毕后, 从监控量测及地质雷达检测结果看, 没有发生任何变形、下沉、开裂等病害, 处理效果较好。之后, 在该客运专线隧道其他类似塌方段处治时, 也采取了相同的思路和方法, 同样取得了良好的效果。实践证明, 上述方法是处治隧道松散砂层塌方冒顶的一种较优方案。

5 结束语

通过对永安隧道塌方冒顶处理进行总结, 有以下几点体会:

(1) 要高度重视施工阶段的监控量测, 地质超前预报工作, 对于全~强风化围岩, 要严格按照要求做好超前注浆加固工作。

(2) 处理松散岩体的塌方时, 斜向45°的超前预支护措施极为有效, 它既能发挥超前预支护的作用, 同时能在隧道前方形成承载环, 有效加固前方围岩体。

(3) 处理塌方采用“预加固、管超前、小断面、短开挖、强支护、早成环、快封闭、勤量测”的施工原则, 尽可能避免再次塌方发生。

参考文献

[1]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京:人民交通出版社, 2003.

[2]徐治中.隧道围岩差异性风化地段施工塌方原因及处治方法[J].铁道标准设计, 2010 (6) :96-98.

[3]田云峰.隧道进口段塌方的处理[J].施工技术, 2007 (5) .

3.论公路隧道塌方段治理方法 篇三

关键词:隧道塌方;软弱围岩;处理

中图分类号:U456.33文献标识码:A文章编号:1000-8136(2009)17-0063-02

1 工程概况

某隧道为分离式隧道,设计净空断面为14.0 m×5.0 m,曲墙复合式衬砌结构。按新奥法施工,进出口段采用大管棚、超前小导管、型钢支撑或超前锚杆、钢格栅拱架成洞。

隧道特点:①隧道地处丘陵地貌,山坡坡度约为10°～30°,

植被较发育。中部山脊走向接近南北向,未见崩塌、滑坡等地质灾害。②隧道岩层走向与隧道轴线大角度相交,间有断裂及向斜构造分布,岩层层理、裂隙发育较全,易产生坍塌和掉块。③隧道进出口段处见风化凹槽,地层岩性为砂土状及碎块状强风化熔结凝灰岩层,厚度大、地层渗透系数大,属强过水通道,水量丰富。洞室埋深浅,大部分处于埋深小于40 m的浅埋地段。侧壁易失稳,拱部无支护时易产生坍塌。④隧道地下水主要风化层孔隙裂隙水和基岩裂隙水,受大气降水及地下水侧向补给,水量贫乏,但隧道中部的构造断裂带位于小山谷旁,富水性较好。勘察期间对钻孔进行稳定水位恢复观测,未见涌水等地下水发育迹象,但隧道大部分穿行于粉砂岩、泥岩区,层理裂隙发育,且本隧道发育有多条断裂带,为潜在的良好透水带。

2 塌方产生原因

2.1 地质因素

隧道工程属地下工程,地质情况千变万化,施工过程中受各种不可预见的地质现象及地质构造的影响巨大。公路隧道工程受多变的地质条件影响,如遇到地下水、岩溶、断层破碎带、高地应力、岩爆、瓦斯、偏压浅埋、膨胀土等条件,使施工难度大,安全性差;而且公路隧道开挖跨度大,单洞三车道隧道开挖跨度达16 m,形状扁平,且防水要求高,加之受勘查水平及其他很多相关因素的制约,这些无疑加大了公路隧道的施工难度和塌方事故产生。

此隧道中地层岩性为砂土状及碎块状强风化熔结凝灰岩层,厚度大、地层渗透系数大,属强过水通道,水量丰富。水渗入围岩使软化系数大的岩石强度降低,结构面的抗剪强度减小,导致塌方。洞室埋深浅,大部分处于埋深小于40 m的浅埋地段。塌方处地表人工采土开挖范围较大,未采取防护措施。

2.2 设计因素

公路隧道工程设计方法当前主要有工程类比法、理论计算法及现场监控法等,这些方法又以工程类比法运用得最为广泛。在设计过程中若对围岩判断不准或情况不明,从而设计的支护类型与实际要求不相适应,也是导致施工中产生松驰坍塌等异常现象的原因,而且设计中的地质勘查周密详尽与否也是造成施工塌方事故产生的诱发甚至主导因素。

2.3 施工因素

施工中的不规范施工也是导致塌方的重要因素之一。目前,中国公路隧道施工队伍的技术、管理及施工水平参差不齐,加之一些建设环节的操作不规范,有的施工企业及人员对新奥法原理缺乏深入学习、认识、研究和应用,导致不规范施工现象较为普遍。

2.4 认识因素

不可否认的是,“不塌方、不赚钱”的观念目前还在一定范围内存在。有些施工单位及施工人员甚至期盼着塌方,从而增加工程量或者设计变更以带来更大的施工利润。另一方面,“地质工作是设计人员的任务,而不是施工人员的事”这一传统观念致使减弱甚至忽略了施工过程中的地质勘测及预报工作,从而也加大了施工塌方事故产生的可能性。

3 隧道塌方处理方法

塌方事故发生后,及时对塌方体进行处理,对塌方体表面喷一层20 cm厚的C25早强混凝土并挂网将塌方体封闭,然后进行超前小导管注浆预支护加固、稳定围岩。针对现场塌方的实际情况,对受塌方影响的初期衬砌裂缝地段进行加固,并及时施作二次衬砌,对塌方体进行加固处理,对地表进行封闭。

