新建贵广铁路瓦窑坪一号隧道塌方段地表沉陷处理技术

1、新建贵广铁路瓦窑坪一号隧道塌方段地表沉陷处理技术摘要：某隧道围岩为粉质黏土，自稳性差，在施工过程中多次出现拱顶塌方，在最后一次塌方过程中地表出现了沉陷，经过业主、监理、设计、施工单位多次踏勘现场商讨处理方案，最终的处理措施为：施工准备坑体外缘施作截水沟坑体上方搭设遮雨棚小导管加固坑体周边修整沉陷坑体边坡固结沉陷坑体边坡采用大管棚、小导管进行洞顶支护在沉陷段增设补强钢架采用75钢管桩对沉陷坑体底部注浆固结处理待沉陷段二次衬砌强度达到要求后回填沉陷坑体预埋75钢管桩固结回填土体回填种植土加强洞内监控量测，开始循环施工。经过施工单位严格按照以上处理流程进行施工，成功对该段沉陷体进行了处理，并顺利通过

2、了洞内塌方段。以该隧道地表沉陷施工过程处理为以后施工粉质黏土与向斜核部段提供超前防范对策，以便于在类似工程中借鉴。关键词：铁路双线隧道 地表沉陷 处理技术1.概述 1.1工程情况 本工程为客运专线铁路双线隧道，设计时速250/h，预留进一步提速条件。隧道开挖尺寸为14.4m(跨度)12.3m(高度)，线间距4.8m，隧道总长为355m，隧道覆土厚度约为2050m，采用大拱脚台阶法施工，该隧道围岩级别为级。 1.2工程地质及水文概况 该隧道沉陷段地质主要为第四系全新统坡残积层粉质黏土，下伏震旦系南沱组砂岩夹泥质砂岩，掌子面处于向斜核部，向斜核部岩体破碎，利于储水。岩体风化层较厚，易产生塌顶。环境

3、水对混凝土无侵蚀性。 2.地表沉陷的概况及原因分析 2.1地表沉陷概况 某隧道围岩级别为级，施工由出口端单向掘进，根据施工图掌子面所处位置围岩为级，主要地质为粉质黏土，隧道埋深约33米。掌子面处于向斜核部，向斜核部岩体破碎，利于储水。塌方段设计衬砌类型为级型加强复合，设计施工方法为大拱脚台阶法，在塌方之前的上台阶施工中已按设计的衬砌类型和施工方法进行了施工。该隧道施工至165.8m处时拱顶塌方段地表发生沉陷，形成直径约7米的椭圆形坑体，经测量，坑深约12米。 2.2地表沉陷的原因分析 该段隧道内因前期拱顶塌方形成拱顶空腔，因在塌方处理过程中，空腔顶至地表土体一直处于悬空状态，且塌方段范围内地质

4、为砾泥质岩与碳质页岩，呈松散结构，岩体间无胶结或胶结差，施工过程中对围岩稍微扰动就导致土体失稳产生地表沉陷。 3.地表沉陷处理技术 3.1处理流程 施工准备坑体外缘施作截水沟坑体上方搭设遮雨棚小导管加固坑体周边修整沉陷坑体边坡固结沉陷坑体边坡采用大管棚、小导管进行洞顶支护在沉陷段增设补强钢架采用75钢管桩对沉陷坑体底部注浆固结处理待沉陷段二次衬砌强度达到要求后回填沉陷坑体预埋75钢管桩固结回填土体回填种植土加强洞内监控量测，开始循环施工。 3.2具体施工措施 3.2.1 施作截水沟 在地表沉陷坑体外缘6米处沿坑体四周施作截水沟，于山体地势较低处将雨水引排，防止雨水冲涮造成地表沉陷范围扩大，截水

5、沟尺寸为：沟底宽60cm，高60cm，坡度为1：0.75，截水沟采用10cm厚的C20砂浆抹平。 3.2.2 搭设遮雨棚 在地表沉陷处理过程中，为防止雨天雨水直接冲涮沉陷坑体边坡，导致坑体边坡失稳而使地表沉陷范围扩大，特搭设遮雨棚进行防护，搭设面积为80(108m)。 坑体上方搭设遮雨棚 3.2.3 固结坑体周边 由于坑体周边土体为粉质黏土，覆土较厚，土体松散，为防止在沉陷处理过程中坑体周边出现坍塌，给施工人员带来安全隐患，因此坑体周边4米范围内采用42的注浆小导管注浆固结，布设间距为1.01.0m，沿坑体周边呈梅花形布设，长度为4.5m。 3.2.4 修整沉陷坑体边坡 因沉陷坑体四周边坡不规

6、整，且坡度较大，直接进行锚喷防护效果不佳，故对四周边坡进行修整，修整坡度1:0.75。 3.2.5 固结沉陷边坡 为了保证坑体边坡的稳定，对坡体先喷射一层4cm厚的砂浆面层，然后插打锚管进行注浆固结土体，铺挂钢筋网片，再进行喷射混凝土，喷射厚度为10cm。锚管采用42无缝钢管，长度为3.5m，锚管插打间距为1.01.0m，沿坡体呈梅花型布置；钢筋网片采用6钢筋，规格为2020cm。 固结沉陷边坡 3.2.6 洞内支护 施作洞内大管棚，待洞内大管棚施作完毕后，对该段打设42的45斜向小导管注浆，打设长度为4.5m，间距为1.01.0m，并增设补强钢架，间距为0.6m/榀，并采用纵向钢筋进行连接，

7、钢筋规格为22，间距为0.5m。 洞内初支段增设补强钢架 3.2.7沉陷坑体底部注浆固结处理 因地表沉陷坠入拱顶空腔的岩土呈松散状，采用75钢管桩从坑底对其进行注浆固结处理，钢管插打长度为18m，间距宜为5050cm，呈梅花型布置。 沉陷坑体底部注浆固结处理 3.2.8 回填沉陷洞体 待沉陷段二次衬砌已经施工完毕，并且二衬强度达到70%后对沉陷洞体分层回填碎石土，每层回填厚度为15cm，总共回填厚度为10m。 3.2.9 固结回填土体 在回填土过程中预埋75钢管桩，待回填完成后对回填土进行注浆固结。预埋管为50cm50cm，呈梅花形布设。 3.2.10 回填种植土 为防止地表水土流失，在沉陷地

8、表回填2m厚的种植土，然后进行种草植树。 3.2.11 加强洞内监控量测 现场量测应根据地表沉陷处理各工序作业持续时间加大测量频率，观测频率为每天4次，并对观测数据进行分析，指导下一步施工。 沉陷处理措施见：图1：地表沉陷处理图。 地表沉陷处理图 Surface subsidence processing graph 4.结束语 地表沉陷是粉质黏土隧道较常见的地质问题，只有在施工过程中充分认识地质条件，加强地表沉降观测及洞内围岩量测，提前做出预防控制措施；在实际施工中提高规避风险意识，有充分的风险应对的思想准备，才能使隧道施工安全、稳步向前推进。 参考文献 【1】 新建贵广铁路隧道施工相关图纸； 【2】 龚晓南 地基处理手册 2008； 【3】 赵祥惠