隧道塌方段处理方案

1、#隧道塌方段处理方案#摘 要 本文以#隧道塌方为例，介绍了一般隧道塌方的具体处理方案，包括临时加固措施、塌方段初期支护施工、泵注混凝土填充、小导管注浆施工等塌方处理工序。关键词 隧道 塌方 处理方案1 工程概况1.1 概述#隧道位于#至#高速公路安康东#段，全长3660m，里程桩号为K87+380K89+209。隧道区位于秦岭山区与大巴山山区交汇处，属低山地貌，地形起伏较大。隧道范围内中线高程283.2580.5m，最大高差约297.3m。山体自然坡度20°55°，植被较发育。进、出口均处于陡斜坡地带，山坡处于稳定状态。1.2 地质概况隧址区下伏岩层主要为寒武系鲁家坪组（1

2、l）炭硅质板岩、硅质板岩，岩层产状340°-19°21°-27°，岩层产状变化不大，呈单斜构造。(1)炭硅质板岩（1l）-1：深灰色，强风化，变余炭硅质结构，板状构造，岩石组织结构大部分已破坏，节理裂隙发育，裂隙多被石英细脉充填，岩芯多呈碎屑状，少量呈碎块状，岩体极破碎。该层广泛分布于隧道区，钻孔ZS-37揭露到，层厚为13.5m；弹性纵波速度VP为1000m/s1900m/s。(2)硅质板岩（1l）-1：灰色，强风化，岩石组织结构大部分已破坏，矿物成分发生显著变化，局部可见变余硅质结构，板状构造，岩芯多呈碎屑状、块状，少量短柱状，岩质较软，岩体破碎。该

3、层主要分布于隧址区安康端，仅钻孔SZS-57揭露到，层厚为72.9m；弹性纵波速度VP为1000m/s1900m/s。(3)硅质板岩（1l）-2：色，中风化，变余硅质结构，板状构造，节理裂隙较发育，裂隙面偶尔见铁质侵染，局部见有石英脉充填，岩芯多呈柱状，少量呈块状，岩质较坚硬，岩体较破碎，该层主要分布于隧址区安康端，钻孔SZS-57、剥探点SBT-9揭露厚度为25.0m79.1m。RQD=35%；弹性纵波速度VP为2100m/s2700m/s。1.3 水文地质条件隧址区地表水不发育，主要地表水为洞口附近及洞身山间冲沟流水，均为山区溪流型沟谷，流量随季节性变化明显，雨季流量大，暴雨时易发山洪，旱

4、季流量小，甚至干涸。主要接受大气降水补给，以地表径流形式排泄。隧址区地下水主要为基岩中的风化裂隙水。山区岩体破碎，含少量裂隙水，主要靠大气降水补给，冲沟等低洼部位以地下径流形式排泄；斜坡部位以沿裂隙渗流形式或受地形切割排出地表，水量较小。2 隧道塌方情况2.1 塌方段原设计参数塌方段落设计为级深埋围岩，初支衬砌参数为：拱部90°范围R25超前锚杆（4.5m长、间距0.4m）、H14格栅拱架（间距1m）、D25中空注浆锚杆（间距1m×1m、长度3.5m）、单层钢筋网片（8、网格20cm×20cm）、喷射混凝土（C25、20cm厚）、衬砌混凝土（C25、40cm厚，无

5、仰拱）。2.2 塌方情况2010年7月12日10时40分，#隧道上行线K88+243K88+240段右侧下导进行开挖爆破（洞身上导掌子面里程为K88+175），随即K88+249K88+240段拱部及洞身右侧发生塌方，K88+249K88+260段右侧初支出现明显变形、开裂，最大塌方高度4m，总塌方量约800方。2.3 塌方原因分析该段洞身右侧围岩整体性较差、坍塌岩层极为松散，由于洞身右侧下导开挖爆破引起上导初支拱脚失稳，使得洞身右侧岩层连带拱顶发生塌方。与塌方段相对应的#隧道下行线（与上行线相距40m左右）ZK88+172ZK88+440段围岩极为破碎，且出现煤层，已经由级深埋围岩变更为级深

6、埋围岩进行施工，但上行线洞身岩层未出现明显变差，业主及设计院不予以变更。3 塌方段处理 经我部与业主隧道专家集体商议，决定采用以下方案处理该塌方段：首先加固变形、开裂段，保证该段围岩稳定；其次按三台阶施工法对塌方段进行处理（按级深埋围岩支护参数），塌方部分采用混凝土回填，拱部处理完成后再依次开挖、支护中导、下导；最后清理坍塌石方，并对K88+200K88+240段上导增设小导管锁脚支护，保证后续工程施工安全。3.1 加固变形、开裂段落对变形、开裂段落进行断面测量，按照测量断面尺寸加工18工字钢拱架。钢拱架按0.8m间距布设，环向采用50×4小导管（环向间距2m，长度3.0m），小导管