3.1 开裂、侵限段落的加固处理

塌方事故直接影响初期支护拱体长达7 m～19 m,拱顶初期支护下沉变形较大,出现多条较大裂缝。为了防止塌方范围继续扩大,以及防止前端的初期衬砌支护下沉变形加大,对初期衬砌裂缝地段采取了如下加固措施:

(1)对桩号初期衬砌裂缝地段的初期支护,拱部增设径向

Φ50 mm×5 mm小导管,呈梅花型布置,间距为100 cm×100 cm。施工后及时注浆以加固围岩,防止洞室周围围岩塑性区进一步扩展。通过监控量测结果可以看出小导管注浆后围岩变形减少,达到了预期的效果。

(2)先对每榀型钢拱脚底部每侧各施打向下为45°的两根3.5 m

长注浆小导管锁脚,然后用工字钢做临时支撑,工字钢(或槽钢)做底梁。待钢支撑施工完毕后,设水平横向支撑形成环,工字钢用Φ25钢筋纵向连接,环向间距为100 cm。工字钢按70 cm间距安装,加设楔形砼垫于喷射混凝土与型钢之间塞缝。

(3)未塌方段由于受到塌方体的影响,紧邻塌方体10 m范围内的周壁围岩发生较大变形,严重侵占了二次衬砌规定的5 cm～10 cm,最薄处只有40 cm。为了确保二衬尺寸,对侵限地段已经施工完毕的工字钢支撑进行了抽换。抽换采取间隔抽换,型钢更换后,对侵入二衬范围的喷射砼进行凿除,满足设计初支厚度后进行重新补喷,然后再进行二衬的正常施工。

3.2 塌方整治总体方案

塌方体围岩结构属V级围岩,塌方体厚度为8 m～17 m,高度为36 m,塌方空腔较大。在处理、加固好未塌方段后,在做好隧道地表排水和保证安全的前提条件下,按照下列方案和工艺过程进行塌方体处理。

3.2.1 加强对塌方体的监控量测

对洞周塌方范围进行定时、定位的观测,随时掌握塌方体动向,并将现场数据进行回归分析,以便对围岩稳定进行分析,修正和完善抢险方案。

3.2.2 洞内塌方影响段处理

(1)对塌方体表面喷一层20 cm厚的C25早强混凝土并挂网将塌方体封闭,保持塌方体稳定。应在塌方体下部打入Φ50 mm×5 mm钢花管,以利塌方体内排水工作。

(2)在塌方影响段内采用Φ89 mm×6 mm 超前注浆钢花管,环向、纵向间距分别为50 cm、100 cm,扇形布置,外插角为15°、30°、45°,长度为18 m。

(3)待塌方体注浆固结强度及超前支护强度达到设计要求后,方可对塌方段进行开挖。严格采用双侧壁导坑,必要时加上下台阶法进行掘进,逐段清理塌方体并开挖到设计轮廓线后,随即喷射5 cm混凝土,架设22 a工字钢支撑(间距为50 cm)。并用注浆小导管锁脚(每处施做两根3.5 m长,Φ50 mm×5 mm小导管),必要时可施工临时仰拱(现浇20 cm厚C20砼),钢支撑架设后应立即复喷到位。

(4)初期支护采用Φ50 mm×5 mm小导管(长为5 m,外插角为60°),小导管纵、环向间距皆为1 m和挂网喷C25砼(厚30 cm),22 a工字钢支撑(间距为50 cm)。

(5)二次衬砌比原设计有较大加强,厚度按60 cm,混凝土标号采用C30钢筋混凝土,钢筋直径采用Φ25 mm,间距为10 cm。

(6)注浆:为了保证水泥浆液在土体中一定范围内扩散,注浆材料采用C30细粒水泥浆,注浆压力为3.0 MPa。施工时注浆量根据现场试验进行确定。注浆时先拱墙、后拱部,并采用隔孔注浆方式。注浆结束标准,注浆压力逐步升高,达到设计终压并继续注浆15 min以上,注浆量一般为20 L/min～30 L/min。

(7)初期支护完成后,仰拱紧跟施作,尽快形成初支闭合环,并要求二衬衬砌紧跟,使塌方体变形小并保证塌方体稳定。侧壁临时支护拆卸前必须对注浆过的围岩钻孔取芯,检测注浆效果,若注浆效果达不到要求,须重新补注加固。

3.2.3洞顶地表处理

(1)修筑洞顶塌陷坑周边的截排水沟,以阻止地表水继续向塌方区汇集。

(2)在山体周边表面裂缝填灌C20水泥浆(上边大裂缝可用黏土填筑,表面再用水泥砂浆隔水),回填地表凹陷处并进行夯实,在其上喷一层厚20 cm的C20早强混凝土将塌方体封闭,保持地表塌方体的稳定。

4 塌方处理的施工要求

(1)监控量测要求,先期监控频率每班监控1次,待变形基本控制住后可改为每天1次,及时向设计代表和总监办汇报监控结果。

(2)遇到突发事件,立即采取应急处理措施。在施工过程中,应确保施工安全,采用3班工作制,安全员应随时注意观察围岩变化。若有突变,所有人员必须立即撤离。同时要加快处理速度,以尽量减少裂缝发展。

5 结论

在处理此隧道的塌方中,我们遇到了困难,进行了反思,总结得到以下几点经验:

(1)加强在隧道施工实践中对新奥法原理的理解和实施,“设计、施工、量测、设计”是新奥法的根本所在,属动态信息管理。加强监控量测工作,按规定进行量测、科学分析、信息及时反馈,指导工程施工。尤其在Ⅴ、Ⅳ级的围岩施工中,该项工作显得更为重要。

