公路隧道塌方段治理方法

公路隧道塌方段治理方法（推荐5篇）

公路隧道塌方段治理方法篇1

摘要:文章根据处理某隧道坍方的工程实践,论述了公路软弱围岩段隧道施工应尽早封闭成环、重视监控量测工作、加强施工管理的重要性,对同类围岩隧道施工具有一定的借鉴意义。关键词:隧道塌方;软弱围岩;处理 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。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,呈梅花型布臵,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,扇形布臵,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。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?、?级的围岩施工中,该项工作显得更为重要。(2)在?、?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。

公路隧道塌方段治理方法篇2

灵石县石膏山水库沁南公路改线1#隧道工程, 进口高程为1152.4 m, 出口高程为1150 m。洞型为城门洞型, 开挖断面宽6.2 m, 高6.892 m, 洞长518 m。初期支护喷C20砼厚度为15 cm, Ф20钢格栅间距1 m;Ф2 5超前锚杆长3.5 m, 间距30 cm, 沁南公路改线1#隧道为规划中沁南公路改线的一部分。该工程于2008年8月洞口明挖, 2009年3月份开始洞室开挖, 于2009年8月17日全线贯通。在混凝土衬砌阶段时, 因地质情况不良于2009年9月4日晚洞内桩号0+44 6~0+48 3发生大塌方。

2 公路隧道塌方段地质资料

桩号0+446~0+483段工程地质情况为:地层岩性为太古界太岳山群石膏山组第五岩组混合花岗岩、浅粒岩。洞顶围岩厚1 4~3 2 m, 主要发育三组节理裂隙: (1N30°~51°E.SE∠52°~68°。 (2) N59°~80°W.NE∠62°~78°。 (3) N82°~8°E.SE∠60°~74°。其中第 (1) 组节理较发育, 一般延伸较长, 宽度一般0.1~0.2 cm, 裂隙面较平直, 无充填;第 (2) 、 (3) 组节理不甚发育, 一般延伸0.4~0.8 m, 宽度一般0.2~0.3 cm, 裂隙面粗糙, 有少量泥土充填。第 (1) 、 (2) 组裂隙组合结构面走向与洞轴线夹角较小, 对隧洞有不利影响。围岩类别为V类。

