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来源：职称驿站所属分类：交通运输论文 发布时间：2012-06-13浏览：25次
摘要：本文着重分析了某高速公路隧道塌方经过及产生塌方的原因，结合现场实际状况，制定了具体的施工控制方案，有力的保证了施工的顺利进行。
关键词：隧道;塌方;处治;
1、工程概况
某高速公路隧道为左右线分离式，左洞长920米，右洞长850米。隧道穿越地层主要为未胶结砾岩、粉质泥岩、粉砂岩、砂岩和泥质粉砂岩，围岩为Ⅳ、Ⅴ级，围岩条件较差，岩层以上为沟谷堆积亚粘土体，厚2～15米，节理发育，产状50º∠88º、120º∠78º、325º∠87º，地下水丰富，土体内含水量较大，属于典型的“顺层滑”地带，不利于施工。
2、塌方经过及施工情况
2.1塌方经过
该隧道右洞掘进至某掌子面时，左侧拱顶部位出现小面积塌方，塌方高度约1m。当时洞内围岩为紫红色砂质泥岩，洞身右半断面围岩整体性较好，左半断面围岩较破碎，节理发育。为了防止塌方加剧，施工人员及时对塌方部位进行了初喷。1小时后，塌方部位再次出现落石，立即组织人员及设备退至安全地带。又2小时，塌方加剧，塌方体呈未胶结碎石土，含有大块泥岩，围岩节理面及塌方面受挤压成镜面状，拱顶节理面大致呈水平方向，左侧拱部有少量裂隙水渗出。3小时后，拱顶再次大体积塌方，塌方体将掌子面基本掩埋，塌方体为泥岩，夹大量泥土及塑状泥块。
2.2施工情况
施工遵照原设计进行，原设计情况：本处设计为Ⅳ级围岩，支护形式为SA4（具体支护参数为：没有超前，初期支护为I14工字钢拱架，间距1.0m，仰拱无工字钢，外挂单层Φ6冷轧带肋钢筋网片，系统锚杆为Φ25×5mm中空注浆锚杆，长3.0m，C25喷射砼，厚度为20cm，二衬砼为35cm厚C25级素砼）。掌子面位置处于半山腰，距山坡底20m，覆盖层厚27m。据设计资料揭示，掌子面地质情况为：洞身位于中薄层状的粉砂质泥岩及砂岩互层中，产状340°∠20°，节理较发育；上伏未胶结砾岩。
3、塌方原因分析
3.1地质方面
原图纸地质设计状况与现场实际状况不相吻合，塌方地段围岩处于断层破碎带，软硬交互，受地质构造强烈影响，节理裂隙发育，泥夹层交互，结构松散，地下水丰富，使得岩层之间产生相对滑动成为可能，而左右洞之间为推移式滑坡体，使得隧道结构承受一定的偏压。
3.2施工组织方面
引发塌方的直接原因为：施工方法不当，过分扰动围岩，而拱脚处基岩承载力较低，上边墙施工开挖扰动围岩和拱圈，较长时间未进行边墙基础和后续工序的施工，使初期支护拱圈的下沉量不断增加，加上连日来大量降雨，围岩裂隙内含水量急剧增加，围岩重量加大，变形加速，且围岩自身有滑动趋势，造成初期支护结构下沉，由小到大，由缓而急，最后造成塌方。
3.3施工质量方面
根据现场实际状况，经质量检查时发现：锁脚锚杆施打不及时或数量不足，初期支护拱圈厚度小于设计厚度且表面不够圆顺，变更设计后导管注浆不密实，连接部位焊接或栓接不符合设计要求，超开挖后初期支护背后回填不密实，进尺有时偏大等等。
4、塌方处理方案：
先封闭掌子面，注浆加固掌子面；洞内设双层小导管超前注浆，然后采用CRD开挖方法小断面小进尺掘进通过塌方部位。
具体做法：
4.1、将掌子面注浆封闭。拍实塌方体表面，喷射20cm厚C25砼后，掌子面按1×1m打入Φ42mm小导管，打入深度2m，对掌子面进行封闭注浆。浆液采用水灰比为1:1～1:0.6水泥浆液，注浆压力初压0.5Mpa，终压2Mpa。