(2)在Ⅴ、Ⅳ级软弱围岩含水地段开挖施工中,应严格遵循“短进尺,弱爆破,紧支护,勤量测”的指导方针。实践证明,及时支护并初喷4 cm厚砼封闭的施工工序至关重要,可避免隧道开挖后围岩暴露过久产生风化作用而降低其强度和稳定性,使支护和围岩作为一个统一的整体共同工作,降低塌方事故发生的可能性。

(3)公路软弱围岩段隧道施工必须早封闭成环及紧跟二次衬砌,使其与初期衬砌共同参与受力。避免初期支护被压垮,导致隧道塌方。

(4)隧道塌方后,必须迅速、及时地处理现场,科学合理的制定塌方处理方案。塌方事故发生后,各方负责人和技术人员应迅速到达塌方地点,详细勘察塌穴尺寸及塌穴稳定情况,研究工程地质、水文地质,检查塌方对初期支护的损坏情况和影响区域,分析塌方的主要原因和可能继续发展的趋势。在现场掌握情况的基础上,认真制定处理的步骤、方法及预防对策。

(5)隧道塌方后,应先待塌方体相对稳定后,对塌方体表面进行喷混凝土封闭,防止塌方体滑移,然后再加固未塌方地段,防止塌方范围扩大,最后向塌方体注浆加固为后序开挖做好准备。

作者简介:王瑞,男,1962年出生,1986年7月毕业于呼和浩特交通学校路桥专业,1995年8月毕业于西安公路交通大学函授道桥专业,高级工程师。

On Highway Tunnel Landslide Section Govern Method

Wang Rui

4.隧道不良地质与塌方处理技术 篇四

羊角脑隧道不良地质与塌方处理技术

摘要：隧道塌方是一种不容回避的现象，除了加强预防外，更重要的是如何整治处理、减小损失和挽回进度。在隧道出现塌方的情况下，塌方处理分2步进行：首先对受塌方影响的初期衬砌裂缝地段进行加固，及时施作二次衬砌；其次是对塌方体进行抢险处理。在现场把握情况的基础上认真研究处理塌方对策，认真制定处理塌方的步骤、方法及预防塌方的施工措施。公路软弱围岩段隧道施工必须早封闭成环及紧跟二次衬砌，使其与初期衬砌共同参与受力。关键词：羊角脑隧道、塌方处理、小导管加固

1、工程概况

郴宁高速公路是厦门至成都高速公路在湖南省境内重要路段之一，也是湖南等内陆省份通往东南沿海地区前线的一条重要的国防军事快要通道，同时也是构成湖南省五纵七横高速公路网络主骨架组成部分，是连接我国东、中南部及西南地区的主要运输通道。本合同段起讫里程K151+134～K154+100，起点位于桂阳县保和乡上张家村，终点位于桂阳县方元镇周家水村。

其中主要工程为羊角脑隧道（双线），右洞起讫桩号为YK151+155～YK154+025，长2870m，左洞起讫桩号为ZK151+160～ZK154+090，长2930m，属长隧道，其余路基工程178m。隧道左、右洞线型为大半径C型曲线，郴州端为直线，宁远端左、右洞曲线半径分别为2350m、2450m，超高为2%。右洞纵断面郴州端约1960m的范围内位于2.5%的上坡段内，其余位于0.5%下坡段内；左洞纵断面郴州端约1965m的范围内位于2.5%的上坡段内，其余位于0.5%下坡段内。隧道段内地形较为平坦，局部坡陡，冲沟发育，冲沟走向以被动走向为主，呈“U”字型沟谷。隧道区内地层由上至下为 2009论文（技术总结）隧道塌方处理

2.3.3施工方面原因。施工时对地质复杂程度认识不足，对岩石受到裂隙及溶槽切割后对隧道结构的不利影响认识不足、不清晰，重视程度不够，同时参加施工的人员经验不足，没有对不良地质灾害很好的进行预测。

3、处理措施 3.1不良地质：

在不良地质区段进行施工时，就实际情况增加不稳量测断面，并就重点断面进行重点跟踪量测，作好地质报告。

选择最合理的辅助施工措施，包括大管棚支护、超前导管、钢支撑加密等，并在施工中掌握以下几个要点：“勤量测、管超前、严注浆，短开挖、弱爆破、强支护、早封闭、快衬砌”。3.2塌方：

3.2.1在塌方体表面喷1层30cm厚的C20早强混凝土将塌方体封闭，保持塌方体稳定，防止塌方体继续扩大。

3.2.2后方围岩补强：

a、在后方未稳定区域，确定了不能立即衬砌的段落，环向打入Φ42小导管作为注浆管，（小导管采用φ42mm（壁厚3.5mm）的热轧无缝钢管，）注浆管长度以5米为宜，间距为100㎝×100㎝，主要针对围岩裂隙及受塌方影响变形扰动的松散体。

b、对于上台阶已经施工完的工字钢（ZK151+228.75～ZK151+256左右侧）段锁脚位置打设三层Φ42小导管，每层间距40cm。

c、注浆采用水泥---水玻璃浆液，水泥浆与水玻璃体积比1：0.5，水泥浆水灰比1：1，水玻璃浓度35波美度，模数：2.4，注浆压力：初压0.5～1MPa，终压2Mpa，注浆后，根据监控量测数据来看，后方围岩已趋于稳定，可以进行下一步施工方案的实施。

3.2.3仰拱施工：掌子面暂停施工，立即采取下台阶仰拱紧跟掌子面封闭成环的原则措施，保证安全，从ZK151+228.75开始在仰拱底部工字钢与边墙工字钢连接封闭成环，直至跟到掌子面位置，仰拱必须采用短跨度开挖，最大不得超过3m。