7、必须与钢架焊接，注浆锚固。钢架架设时，尽量使钢架紧贴初支表面，空隙处采用木楔塞紧，钢架纵向采用22钢筋焊连牢固。钢架支撑加固的同时，在变形段落加密布置监控量测点，包括拱顶下沉量测点和水平收敛量测点。量测点布置完成后，每两小时测量一次，量测结果表明该段变形没有加剧。3.2 塌方段初期支护施工初喷。为保证塌方面岩层稳定及初支施工人员安全，必须对塌方面进行初喷封闭，初喷厚度不得小于10cm。由于塌方段较高，不适合人工直接进行初喷，我部采用挖掘机配合进行初喷施工。将喷射管直接固定在挖斗上，由挖掘机控制其来回移动，根据喷射效果由人工调整加水量。我部共分4次进行初喷，保证初喷厚度在10cm以上。初支施工。

8、初支钢架采用20b工字钢，钢架加工半径比原设计增大50cm，钢架间距60cm，钢架拱脚直接坐于拱腰平台处，纵向采用22钢筋连接，拱脚采用小导管锁脚，保证钢架自身稳定。由于坍塌段较高，不设置环向锚杆，直接采用50×4小导管进行注浆锁脚。为保证初支结构的承载力（保证后期泵注混凝土），采用4层钢筋网片，网片顶部覆盖防水板，保证初支混凝土喷射厚度不小于50cm。初支施工工程中，注意预埋泵注混凝土用泵管及注浆小导管，甭管上口位置应相互错开，以满足分次泵注混凝土要求；小导管上口与塌方拱顶相接，用于最后注浆施工，保证塌方段落顶部无空洞。3.3 拱顶泵注混凝土、注浆初支喷射混凝土施工7天后即可进行拱

9、顶泵注混凝土施工。施工前，采用20cm×20cm方木对初支进行支撑，保证在泵注混凝土过程中初支稳定。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。每次泵注间隔时间为4天，在保证泵注混凝土达到一定强度后再进行下一次泵注施工。泵注混凝土施工完成后，采用小导管注浆来填充拱顶剩余空洞，保证拱顶密实无空洞。3.4 中导及下导施工由于右侧中导及下导初支后面全部是塌方碴体，为保证上导初支稳定，中下导全部采用小导管超前注浆施工，尽量使初支背后虚碴粘结为整体。中下导直接采用挖掘机开挖，每循环进尺不得超过1榀钢架（60cm），且采用50×4注浆小导管作为锚杆，与

10、钢架焊接牢固，保证中下导初支背后虚碴稳定。3.5 后续工程施工塌方段初支施工完成后，即可清理该段的塌方碴体，同时加快该段二次衬砌施工进度，保证该段二次衬砌施工质量，尽早恢复洞身正常施工。为保证K88+200K88+240段下导施工稳定，特对每一榀已施工上导格栅钢架增加锁脚小导管，并使其与格栅焊接牢固、注浆饱满。4 塌方处理的施工要求     (1)事故发生后，应立即启动安全应急预案，并及时制定处理方案。     (2)事故发生后，及时对塌方段附近初支增设监控量测点，定时观测，并将观测记录结果及时汇报给主管领导。  

11、  (3)在塌方处理过程中，应以安全为重，增加安全防护人员值守，严禁无关人员进入洞内；现场若出现紧急情况，所有人员必须立即撤离。     (4)应加快塌方段处理速度，并保证塌方段施工质量、安全。5 结论(1)隧道初支施工中，必须保证初支钢架锁脚锚杆的施工质量，特别是在软弱围岩段，必须增加锁脚锚杆数量或采用锁脚小导管注浆加固。     (2)隧道初支混凝土必须喷射密实，消除初支背后空洞，严禁拱顶出现大面积连续空洞现象。    (3)隧道软弱围岩段二次衬砌施工必须紧跟开挖掌子面，使其与初期支护共同参与受力，及时稳定洞身周围岩层。    (4)塌方处理方案至关重要，直接影响塌方体周围岩层的稳定性及处理塌方人员的人身安全，所以应该认真制定塌方处理的方案、步骤以及相关防护措施。    (5)隧道塌方后，不要轻易去清除塌方碴体，应先待塌方体相对稳定后，对岩