简析某隧道塌方处治方案范文

1隧道工程概况

某隧道处于背斜中段，为双洞特长隧道。单洞长度为5.2km。隧道横穿走向为北东向的背斜中段，洞轴线方向与越岭山脊走向近于直交；隧道轴线穿越的地层主要为三叠系中、下统嘉陵江组、雷口坡组，岩性以碳酸盐岩为主；三叠系上统徐家河组，岩性以砂岩为主夹泥岩；侏罗系主要为砂、泥互层的红色碎屑岩沉积。区内断层仅有一个，围岩节理裂隙较为发育，且具有较强的规律性，一般发育两组节理，组成一组共轭“X”节理，区内岩溶及地表卸荷节理等多沿此两组节理发育。

2隧道塌方的原因分析

某隧道发生塌方的区域为隧道左线K35+732—K35+762段，本段岩性主要为盐溶角砾岩、灰岩，岩体破碎，呈块碎状—碎裂结构，局部呈散体状，节理裂隙发育，有滴状—淋状水，局部为泥质充填，围岩稳定性差。经过专家组认真分析，该段隧道塌方的主要原因为：

a)本段围岩受构造影响，岩体间结合性差，围岩整体稳定性差；

b)围岩受地下水的影响，易软化，导致围岩强度降低，间接降低了围岩的整体稳定性；

c)支护过弱，本段采用了钢格栅进行支护。由于施工单位没有认识到围岩本身的结合性较差，并且在地下水对围岩的影响下，导致现有支撑力无法满足围岩的自稳要求，发生了大面积塌方。

3处治方案

3.1整体思路先加固塌方影响段，再处理塌方段落，塌方段落采用大管棚跟管钻进+注浆进行预加固，小导管超前支护后再开挖的方法。注浆对开挖轮廓线外一定范围的塌体起预加固作用，大管棚跟管（管内加钢筋笼）对塌体提供强支撑，小导管超前支护防止管棚下方（至开挖轮廓线范围）塌体掉块[1]。

3.2某隧道左线塌方探测（TSP法）结果a

)查明该段的主要垮塌区域为K35+758—K35+732，其中K35+762.5—K35+732隧洞基本上被黄泥和碎石土所充填。b)垂直最大垮塌高度大概为29m，顶层大概形成有10m的空洞。

3.3具体施工方案

3.3.1塌方影响段加固对K35+732—K35+762段加固，采取以下方法进行：a)设临时护拱采用18号工字钢架，外轮廓与Ⅱ超（1）喷混凝土内轮廓一致，间距60cm，纵向用φ22钢筋连接，环向间距50cm，内外交替设置。对工字钢架与喷混凝土间的空隙喷射混凝土填实。钢架底部用25号槽钢纵向连成整体，置于坚实的基础上。临时护拱的工字钢侵入原设计二衬外轮廓，会对以后二衬施工造成困难。施做二衬前，根据断面测量和监控量测结果，决定是否将其拆除（如果不拆除，将对二次衬砌的钢筋做加强）。

b)原有格栅钢架增设锁脚锚杆每榀格栅钢架底部设锁脚锚杆（φ22药卷锚杆，L=3.5m）2根，锁脚锚杆与格栅钢架要焊接牢固，并与临时护拱焊接。由于渣体堆积至K35+770处，因此K35+770—+780段可以按照前面所述一次全断面加固完成，对K35+762—+770段，应结合后面塌体清除（重新开挖）由外至内，由上至下进行加固。上半断面的护拱拱脚不设槽钢，但要设锁脚锚杆，并将拱脚置于塌体上，采用预制的混凝土块或钢板垫在拱脚下。

3.3.2塌方段K35+762—+732段施工

a)渣体表面喷混凝土25cm，封闭渣体并作为止浆墙。

b)大管棚施工管棚为两环，每环纵向长度24m，搭接6m。第一环起止位置设于K35+767—+743，第二环起止位置K35+749—+725。

(a)施作工作平台采用长4m，15cm×15cm的方木搭建工作平台，方木间用抓钉连接牢固。

(b)钻机选用2台YG-80地质钻机，钻具组合结束就位。

(c)孔位测定钻孔前按开挖轮廓线放大30cm,按孔间距定出孔位,并能满足设计要求，由于第一环大管棚处于塌方影响带中无法扩做工作室，第一环大管棚环向半径为5.95m,施作48根，第一环大管棚环向半径为6.85m,施作60根。