3.2.4超前支护：

为防止前导开挖继续塌方的发生，同时能够保证施工质量及运营安全，根据实际情况对掌子面前方进行探孔，探孔深度20米，查看前方地质情况，探孔时分别对每米进尺做好地质描述，用以指导下一步施工。根据以上地质描述，经专家、公司、总监办、工作站、设计院、监理处等单位现场仔细勘查后，确定掌子面采取直径108mm的大管棚进行超前支护。根据地质情况，掌子面围岩为全风化泥质砂岩夹黄粘土，结构面发育无序，稳定性较差，对于难于成孔的部位采用跟管施工，一次成型，在桩号ZK151+256处，沿渣堆顶部初支出露的轮廓线施工大管棚，Φ108mm大管棚的环向间距为30cm、外插角为8°、长度为15m，在每2根大管棚间打入外插角为25°、长为7m的Φ42mm的小导管，小导管纵向间距为2.5m，并压浆固结塌方体和周边围岩，注浆压力为0.5～1.0MPa。

2009论文（技术总结）隧道塌方处理

大管棚—跟管示意图

a、大管棚——跟管制作方法

跟管分为：管靴、跟管和管丝三部分组成。其中此工程中跟管制作所用数据如下：管靴长度为30cm，一端内侧做10cm反丝扣，另一端做成10cm长、壁厚8mm，中间段采用直径108mm，壁厚为4mm。跟管采用长度为1.5m，直径108mm，壁厚为4mm，两端内侧做成反丝扣，长度为10cm，一部分要求在管壁钻孔，孔间距15cm，梅花形布置，用于跟管中前部，为了注浆时使浆液外流，一部分不钻孔，主要用于跟管尾部，防止漏浆。管丝长30cm，直径108mm，壁厚为4mm，两端外侧做成反丝扣10cm。

钻头采用直径80mm偏心钻头（偏心后成孔108mm），直径100mm连接头和直径80mm冲击器，钻杆采用直径73mm，长度1.5m。

b、大管棚——跟管施工放样

本次工程中大管棚——跟管环向间距为30cm，为了保证大管棚不侵入开挖轮廓线，顶部的大管棚的导向管应符合隧道纵向坡度、线路曲线要求以及根据管棚机性能以及考虑塌方处围岩情况，本工程技术人员初步定为8度。施工人员用钢筋把定向管按照8度焊接于钢拱架上，使定向管在大管棚——跟管施工中不移动，其中定向管规格直径130mm，壁厚为4mm，长度为1.5m。

c、大管棚——跟管的钻孔

首先在管棚机上安装带有钻头的钻杆，同时在钻杆上套一个管丝和一个有孔跟管，并将管丝与跟管丝扣连接及焊接牢固，将管靴从钻头前端套入与管丝丝扣连接并焊接牢固。管棚机开始钻孔，当 2009论文（技术总结）隧道塌方处理

否运行正常，将运行正常的机械，水泥、水玻璃运至工地。机械就位后，进行浆液的调配，浆液一般为水泥砂浆和水玻璃双液浆按一定的比例参配。严格进行大管棚注浆，注浆采取水泥-水玻璃浆液，水泥浆与水玻璃体积比1：0.5，水泥浆水灰比1：1，水玻璃浓度：35波美度，水玻璃模数：2.4，注浆压力：初压0.5～1.0MPa，终压2.0MPa。施工时由2名工人配制水泥浆，水玻璃浆液是用买好的35波美度浆液，1名工人开注浆机，2名工人连接注浆管。注浆从下往上对称注入双桨液，至从导气孔内流出浆液，关闭导气管的阀门，继续注浆直至压力达到设计要求。注浆时所有跟管的注浆阀门应全部打开，如果发生串浆，应将串浆跟管及其导气管的阀门关闭后再继续注浆，直至注浆压力达到设计要求后方可停止。每一根跟管一定要连续注浆，不间断。

3.2.5坍塌体开挖：

坍塌碴体下部开挖时，从ZK151+256开始初期支护工字钢纵向间距调整为40cm，并施作系统锚杆及铺挂双层φ8钢筋网。钢筋网安设时应注意：施作前，初喷3cm厚混凝土形成钢筋保护层；钢筋横纵相交处焊接或绑扎牢固；钢筋网搭接长度不得小于一个网格，焊接或绑扎牢固；施作前钢筋要进行校直、除锈及油污。塌方空腔采用C20喷射混凝土填满，大里程方向预留钢管到塌方顶部，作为二次填充用。3.3塌方处理的施工要求

本着保安全、保质量的原则，特别事情特别对待，项目部一定要由领导亲自领头带班、技术人员和安全员轮流值班，遇到突发事件，能立即采取应急处理措施。初期支护量测要及时，先期每4小时一测，待围岩收敛量及下沉量稳定后每8小时一测，并及时向值班人员、业主及监理汇报监控结果。对于每步工序都要高标准高质量来施工，杜绝施工队偷工省料等事情的发生。洞外的护栏要拦好，禁止无关人员进入洞内，值班人员要随时注意观察围岩变化。若有突变，所有人员必须立即撤离。加快处理速度，尽量减少围岩变化。

4、经验与体会

隧道塌方不但是由自然因素引起的，而且还有人为因素引起的，更重要的时地质勘测、施工工序与治理对隧道塌方起决定性作用。塌方事故发生后，业主、设计、监理和施工单位应派出相关领导、隧道地质专家、工程技术人员等迅速到塌方点，具体勘察塌穴高度、宽度、纵向长度及塌穴稳定情况；检查塌方对初期支护的损坏情况和影响区域；分析塌方的主要原因和塌方可能继续发展的趋势等。前方封堵，后方加固，对塌方区形成合围，是防止塌方恶化的有效方法。而且必须认真制定处理塌方的施工措施，现场下达抢险口头指令，明确各自任务和要求。