洞内从距最后一榀工字钢2米处沿拱顶132°圆心角范围内打入Φ60×4mm超前注浆导管，导管环向间距40cm，与线路夹角呈20°(由于受拱架影响，角度再小便无法施工)，导管长为3m，每1m一个循环，进行注浆，浆液采用水泥-水玻璃浆液。为方便在松散塌方体打入小导管，可先期打入2～3根长注浆管对松散塌方体进行预注浆固化。见下图。
4.2、注浆结束12h后，采用CRD法开挖，支护参数调整为：钢架Φ25mm四肢格栅钢架，间距50cm，仰拱封闭成环；拱架外侧设钢筋网片，C25喷射砼厚度25cm，径向设42×4mm注浆小导管，导管长度4.5m，间距0.3m，尾端与格栅钢架焊接牢固，浆液采用水泥单液浆。每榀钢架每侧设6根锁脚锚杆，分散状打入。
4.3、由于洞身右半断面围岩较完整，需要爆破施工，左半断面虽已注浆，但在泥岩及泥土中，不可能形成很高的强度。因此为避免右半断面的开挖爆破影响左半断面的稳定，同时提高施工过程中塌方部位的自稳，采用CRD法进行掘进开挖。即先开挖左半断面上导坑，坚持一榀一进尺，于隧道中线位置设格栅钢架支撑及临时仰拱，及时封闭支护。左半断面通过塌方体后，封闭稳定开挖掌子面，再开挖右半断面。开挖时，保留核心柱支撑。如下图。
4.4、及时施做下导坑。下导坑施工时，边墙采用跳槽开挖的方法，两侧交错施工，施工中仍保留核心柱。
具体施工步骤：
第一步：打设①部超前小导管并压浆，开挖①部土体；喷射拱部初喷砼，，架设拱部①部钢架和临时核心柱钢架及临时仰拱钢架；铺设①部拱部钢筋网，喷射拱部及核心、临时仰拱喷射砼。
第二步：打设②部超前小导管并压浆，开挖②部土体；喷射拱部初喷砼，，架设拱部②部钢架及临时仰拱钢架；铺设②部拱部钢筋网，喷射拱部及临时仰拱喷射砼。
第三步：开挖③部土体；喷射边墙初喷砼，架设③部边墙钢架和临时核心柱钢架及仰拱钢架；铺设③部边墙钢筋网，喷射边墙及核心、仰拱喷射砼。
第四步：开挖④部土体；喷射边墙初喷砼，架设④部边墙钢架和仰拱钢架；铺设④部边墙钢筋网，喷射边墙及仰拱喷射砼。
4.5、及时安排二衬的施工。二衬施工时，拆除核心柱后，及时施做二衬。二衬砼改为45cm厚C25钢筋砼，配筋同SA5支护。具体施工步骤：
第一步：拆除下部核心柱，绑扎仰拱钢筋和施工仰拱砼。
第二步：拆除上部核心柱和临时仰拱，铺设防水层，绑扎拱墙钢筋和施工拱墙二衬砼。
4.6、在塌方部位的正上方，从地面垂直钻设直径大于Φ15cm的钻孔直通塌方空洞，用砼输送泵将C20砼注入其内直至将其填充饱满。
4.7、本塌方处渡过后，围岩级别仍徘徊在Ⅳ、Ⅴ级之间时，建议将I14工字钢变成Φ25mm钢筋格栅钢架，能够提高初期支护的刚度及强度。
5、结论
经过严格按照施工方案施工处理后，隧道施工进展良好，结合施工过程，得到以下几点体会：
1）、注意地质资料的准确性，提高信息化设计与施工水平施工，设计不仅要重视施工前的地质勘探结果，更要重视施工中揭露的地质状况，地质变化时应及时变更设计，同样施工单位应及时反应施工中的地质变化。
2）、初期支护应该充分考虑围岩变形的特点，对于围岩早期发展变形快的情况，应采用施工简便，强度增长快，刚度大的支护形式，如超前小导管，预注浆加固、刚拱架、喷射混凝土等，以确保围岩的稳定性。
3）、加强质量意识，合理安排施工工序。严格制定施工工艺，加强质量责任意识，合理安排施工工序，确保施工顺利进行。
《谈高速公路隧道塌方处治技术》
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文章名称： 谈高速公路隧道塌方处治技术
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