(d)施工导向墙安装导管管棚外插角控制在15°内，K35+767—+768.5，K35+750.5—+749设置长度为1.5m、厚度为60cm的C20导向墙,导向墙只作一半(弧形部分)。下一半在打完管棚后施作（即先拱后墙），在导向墙里埋设的工字钢架上焊设长1.5m、直径150mm钢管（壁厚5mm）作为导向管。

(e)钻孔钢管跟进钻孔采用翼片式硬质合金钻进工艺,由于容易发生塌孔、缩径等现象,因此成孔后及时顶进钢管,为便于顶进,第1根钢管前端加工成锥形,为了增强管棚的整体结构性能,相邻两孔钢管接头错开至少1m，同一断面钢管接头数少于等于50%。施工顺序由下向上、由两边向中间。

(f)管内注浆采用前进式注浆,钻一孔注一孔,注浆压力和注浆量是注浆施工中的两个重要技术参数,二者至少有一个达到设计标准方可结束注浆。

(g)施作导拱下部墙先作一边,再作另一边,防止拱下沉。

(h)洞内开挖采用上、下半断面开挖，首先将塌方段的上半断面施作完毕，开挖进尺最长0.5m，上半断面采用留核心土的梯形断面，核心土面距开挖轮廓线高度约1.5m左右，以便于架立工字钢拱架作业，开挖下部要左右两侧交错施工，待一侧的钢架和初期支护施作完毕后，再开挖另一侧。

3.3.3管棚设计参数

a)钢管规格热轧无缝钢花管，外径108mm，壁厚8mm，每节钢管长度6m，两端均加工成外丝扣，以便连接接头钢管。

b)钢花管内设置钢筋笼在大管棚内加入钢筋笼并注浆后,使管棚支护具有刚度大、结构强度高、所形成的承载拱承载能力强的优点,钢筋笼由4根主筋和固定环组成，主筋直径16mm，固定环采用φ6.5钢筋与主筋焊接，按20cm间距设置。

c)连接钢管采用热轧无缝钢花管，外径114mm，壁厚9mm，长30cm，内有丝扣。

d)设置范围环向间距30cm，拱部150°范围施作。

e)倾角外插角15°以内。

f)注浆材料纯水泥浆。

g)注浆压力2.5～3.0MPa。注浆结束后用M7.5水泥砂浆填充钢管，以增强管棚强度。

3.4开挖及支护参数

a)几何尺寸初支厚度25cm，预留变形量30cm，二次衬砌80cm。

b)支护参数采用φ27自进式锚长4m，间距70cm×90cm（纵×环）；喷射C20混凝土25cm，隧道底部也施作；18号工字钢架间距为35cm，隧底也设置工字钢架，纵向用φ22钢筋连接，环向50cm一道，内外交替设置，在每榀拱架施做8根锁脚锚杆（上下台阶各4根），锁脚锚杆为长4m的φ27自进式锚杆；φ6.5钢筋网15cm×15cm；二次衬砌采用C25防水钢筋混凝土，环向主筋为φ25，5根/m，纵向主筋φ18，箍筋为φ10按25cm（沿外侧环筋）等间距布置。由于管棚为24m，管棚末端至开挖轮廓线高度达6.4m，渣体中有大量孤石，为避免石块掉落引发安全事故，在开挖时设φ42注浆小导管超前支护，长度为5m，环向间距30cm，拱部150°范围布设，纵向搭接长度不小于1.5m,其布置与大管棚交错排列；开挖后在拱部预留注浆孔进行开挖后注浆。

4施工中注意的问题

a)加强施工现场管理，带班班长不能离开处理现场，随时注意有无喷混凝土面破落、开裂等，有异常情况立即组织撤人。b)加强监控量测频率，同时把量测的数据及时整理和分析得到信息反馈到施工中，进一步优化施工方案，以确保监控量测作用的有效发挥。

c)做好地质预报综合分析，加强处理塌方施工中的技术指导，做好预防工作。•74•d)在大管棚注浆过程中试验人员随时抽检是否按要求，并根据现场实际情况进行控制。

e)开挖过程中采取“先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”的施工方法，合理组织施工。

5结论

施工单位按照该方案进行了施工，最后顺利地通过了该塌方段，而且处理效果良好，达到了预期的效果，该高速公路已经顺利通车。

作者：高辉单位：山西省交通科学研究院