隧道塌方后，不要急着去清除塌方渣体，应先待塌方体相对稳定后，对塌方体表面进行喷混凝土封闭，防止塌方体滑移，然后再加固未塌方地段，防止塌方范围扩大，最后向塌方体注浆加固为后序开挖做好预备。

为此在隧道的施工过程中要加强管理，重视地质超前预报及监控量测工作，围岩自稳不稳定地段要多打超前支护，并且不断培养工程技术人员在现场对围岩不稳定段施工的应变能力和处理能力。

5.隧道塌方方案 篇五

摘要：结合新响沙湾隧道工程实例，通过对隧道膨胀土洞段塌方的研究，分析隧道塌方原因，详细阐述了塌方处理方案、施工注意要点，对同类围岩隧道施工具有一定的借鉴意义。

关键词：膨胀土塌方原因分析处理技术

1工程概况

1.1工程概况新响沙湾隧道全长3430m，除进口1057m，出口129m位于直线上，其余均位于半径为4500m的曲线上，纵坡11.5‰。隧址区地震烈度Ⅷ地震动峰值加速度0.20g。

1.2工程地质和水文地质

1.2.1工程地质新响沙湾隧道为鄂尔多斯台地剥蚀丘陵区，沟谷纵横，切割强烈，地形起伏较大。围岩为白垩系下统（K1），紫红色、姜黄色、灰绿色含砾泥质砂岩，砂石含量5～20%左右，泥质胶结，砂状结构，薄层～中厚层构造。局部夹薄层状紫红色泥岩。强风化层约10～30米。地层产状近水平。

1.2.2水文地质特征地下水主要为赋存在河床冲洪积砂层中的空隙潜水，水量较丰富，膨胀土地带地下水丰富，基岩裂隙水不发育。

2塌方过程描述

9月27日早7时，新响沙湾隧道GDK48+885～GDK48+950段边墙出现多条裂缝，裂缝内有水渗出，部分拱脚出现向外挤出的.现象。209月28日～年10月9日期间，GDK48+885～GDK48+950段不时出现钢筋断裂的声音，多处出现环向裂纹，多处喷射混凝土面崩裂。边墙从拱脚以上1.7米处钢架整体被压断，拱顶边墙变形严重。掌子面已经全断面塌方封堵；缝宽1cm以上的裂纹有十多条，最大裂缝宽度达到60cm；拱墙部位格栅钢架大部分挤出变形，最大变形达80cm；裂缝处渗漏水现象严重。2008年10月10日下午15时10分GDK48+885～GDK48+950段出现整体坍塌，塌方过程无人员伤亡。

3塌方原因分析

塌体段为白垩系下统灰绿色泥质砂岩，泥质胶结，砂状结构，薄层～中厚层构造，水平层理极其发育，经铁四院检测后发现该种砂岩为膨胀性质，且属于中度膨胀。由于膨胀土围岩具有“吸水而膨胀，失水而收缩”的特性。塌体段为富水段，围岩遇水极易软化崩解，围岩中度膨胀性加速、加大围岩应力释放，造成围岩松动圈范围大，在初期支护支撑力不够的状态下，由于围岩压力和膨胀压力的综合作用，使围岩产生局部破坏，然后逐渐牵引周围土体连续破坏。

4塌方处理方案

处理塌体的总体方案：首先对塌体进行大管棚施工，然后在已施工完毕大管棚上方进行混凝土造壳，在混凝土壳体的掩护下，实施四台阶开挖，并且加强支护，具体措施如下：

4.1对GDK48+893.5～GDK48+898.5段塌方部位用塌方碴料从两侧向中间进行回填，回填至拱顶设计标高后对剩余空洞采用轻质材料进行填塞，以形成内模。

4.2回填工作完毕之后在靠近塌方段处并排架设三榀I22工字钢作为管棚支承钢架，工字钢钢架之间焊接牢靠。

4.3拱部90°范围内架设108管棚，管棚间距为30M，外插角为15°，长度为6米（伸入塌方部位5米，外露1米），管棚与钢架焊接牢靠。 4.4管棚施做完毕之后，对塌方部位进行混凝土浇筑，混凝土标号为C35，厚度为1m，在开挖轮廓线以外形成壳体。

4.5回填混凝土浇筑完毕且终凝之后，对塌方体按照四台阶法进行开挖，第一台阶开挖高度为2m，第二台阶开挖高度为2.5m，第三台阶开挖高度为2.5m，第四台阶开挖高度为2.71m，具体见《塌方体开挖示意图》

4.6塌方体开挖完毕结束后立即进行初期支护，钢架设置为I22工字钢钢架，间距40M/榀，上台阶钢架脚部采用40槽钢垫底，钢架各单元连接处采用6m长42钢管锁脚，每处不少于4根，拱脚与槽钢间的空隙采用混凝土楔块顶紧，确保钢架脚部整体稳定，各钢架间采用100*100角钢进行纵向连接，环向间距40cm，钢架脚部均采用22槽钢焊接牢靠，确保钢架脚部整体稳定。边墙部位喷射C25混凝土并确保钢架后空洞喷填密实，喷射混凝土与φ42锁脚钢管及纵向槽钢形成系统稳定的脚部加固系统。第一台阶施工完成后，再依次施工第二、第三、第四台阶，左右侧马口交错开挖，循环长度不大于80cm。