3 塌方段处理方案

3.1 施工准备

(1) 现场准备。

(1) 在距塌方6.0 m处搭设宽4.0 m、高5.0 m的满堂红脚手架, 提供工作平台。

(2) 为确保管棚施工安全, 砼衬砌应施工到管棚工作室附近。

(3) 测量放线, 准确测出小导管孔位, 并做出标记。

(4) 现场配备10 m3的空压机2台, 电力功率最小为75 k W/h。

(5) 钢管加工:钢管采用Φ40 mm无缝管沿纵向散布Φ6 mm注浆孔, 孔间距250 mm。

(2) 调试风钻。

(1) 风钻入孔的位置及仰角, 必须在测量队提供的可靠的测量数据上进行。

(2) 孔位确需移动时, 需经设计、甲方与监理三方同意。

(3) 计算仰角时应将隧道坡度考虑在内, 钢管打设时原则上不允许向内偏斜。

(3) 钻孔、安装及注浆。

(1) 钻进前应对风钻定位情况、方位、倾角情况, 孔口管对中情况, 空压机情况进行全面复检, 确认正常后进行试孔。

(2) 钻进前需先开气, 待压缩空气流通正常后, 方可钻进。

(3) 钻进时, 空气压缩应控制在0.8 MPa左右, 匀速中速钻进。

(4) 注浆时应控制在0.4 MPa左右为宜, 保持压力平稳。

(5) 现场需及时进行钻具前端长度及管长度记录。每钻进一定距离需排一次沙土以防抱钻。

(4) 提前备料, 准备足够用于塌方处理的材料, 以防材料供应不及时而耽误生产, 造成二次塌方。

3.2 施工方案

(1) 首先喷C20混凝土100 mm封闭掌子面, 以防止管棚注浆时浆液流失和拱部石渣滑落。

(2) 超前钢管 (管棚) :隧道拱部纵向钻孔、安装φ40 mm、长4 m、间距300 mm的超前小导管30根并注浆。小导管注浆用42.5等级普通硅酸盐水泥, 遇水加适量水玻璃, 注浆压力0.4 MPa;小导管安装在钢拱架上面, 仰角为5°, 每排小导管搭接1m, 注浆后12~2 4 h开始开挖, 开挖后立即设钢拱支撑, 开挖最大进尺为超前导管长度的1/2~1/3, 开挖后导管尖端留在围岩内的长度应不小于0.5左右, 且导管应前后排交错布置。

(3) 开挖 (清渣) 分上、下两部分台阶式进行。上半部分开挖高度3.89 m, 下半部分开挖高度3.0 m。上半部分每开挖2 m, 拱部纵向钻孔、安装一排超前小导管并注浆, 为保证施工作业安全, 依次进行3个循环 (约6 m左右) 后再开挖下半部分。

(4) 上半部分每开挖0.5 m, 立1 8#工字钢拱架, 每榀工字钢拱架间距0.5 m, 拱架间用φ25纵向筋连接, 间距0.5 m。每榀拱架两侧垂直岩面钻孔、安装φ40 mm、长4 m、间距500 mm小导管并注浆。小导管注浆用42.5等级普通硅酸盐水泥, 遇水加适量水玻璃, 具体掺量按厂家提供的数据确定, 注浆压力0.4 MPa;然后挂Φ6@200×200 mm钢筋网, 喷C20混凝土厚250 mm。如拱顶有空洞, 可用方木支撑。

(5) 下半部分每开挖0.5 m, 接1 8#工字钢架, 工字钢架间距0.5 m, 架与架间用φ2 5纵向筋连接, 间距0.5 m。每榀工字钢架两侧垂直岩面钻孔、安装φ40 mm、长4 m、间距500 mm小导管并注浆。小导管注浆用42.5等级普通硅酸盐水泥, 遇水加适量水玻璃, 具体掺量按厂家提供的数据确定, 注浆压力0.4 MPa;然后挂Φ6@200×200 mm钢筋网, 喷C20混凝土厚250 mm。

在保证安全生产的前提下, 视开挖施工中的实际情况, 及时进行钢筋混凝土衬砌, 处理一段及时衬砌一段。

4 结语

通过以上技术方案对塌方段的施工, 安全顺利的通过了塌方段, 并通过了工程验收, 现石膏山水库1#公路隧道已投入运行, 实践证明其施工技术成熟, 方案经济可行。

摘要：文章以灵石县石膏山水库沁南公路改线1#隧道工程为例, 主要介绍了1#公路隧道塌方段处理的施工方案。

关键词：钢拱架,小导管注浆

参考文献

[1]徐利锋.小导管超前注浆法在通过隧道塌方段施工中的应用[J].铁道建筑, 2002 (2) .

公路隧道塌方段治理方法篇3

在山岭隧道及地下工程施工中遇到塌方时，往往要借助超前支护。超前支护一般有以下几种形式：超前预注浆（全面预注浆）、超前大管棚、超前锚杆和超前小导管。超前大管棚适用于岩体很破碎，开挖尺寸较大的洞室；超前预注浆主要用于大面积特别松散岩体及地下水丰富的岩体中；超前锚杆适用于岩体破碎程度较小的围岩；超前小导管特别适用于中小洞室（一般跨度在8米以下的洞室）的处理塌方施工中应用。

采用大管棚支护技术必须有专用钻机，施工空间要求高，一次花费较大；采用全面预注浆方法，涉及的施工范围大，施工程序繁杂，并且可靠性难以确定；而采用小导管比超前大管棚和注浆施工工艺相对简单得多，支护技术在很小的空间内利用简单的手持风钻即可进行钻眼及布管工作，遇到地层变化时可随时调整施工方案，经济效益显著。