4.7GDK48+898.5～GDK48+950段塌方体处理施作三次大管棚，管棚每环42根，外插角为12°～15°，长度为15米，管棚与钢架焊接牢靠；每环大管棚施工结束后，采用四台阶法对塌方体进行开挖，台阶尺寸与工序5相同；塌方体开挖结束后立即进行初期支护，支护参数与工序6相同；

4.8钢架落底单侧、单榀施作，并与仰拱钢架封闭成环，仰拱与塌方体开挖掌子面距离不大于15m，二次衬砌与塌方体开挖掌子面距离不大于30m；

4.9初期支护后每隔10m布置一检测断面，变形量测在每次开挖结束后进行，测点布置见《观测点示意图》

5结论

新响沙湾隧道GDK48+885～GDK48+950塌方段围岩属于中度膨胀，地质条件复杂，且处于富水段，因此，此次塌方较大。经过我单位人员严密组织以及采取合理的处理方案新响沙湾隧道膨胀土塌方段安全顺利处理完毕。通过新响沙湾隧道膨胀土段的施工和塌方段处理，有以下几点体会：

5.1膨胀土围岩的“吸水膨胀，失水收缩”特性，特别是在富水洞段，隧道容易发生塌方，因此膨胀土隧道超前地质预报工作必须进行，以便提前预测工作面前方围岩工程地质和水文地质情况。

5.2膨胀土围岩隧道在开挖过程中或过程后，周边土体容易向洞内膨胀突出，所以膨胀土隧道围岩监控量测尤为重要。

5.3膨胀土隧道围岩应力释放是导致隧道塌方的主要原因，采取合适的开挖方式最为重要。塌方处理完毕后，新响沙湾隧道膨胀土围岩洞身开挖方式为三台阶（上台阶预留核心土法）开挖，实践证明此种开挖方式能够较好的控制膨胀土开挖面的应力释放。

6.隧道塌方方案 篇六

大箐隧道位于滇西红层区域,隧道的最大埋深为687m,在施工中克服了滇西红层区域地形、地质、水文特点复杂多变,多涌水(实测最大涌水量高达1 800m3/h)、多塌方(大小塌方共计十余次),并针对原结构设计中未考虑外水压力的`实际情况,经过结构计算、工程类比,先后提出多种处理方案,最终成功地解决了滇西红层区域隧道施工地形、地质、水文特点复杂多变,多涌水、多塌方等不良地质情况.本文主要介绍了在该隧道施工中处理地下涌水和塌方的施工技术.

作 者：陈漫天 吴体刚 刘晓鹏 CHEN Man-tian WU Ti-gang LIU Xiao-peng 作者单位：陈漫天,吴体刚,CHEN Man-tian,WU Ti-gang(四川二滩国际工程咨询有限责任公司,四川,成都,610072)

刘晓鹏,LIU Xiao-peng(中国人民武装警察部队水电第十支队,四川,成都,610072)

7.隧道塌方方案 篇七

2008年12月2日凌晨, 尕布沟隧道进口在DK 24+166.6～DK 24+169段[1]落下台阶左侧进行落底、架设格栅钢架、喷射混凝土作业时, DK 24+163～DK 24+180段[1]格栅拱架突然从小里程往大里程方向的坍塌, 2008年12月2日15点左右DK 24+150～DK 24+163[1]段又出现塌方。稳定后, 塌体范围为DK 24+150～DK 24+180[1], 同时, 坍塌段DK 24+150[1]后方12m范围内拱顶初支出现裂缝, DK 24+150～DK 24+146段[1]拱顶侵限, DK 24+142～DK 24+138[1]段左边墙侵限。

2 处理方案

2.1 加固塌体后方初期支护 (DK 24+130～DK 24+150) [1]

为保证坍塌范围不再向后方延伸, 保证施工人员安全, 首先对坍塌体后面20m范围的初期支护进行进一步加固、换拱等。

(1) 回填砟石形成三台阶作业条件, DK 24+130～DK 24+142段[1]回填至O2基线以下, 以稳固不稳定的边墙, DK 24+142～DK 24+150段[1]回填至拱顶120°范围以下。

(2) 增设锁脚锚管:拱架增设φ42mm锁脚锚管, 锚管长度5m, 每榀12根 (拱架两侧各6根) , 并与拱架焊接牢固, 并注1∶1水泥单液浆对围岩进行加固, 注浆压力2.5MPa以上。

(3) 加固基本稳定段围岩:DK 24+130～DK 24+138段[1], 拱墙设置φ42径向锚管, 锚管长度5m, 间距cm×cm, 并注∶水泥单液浆对围岩进行加固, 注浆压力2.5MPa以上。

(4) 加固变形段围岩:DK 24+138～DK 24+150段[1], 拱墙设置斜向45°φ42径向锚管, 锚管长度5m, 间距50cm×50cm, 有裂缝及侵限变形部位, 锚管加密, 锚管间距30cm×30cm;并注1∶1水泥单液浆对围岩进行加固, 注浆压力2.5MPa以上。

(5) 侵限范围处理:DK 24+138～DK 24+142段[1]和DK 24+146～DK 24+150段[1]采取换拱方案, 在其影响范围加设三组护拱, 稳固已成型的初支, 并为换拱作准备;每组护拱由5榀Ⅰ20b钢架组成, 钢架间距30cm, 护拱外侧设φ20连接筋、环向间距50cm。护拱架设中心里程分别为DK 24+138、DK 24+143、DK 24+145[1]。护拱在初支注浆前加设, 待换拱、换边完成后, 浇筑二衬前, 拆除内部支撑, 拱圈部位浇筑于混凝土中。

DK 24+138～DK 24+142、DK 24+146～DK 24+150段[1]换拱施工时, 在拱部120°范围布设φ42超前小导管预以保护。小导管长度5m, 环向间距30cm, 外插角5°～10°, 注1∶1水泥单液浆, 之后进行换拱施工。安装Ⅰ20b钢拱架, 间距50cm, 每榀新换拱架拱脚1m范围两侧各打设4根φ42注浆锁脚锚管, 与拱架焊牢。同时, 拱架与斜向加固锚管外露部位也要焊接牢固。换拱要逐榀进行。抽换的拱架立好后, 按Ⅴ级加强支护参数及衬砌类型施工[2]。

2.2 塌腔处理

为保证注浆效果, 每开挖3m, 喷射C 25素混凝土封闭暴露岩面及掌子面, 喷射混凝土厚20cm, 作为止浆墙。

(1) 从塌方体后退1m左右打人108管棚和φ42小导管。108管棚长40m, 采用跟管技术钻孔, 塌方体段落内纵向布设2排大管棚。大管棚环向间距30cm, 一次性打入, 管内注1.1水泥浆液, 同时利用大管棚和42小导管对管棚上部和下部破碎体进行注浆。

根据小导管长度、打入角度、打入难易程度结合地质超前预报结果推测上部砟石厚度, 利用大管棚对拱顶上部泵送混凝土, 泵入C 25混凝土 (塌落度180～220cm) , 再打小导管注浆加固松散砟石, 保证拱顶以上固结砟石加混凝土厚度不小于3.0m。

(2) 待坍塌体浆液强度达到10MPa以上 (一般注浆两天后即可) , 围岩稳定后, 从洞内开挖塌体, 以风镐为主, 遇孤石采用小炮施工, 拱部120°范围内采用双层42小导管补强注浆, 小导管长4m, 环向间距30cm, 仰角分别为5°、30°。

从塌腔体端头逐榀架设I20b型钢拱架, 间距控制在40cm, 拱架尺寸按Ⅴ级围岩加工安装[2], 并考虑30cm厚度的预留变形量, 以保证达到Ⅴ级围岩设计衬砌厚度[2]。型钢钢架的基础须落在基岩上, 此处基岩须扩挖, 形成稳定的大拱脚基座, 对裂隙处需注浆加固处理。

拱脚以上1m范围内两侧各打设4根φ42锁脚小导管, 长4m, 注1∶1水泥单液浆。

架设型钢钢架时, 施做I22b临时仰拱, 其环向连接筋、钢筋网、喷混凝土等作业同正式拱架。在坍塌体部位及后方3m范围视情况、分高度架设I22b竖撑 (底部设钢板, 保证受力面) , 顶在拱中心线部位, 增强整体刚度。

(3) 在拱架内外侧分别加设双层钢筋网片、双层连接筋, 采用反挂板, 喷射30cm厚C 25混凝土。

(4) 采用输送泵浇筑拱部100cm厚C 25混凝土。

(5) 全断面打φ42径向锚管, 锚管长度4m, 间距1m×1m, 并注1∶1水泥单液浆对围岩进行加固, 注浆压力2.5MPa以上。开挖按照多台阶、短台阶、左右两侧非对称开挖、施工。

重复上述工作, 直至处理完全部坍方段。

2.3 塌腔体填充

塌体二衬施工完毕达到设计强度后, 回填塌腔体至饱满。

施工拱部喷射混凝土时, 按间距3m、长度5m预埋φ120mm钢管, 同时埋设多根Υ42钢管排气孔, 排气孔距塌腔顶面距离依据泵送回填混凝土次数及每次泵送高度确定。

分次泵送混凝土, 每次泵送混凝土高度受相应排气孔控制, 当相应排气孔出浆时, 表明已浇注到对应高度。

3 施工注意事项

3.1 加强对坍塌段变形观测

(1) 在坍塌腔体、两侧加固段设置充足照明设施。

(2) 安排4名专职安全观察防护员, 每两名一班, 对施工全过程中塌腔体面进行观测, 对岩面是否有裂纹、岩层是否有松动等进行监控 (加强工序管理, 尽量单工序作业, 减少作业人员) 。

(3) 在DK 24+130～DK 24+230段进行围岩量测, 每5m布设一个断面, 每4小时进行一次量测, 并及时对量测数据进行分析, 发现围岩变化出现异常, 立即通知施工人员撤离, 并报项目主管采取相应处理措施。