从20世纪80年代起，随着我国经济的快速发展。隧道及地下工程在我国大量兴建，在施工中遇到了各种各样的困难地层，人们在不断地摸索和开发新的地层加固技术，小导管注浆技术以其适应性强而得到广泛的应用，正是由于小导管注浆技术的这些优点才激励人们在施工中进行大胆的尝试，奠定了小导管注浆技术在地下工程中的地位，从而增强了人们使用小导管注浆技术的热情。

1.小导管自身加固原理

1.1小导管的锚杆作用

小导管的锚杆作用原理主要是自身加固原理，主要有联接原理、组合原理和整体加固原理三种。在隧道中以哪种为主。要根据地质条件和锚杆的形式综合分析，但不管以哪种为主。小导管自身的其他作用都同时存在，进一步说，往往是两种或三种的综合作用。

（1）联接原理。隧道围岩有不稳定的岩块和岩层时，可用锚杆将它们联接起来，并尽可能的深入到稳定的岩层中。同理，在打入小导管时，小导管可以将不稳定的岩块和岩层联接起来。

（2）组合原理。锚杆组合作用是依靠锚杆将一定深度的岩层，尤其是成层的岩层组合在一起，组成组合拱或组合梁，阻止岩层的滑动和坍塌。同理，在打人小导管时，小导管也将打入深度的岩层，尤其是成层的岩层组合在一起，组成组合拱或组合梁，阻止岩层的滑动和坍塌。

（3）整体加固原理。通过有规律布置的小导管，将隧道四周一定深度的围岩进行挤压、粘结加固，组成一个承载环。

1.2小导管的注浆通道作用

在小导管注浆技术使用过程中，注入围岩的浆液是通过小导管上的注浆孔均匀地渗入到围岩中的，故在小导管注浆技术中小导管充当了浆液通道的作用。在地下工程小导管注浆中，一般将小导管加工成花管，导管采用普通钢管。浆液在压力作用下通过小导管，注入围岩以达到加固围岩的作用。

2.工程概况

某铁路工程隧道.全长4906m，所经过地区围岩变化较多，围岩自稳情况较差。等级基本为Ⅳ、Ⅴ类，按照设计图纸DKl51＋995－DKl52＋105段为锚喷支护段，但由于围岩风化严重，且隧道右上方有一小型水库，地下水丰富。在隧道DKl52＋057段开挖后，施工单位根据围岩情况及时对隧洞进行了喷混凝土封闭，之后再出碴。但在出碴过程中.隧洞洞顶和岩壁不断掉落岩石。鉴于这种情况，施工单位立即停止出碴.并组织人员再次对塌落而进行喷混凝土封闭。但由于整个隧洞围岩自稳能力非常弱，反复喷射的混凝土根本无法阻止岩石坍塌，因此塌方空洞也越来越大，并影响到已施工完成的超前支护和初期支护施工段。通过对塌方体的观察。塌方段长约8m。宽度约7m。

3.塌方原因分析

隧道发生塌方的主要原因是支护方式不当，没有按照设计和规范要求施工，纯粹是野蛮施工。主要原因分析如下：

1）开挖工艺不符合要求，该塌方段位于Ⅳ级围岩处，但围岩更偏向于Ⅴ级围岩，岩体破碎。作业队伍仍然在下台阶施工过程中采用开挖中槽的方法进行施工，尤其是左右马口宽度不足50cm，有些甚至拱架悬空。

2）每循环进尺3－5m，严重违反了施工工艺中要求1－2榻钢架的要求。

3）擅自降低支护参数。该段Ⅳ级围岩设计为118a型钢拱架，但塌方段处理时发现该段拱架全部采用的是116的型钢拱架，且间距过大，纵向连接筋不足，锁脚锚杆打设不规范，严重偷工减料。

4）Ⅳ级破碎围岩、Ⅴ级围岩应尽量减少爆破作业，若必须采用爆破的地方，必须采用多打眼、少装药、弱爆破的工艺施工，但是作业队伍没有照此施工。

综上所述，隧道施工过程中，该作业队伍盲目施工是造成塌方的主要原因，另外，现场管理还需要不断加强，加大控制手段，尽量杜绝该类事故的发生。

4.塌方处理方法比选

4.1不清碴处理方案

不清除洞碴，让上方坍塌岩碴淹没拱顶上部处理措施：1）喷射C25混凝土封闭洞碴岩面，沿隧道横向设立30cm厚止浆墙；2）采用直径φ42mm超前小导管注浆支护，并注水泥一水玻璃双液浆，使拱部2－3m范围内岩碴固结成一整体；3）短进尺、弱爆破、强支护、强排水开挖施工。考虑到经过小导管超前注浆支护后，围岩自稳能力有所提高，业主、设计、监理和施工四方共同会商，均赞成采用方案二，并取得了良好的效果。

4.2清碴处理方案

在下个塌方周期到来之前，迅速抵进工作面。迅速排水，防止积水软化未塌方地段围岩而导致更大范围的塌方事故。由于坍体洞碴不多，经过业主、设计、监理及施工方四方共同会商，决定处理方案如下：1）先稳定后方边墙，在边墙施作C25混凝土保护墙，再施作30cm厚C25混凝土拱部护拱，形成后方封闭环，预防塌方范围的进一步扩大；2）在后方10m安全地带搭设工作平台，开挖大拱脚，立设工字钢拱架支护，短进尺用悬挑钢轨加喷射混凝土形成拱部封闭环；3）清除洞内岩碴，加钢筋网及锚杆支护，渡过坍方段；4）在坍方段及时施作二次衬砌。

5.超前小导管施工

5.1小导管打设

（1）小导管施工前准确放样，定好钻孔位置，作好标记。并设置必要的控制点以便钻孔时用来控制小导管的外插角度和方向。

（2）小导管制作及安装，超前小导管前端采用呈尖端状，管壁四周有8mm注浆孔，成梅花形布置，间距为15era。尾部有Im不设注浆孔。结构采用φ42壁厚3.5mm热轧无缝钢管，安装时孔位误差小于5cm，角度误差小于 2°

5.2小导管注浆

（1）注浆管路系统的试运转。按注浆站布置图和工艺流程图，安排设备就位，接好管路系统，做注浆前的试运转。用1.5－2倍注浆终压对系统进行吸水试验检查，并接好风、水、电，检查管路系统是否耐压，有无漏水，检查管路连接是否正确，检查设备机况是否正常，使设备充分“热身”。试运转时间一般20分钟。

（2）注浆压力控制。注浆过程中，将压力分为几个阶段，逐级升到规定值。注浆开始时，使用最低一级的压力压注，当注浆量增加到一定程度，再将压力升高一级，当注浆量又增加到一定程度，再将压力升高一级，如此直到在规定压力下，单位注浆量达到设计标准，结束注浆。压力分级不宜过多，本次塌方治理中，注浆压力分为三个阶段时，三阶段压力分别为0.5MPa，0.8MPa，1MPa。采用三阶段分压注浆，减少浆液的过度流失，节省了压浆材料。

（3）注浆结束标准。注浆压力达到设计终压后稳定20分钟后，结束注浆。

（4）注浆施工注意事项。1）在注浆过程中，经常出现串浆现象。发生串浆时，在有多台注浆机的条件下，应同时注浆。在单泵条件下应将注浆孔及时堵塞，轮到该管注浆时，再拔下堵塞物，将管内杂物清除并用高压风或高压水冲洗，然后再注浆；2）水泥浆单液或水泥水玻璃双液注浆进浆量很大，压力长时间不升高。则应调整浆液浓度和配比，缩短凝胶时间。进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间；3）注浆效果检查在小导管搭接范围内进行，主要检查注浆量偏少或有怀疑的注浆孔，认真填写检查记录。渗入性注浆通过钻孔检查注浆厚度，小于30cm时，应补管注浆。