(4) 技术员24h跟班作业, 做好旁站记录, 尤其是注浆作业, 注浆部位、锚管间距、锚管打入长度、注浆量、注浆压力等要详细记录清楚。

(5) 工钢拱架必须按设计图纸尺寸加工, 连接时对准中心、钢板密贴 (有间隙填加钢板) 、螺栓对位、螺丝拧紧。

(6) 锁脚锚管在拱脚处向下斜向打入, 锚管必须注浆, 与拱架焊接牢固。

(7) 钢架要与围岩 (初喷混凝土) 紧贴。钢架与围岩间的空隙, 用喷射混凝土充填密实。

(8) 钢架安装在墙脚处长度不够时, 不得悬空, 也不得用土石回填, 必须采用钢垫板或混凝土楔块垫高顶紧。

(9) 开挖中如发现塌体注浆效果不理想, 须重新进行补注。

(10) 喷层后决不能有空洞, 如超挖较大, 必须喷混凝土回填密实, 不可回填片石[3]。

(11) 拱架环向连接筋与工字钢间要满焊, 决不可点焊固定, 以确定其连接强度。

(12) 注浆工程量等以现场实际发生为准。

3.2 快速施工

处理方案上报, 建设、设计、监理单位批复确定后, 立即调遣材料、设备、人员对该段坍塌进行处理, 在保证安全的前提下, 24小时进行施工, 快速施工完毕。

4 结论

利用本工法成功解决了尕布沟隧道的塌方事故。塌方是常见的隧道工程施工事故, 在制订塌方治理方案时, 应考虑施工安全和方案实施的可行性, 包括设备的配置、技术力量、所需时间、经济费用等, 同时根据塌体、塌腔、地质条件等进行综合分析。在安全、可靠的基础上, 处理方案应能节省投资和缩短工期。从尕布沟隧道塌方的产生和处治中得知: (1) 隧道工程设计中, 应加强地质调查及地质钻探工作, 提高地质勘探质量, 隧道施工中, 应加强监控量测及超前地质预报工作, 保证工程地质特征的描述和实际情况基本一致; (2) 严格按规范施工, 初期支护完成后二次衬砌距掌子面距离不能太长同时不能滞后太长时间, 特别是对地质不良的隧道, 更要缩短距离及间隔时间; (3) 对塌腔处理时, 要注意填充密实。本工法大大加快了塌方处理的速度, 缩短工期社会效益显著。

摘要：青藏线西宁至格尔木段增建第二线尕布沟隧道DK24+150～DK24+180段发生塌方, 坍塌段DK24+150后方12m范围内拱顶初支出现裂缝, DK24+150～DK24+146拱顶侵限, DK24+142～DK24+138左边墙侵限。采用大管棚结合小导管注浆凝固法对塌体进行处理, 小导管注浆对拱顶裂缝处理, 换拱等措施对侵限部位处理。文中详述了此次塌方的处理方案。

关键词：隧道,塌方,大管棚,小导管,换拱

参考文献

[1]铁道第一勘察设计院.改建铁路青藏线西宁至格尔木段增建第二线施工图设计.尕布沟隧道设计图[R].兰州:2007.

[2]铁道第一勘察设计院.改建铁路青藏线西宁至格尔木段增建第二线施工图设计.时速公里客货共线铁路双线隧道复合式衬砌设计图[R].兰州:2007.

8.浅谈隧道塌方原因及其处理方法 篇八

关键词：隧道塌方；支护结构；围岩压力；防治措施

一、前言

塌方出现在很多工程实例中，常见的有公路隧道，铁路隧道，地下工程以及水工结构中。这种围岩的破坏是复杂多因素且防治困难的。一旦出现很可能对施工人员造成伤亡及相关的施工设施造成巨大的經济损失。本文就重庆本地的工程实例，分析其导致因素，结合相关力学分析，提出一般性的防治及其治理措施。

二、隧道塌方的分类

在公路隧道和铁路隧道施工中塌方出现的形式有很多种，有溶洞塌方、危岩垮落、断层破碎带塌落和突水等原因，而且上述原因出现的塌方没有征兆性，出现时多是突发性、长期性和间隔性的。

1、根据是否贯通地表可分为塌空型和塌腔型两大类。

2、根据塌方形状可分为拱形塌方，异形塌方，局部塌方，膨胀性岩塌方，岩爆及大变形塌方等五大类①。

3、根据塌方机理可分为。

三、导致隧道塌方的原因

四、隧道围岩压力计算

在常规隧道中将隧道分为深埋隧道和浅埋隧道。

1、浅埋隧道。在以钻爆法施工为主的浅埋隧道，这种浅埋隧道不产生显著的偏压和膨胀力时可采用公式

q=0.45×2^s-1×γω③

S——围岩级别。S=4～6 B——隧道宽度

i——以B为基准，B每增减1m时的围岩压力增减率；当B<5时取i=0.2，当B>5时，i=0.1。

ω——宽度影响系数，ω=1+i（B-5）γ——围岩重度，KN/M³

2、浅埋隧道围岩压力计算。

Hp=2bq-①到Hp=2.5hq-②Hp——深浅埋隧道分界深度m；hq——荷载等效高度m

hq=q/γ q——深埋隧道竖向均布压力；γ——围岩重度

矿山法施工的条件下，Ⅳ～Ⅵ级围岩取式②，Ⅰ～Ⅲ级围岩取式①

当埋深小于等效荷载高度时q=γH

侧向压力e=γ（H+1/2Hi）tan²（45°-δ/2）

e——侧向均布压力 Hi——隧道高度m δ——围岩计算摩擦角

而经验公式q_v=4.5×2^6-s-）-γω④

带人各组隧道的参数值算出的围岩压力并不一样，根据围岩与支护的作用原理，两者作用里大小相等方向相反，如果径向压应力大于基佗方向的应力，那么经验公式更接近实际。

五、防治方法⑤

本文只介绍断层破碎带两大类塌方的一些处理方法。

1、对于埋深相对较浅的隧道的防治方法。在地表修建截水溝和雨棚后可采用：①止浆墙+注浆固结塌体+超前支护+分部开挖；②管棚或钢轨超前支护+架设钢支撑骨架+防水层+钢筋混凝土衬砌。

2、对于埋深相对较深的隧道的防治方法。①防水层+泵送混凝土形成护拱+开挖塌体；②止浆墙+注浆固结塌体+超前支护+分部开挖；③锚喷塌腔+腔内钢支承+钢架形成护拱+多次衬砌。可回填少量渣土至衬砌外防止岩体直接冲击力过大。

六、结论

1、本文阐述了隧道塌方的分类方法及分类形式。

2、大致分析了隧道塌方的四种原因。

3、大致分析了围岩压力的影响因素，比对了理论公式和经验公式与实际压力的区别。

4、提出了常见隧道塌方的处理方法。