6.结语

超前小导管注浆超前加固技术施工设备简单，工艺简单，可以根据实际情况，随时确定小导管注浆的使用与否，且小导管注浆适应性强，可根据实际情况，随时变更施工方法，因此被广泛应用于隧道塌方的治理中。

公路隧道塌方段治理方法篇4

高速公路浅埋偏压连拱隧道洞口段施工技术

介绍了江西省景婺黄(常)高速公路洪家坞连拱隧道进口端洞口段施工,针对浅埋偏压地质复杂等特点,通过采取一系列施工措施,顺利完成了施工,该工程为今后类似工程积累了经验.

作者：胡兴福 HU Xing-fu 作者单位：中铁四局集团机械工程分公司,安徽,合肥,230023刊名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：201036(12)分类号：U455关键词：连拱隧道浅埋偏压施工方法

天竺寺隧道塌方段施工处理分析篇5

天竺山隧道为连拱式隧道, 其起止桩号为K22+690~K22+926, 长236m, 最大埋深约55m, 设计净空为14.5m×5m, 是泉州市环城高速公路南安—石井段中南安张坑枢纽互通—水头灯桐段的一座连拱浅埋短隧道。进出口洞门采用削竹式, 仰坡采用锚喷防护, 隧道明洞顶的回填面采用植草绿化。隧道具有以下特点:

1) 隧道位于构造剥蚀、侵蚀的丘陵地貌区, 该区域为中至缓坡地形, 山坡坡度约为15°~20°, 主要为林地。

2) 隧道出洞口仰坡为厚度较大的残坡积土, 下部为强风化岩层, 岩体极易破碎, 为极软岩, 且山坡的自然坡度较陡, 仰坡稳定性较差, 易产生局部滑塌或掉块现象。

3) 隧道区岩体由于受到区域构造影响, 受到挤压、水蚀作用, 岩体为破碎—较破碎, 其中K22+786处的F8带内裂隙发育, 产状30°∠78°, 压扭性。断裂及密集带内的岩体普遍较破碎, 部分位置呈现出极破碎, 局部已蚀变成粉末状或泥状。

4) 隧道场地内地表水较不发育。根据钻孔水文地质观测, 结合地形地貌、岩性和地质构造的特征分析判断, 隧址地下水类型为覆盖层风化带裂隙水和构造裂隙水, 地下水总体上较不发育。隧道补给来源主要为大气降水, 大部分沿着斜坡地表径流汇入到冲沟低洼地带。

2 隧道塌方情况

天竺寺隧道长236m (里程桩号为K22+690~K22+926) , 隧道设计施工方案是在进出口部位用大管棚加强支护, 超前小导管固化围岩, 型钢支撑或超前锚杆、钢格栅拱架成洞。2012-08-21下午, 天竺寺隧道开挖到ZK22+841~ZK22+889处发生大面积塌方, 为施工刚贯通后产生的塌方, 出口端从ZK22+906处开挖, 隧道坍塌冒顶 (见图1) , 塌方高度为26m, 塌方量约为1 170m3。塌方后, 参建的四方代表立即赶到现场, 发现塌方已破坏了该段的初期支护结构以及护拱钢架。但已施作完成的中隔墙并未遭受破坏。此次塌方使靠边坡的上缘形成一个较大凹槽, 覆盖层及强风化岩已悬空, 而且在强降雨作用下极有可能产生二次滑塌。

3 隧道塌方原因分析

通过现场调查分析, 经四方专家讨论得出导致隧道塌方主要原因为:隧道偏压受力不均, 塌方处位于浅理地段, 设计因素及施工管理是产生塌方的主要原因。

3.1 对新奥法理论认识不够全面

1) 在隧道开挖时, 要尽量利用围岩的自承能力, 发挥围岩自身的支护作用;

2) 施工时, 判断围岩地质条件, 认真研读设计图纸意图, 按照设计的支护类型及设计参数, 及时施作初期超前支护。如钢拱架, 喷射混凝土并施作锚杆, 做好注浆工序, 以使围岩稳定;

3) 在地质差的软弱围岩段, 二次衬砌应及时施工, 不能长距离落下掌子面, 必须使支护结构和围岩形成一个整体, 提高支护体系的安全性;

4) 定时对隧道围岩和支护结构的稳定性进行动态位移量测, 做好监控测量, 根据数据合理调整开挖方案和初期支护方案的内容。

在天竺寺隧道施工中, 施工单位对新奥法理论没有认真分析, 未按规定进行量测, 也没有做好测量的回归分析, 最终造成隧道塌方。

3.2 不良地质及地下水影响造成的塌方

本隧道地质情况为山体坍塌堆积体, 是由孤石和粘土堆积而成, 层间结合较差。岩体为黄色坡积土和砂土状全风化凝灰岩, 自稳性极差, 地层渗透系数大, 经过前期的连续两次台风, 导致大量降水, 洞身上部的表面土体四周渗入大量水, 长时间泡水, 使强风化的岩石强度急剧降低, 减小了隧道结构面的抗剪强度, 最终导致塌方。洞室的地表土体埋深浅, 浅埋地段的埋深基本小于40 m。

3.3 隧道处于浅埋段和偏压造成的塌方

左洞洞顶ZK22+841~ZK22+889段属于浅埋段, 埋深为4~26m, 浅埋向的出口和左侧呈斜坡状, 隧道始终处于严重偏压, 偏压也是造成此次坍塌的另一个重要因素。

3.4 隧道右洞施工爆破震动松动诱因

天竺寺隧道为连拱式隧道, 在右洞施工过程中爆破、挖掘震动会使堆积岩石松动并在雨水的作用下加剧推压, 是此次坍塌形成的重要原因。

4 隧道塌方处理措施

2012-08-21, 塌方事故发生后, 为防止左线边坡进一步滑动, 及时用彩条布对凹槽进行封闭, 对边缘段施做截水沟便于及时排水, 使地表形成封闭, 并对塌方体进行施工处理, 在塌方体的表面处喷射一层C25早强混凝土, 厚度为20cm, 并挂网将塌方体封闭, 采取施作超前双层小导管注浆加固方案 (见图2) , 达到稳定围岩效果。

4.1 开裂、侵限段落的加固处理

左线边坡塌方破坏了ZK22+841~ZK22+889段初期支护结构以及护拱钢架, 长达48m。由于塌方破坏, 使拱顶初期支护出现较大的下沉变形并出现几条较大裂缝。为了防止扩大塌方范围, 稳住前端的初期衬砌支护, 减小下沉变形, 对山体坍塌凹槽和左洞洞内掌子面采取了如下加固措施:

1) 对山体坍塌凹槽进行适度夯实, 并采用φ70小导管局部支护注浆, 间距为180cm×180cm, 使用碎石土回填恢复原地面。地表注浆施工时控制好角度, 确保注浆的质量, 起到固结松散塌体的作用。注浆时的控制要点主要有:注浆孔位置应根据实际地形进行调整;采用φ80mm地质钻机成孔, 钻进过程中控制垂直度, 成孔后立即安装φ70mm的PVC管进行注浆作业;单孔注浆采用间断注浆, 注浆到浆液从其他山体裂隙中流出后暂停注浆, 待围岩内浆液基本初凝后再补充注浆, 避免浆液溢流;浆液配比采用1∶1水泥浆, 压力应控制在0.5~1.0 MPa, 终压控制在1.5 MPa。

2) 对桩号ZK22+841~ZK22+889左洞坍塌掌子面双向施做双层小导管并进行注浆, 小导管采用外径为42mm、厚3.5mm的热轧无缝钢管, 钢管长度为6m, 钢管环向间距为40cm, 搭接长度不小于2m, 外插角为10°和45°左右。小导管注浆采用水泥浆, 水泥浆的水灰比为1∶1, 注浆压力为0.5~1.0 MPa。施工后, 技术人员及时对隧道稳定性进行监控量测, 发现在小导管注浆后, 围岩比较稳定, 基本没有变形, 能够满足预期效果。

4.2 塌方处理技术方案

该塌方段的围岩地质为V级围岩, 塌方体长度为48m, 高度为36 m, 塌方体数量约为1 170m3。先做好隧道的地表排水, 浇筑砼稳定塌方体, 施作注浆小导管, 再立拱架, 进行二衬施工。

4.2.1 加强监控量测

在隧道塌方段内外范围进行定时、定位观测, 做好位移观测, 及时对现场测量数据进行回归分析, 判断围岩稳定性, 掌握隧道塌方体的动向, 以便采取对策抢险。

4.2.2 处理隧道塌方体

1) 为稳定隧道塌方体, 在塌方体表面喷射C25早强混凝土, 厚度为20cm厚, 并挂网让塌方体形成封闭。

2) 在隧道塌方段内打双层超前注浆小导管, 规格为φ42×3.5mm, 采用扇形布置, 长度为6m, 小导管外插角分别为10°和45°, 其环、纵向间距分别为40cm和250cm。

3) 在小导管注浆后, 围岩固结强度及超前支护强度满足设计要求后, 才能开挖隧道塌方段的土石。严格按照三台阶施工工序图进行施工, 进行短尺度挖掘, 挖掘尺度不超过60cm, 按照掘进尺度分段清理塌方体到设计轮廓线后的土石, 及时喷注混凝土并架立22b工字钢 (间距为60cm) 。在施作钢支撑架设后, 立刻按设计图纸复喷混凝土。

4) 设计处理的初期支护主要是施作双层超前注浆小导管φ42×3.5mm, 小导管的外插角为10°或60°, 长度为6m, 环、纵向间距为40cm×250cm, D25中空注浆锚杆 (长3.5m, 间距60cm×60cm, 梅花形布置) , 挂网喷注厚度为30cm的C25砼, 拱架间距为60cm的22b工字钢。

5) 塌方处理后的二次衬砌等级比原设计高出一个级别, 将原设计二衬的厚度由55cm改为65cm施作, 混凝土标号从原设计的C25标号提高至C30标号, 钢筋直径也改为Φ25mm, 间距为20cm。

6) 采用C30细粒水泥浆, 注浆压力应为0.5~1.0 MPa, 使水泥浆液在土体中扩散, 根据现场试验情况确定施工时的注浆量。施工注浆时, 先从拱墙注浆, 再从拱部注浆, 并采用隔孔注浆方式。注浆的压力会逐步升高, 达到设计终压后还应继续注浆15min以上。

7) 在完成初期支护后, 仰拱要及时施工, 使隧道内部拱形尽快闭合, 二衬衬砌紧跟着初期支护施作, 保证塌方体变形小并稳定塌方体。

4.3 隧道施工要求及注意事项

1) 洞顶段施工完毕后才可以进行暗洞施工;

2) 施工中应做好监控, 监控信息应及时反馈, 以指导设计和施工, 确保人员安全;

3) 施工单位一定要由领队带班, 技术人员和安全员轮流值班, 遇到突发事件时应采取应急处理措施。在施工过程中, 应以安全为重, 为防止作业人员疲劳, 采用4班以上工作制, 禁止无关人员进入洞内, 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。并及时上报, 采取临时加强措施;

4) 严格控制护拱段的开挖进尺, 以免开挖进尺过大造成岩层下缘过多脱空;

5) 初期支护的钢支撑落底要实, 纵向连接钢筋必须采用双面焊, 严禁点焊或虚焊。

5 结论

1) 要能够理解新奥法的施工要点, 加强隧道监控量测工作, 按规定进行量测, 做好回归测量分析, 及时反馈信息以便指导工程施工;

2) 在隧道浅埋地段且围岩地质差的地段施工时, 要遵循“短进尺, 弱爆破, 紧支护, 勤量测”的指导方针。实践证明, 按照新奥法的施工方法施作能降低塌方事故的发生;