沟槽塌方施工方案
峨嵋山路工程(盐渎路~嘉陵江路)，位于盐城经济开发区，路线呈南北走向，道路全长为4954.71m.道路红线宽40m,管线为2条雨水管道，沿线共有板涵8座，桥梁1座。
二、沟槽概况
A、雨水管道#
雨水管管材及基础
管材：de400~de500采用PVC-U密封橡胶圈承插接口管;d600~d800采用钢筋砼Ⅱ管，承插口橡胶圈接口;d1000采用钢筋砼平口Ⅱ管，钢丝网水泥砂浆抹带接口。雨水连接管de300采用PVC-U管。
基础：DN300~DN500采用UPVC砂石垫层基础;DN600~800钢筋混凝土管采用120°砂石基础，DN1000采用120°砂石混凝土基础。
国道某线通道改建工程是省干线公路改造重点项目, 全长39.324km, 起于山岭重丘二级公路技术标准, 设计行车速度40km/h, 路基宽8.5m, 路面宽7.0m。独岩隧道地处大镇, 在A1标合同段内, 起止桩号k1+685~k1+945, 全长260m, 隧道主洞建筑限量净:1.0m+0.5m+2×3.5m+0.5m+1.0m=10.0m (按60km/h预留) , 隧道建筑净高5m。隧道进口端k1+685~k1+715地层为风化板岩及亚粘土层。亚粘土层厚1.5~5m, 全风化板岩层厚2.5~6m, 岩质风化较为严重, 节理裂隙较发育, 围岩较弱、层间胶结差。参照有关设计规范, 结合钻探及物探资料, 该段围岩设计评定为Ⅳ级。
2 长管棚施工
2.1 长管棚设计参数
钢管规格:为热轧无缝钢管Φ108mm、壁厚6mm、节长3m或6m;管距:环向间距50cm;倾角:仰角1°;方向:与路线中线平行;钢管施工误差, 径向不大于20cm;隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50%, 相邻钢管的接头至少错开1m。
2.2 长管棚施工
(1) 配备xy-28-300电动钻机, 钻孔并顶进长棚钢管;
(2) 本方案采用C25钢筋混凝土套拱作长管棚导向墙, 套拱在明洞外轮廓线以施作;
(3) 管棚应按设计位置施工, 应先打有孔钢花管, 注浆后再打无孔钢管。钻机立轴方向必须准确控制, 以保证孔口的孔向正确, 每钻完一孔便顶进一根钢管, 钻进过程应经常采用测斜仪测钢管钻进的偏斜度, 发现偏斜超过设计要求, 及时纠正;
(4) 钢管接头采用丝扣连接, 丝扣长15cm, 为使钢管接头错开, 编号为奇数的第一节管采用3m钢管, 编号为偶数的第一节管采用6m钢管, 以后每节均采用6m长钢管;长管棚的长度大于25m, 越过隧道塌方区。
2.3 长管棚注浆
长管棚注浆按管棚周围有限范围内土体设计, 浆液扩散半径不小于0.5m, 注浆采用分段注浆。其注浆顺序为:先注内圈孔, 后注外圈孔, 从拱顶向下顺序进行:
(1) 注浆机械:BW-250/50型注浆泵2台。
(2) 灌注浆液:水泥-水玻璃浆液, 浆液的浓度、胶凝时间应符合设计要求, 不得任意变更。
(3) 注浆参数:水泥浆水灰比1∶1、水玻璃浓度35波美度、水玻璃模数2.4。
(4) 注浆压力:初压0.5~1.0MPa、终压2.0MPa。
(5) 注浆前应先进行现场试验修正注浆参数, 以利施工。
(6) 注浆结束后及时清除管内浆液, 并用M30水泥砂浆充填密实, 增强管棚的刚度和强度。完成长管棚注浆施工后, 将长管棚周围破碎地层固结为整体, 在长管棚支护环的保护下, 由地面向下逐步清理洞内塌方。随着塌方的逐渐清除, 初期支护逐段推进, 初期衬砌快速成环, 接着施工二次衬砌;在二次衬砌完成后, 然后进行明洞和洞门的施工, 最后完成明洞洞顶回填。
3 隧道进口端仰坡段塌方起因分析
为加快隧道施工进度, 施工单位决定由两端同时向中间掘进, 隧道进口端的施工始于2007年10月, 仰坡刷坡处治完成之后, 按着进洞掘进。施工开挖时, 围岩坡碎、岩层为全强风化板岩、节理裂隙十分发育, 裂隙间软弱夹层, 开挖后不能自稳, 极易发生塌方。由于地质情况变化, 为确保工程质量及施工安全, 结合有关监控量测报告, 该段初期衬砌由原设计S4b复合衬砌, 调整S5复合衬砌, 并加强超前支护。通过采取上述措施后, 于2007年11月底掘进到k1+710处, 掘进了25m。由于受到冰冻和今年春季长时间雨水冲刷, 已经刷坡处治过的进口端山体发生大面积塌方, 洞口被封, 已开挖且已初期支护的25m隧道也同时发生塌方。
4 坡面锚喷支护
4.1 从坡面顶开始
由上至下施工, 第1排布置长400cm、间距100cm×100cm、42×3.5mm注浆小导管, 管壁每隔20cm交错钻孔, 眼孔直径为Φ8mm, 第2排、第3排按梅花形布置长400cm、间距100cm×100cm、Φ22水泥砂浆锚杆;以下按上述方法依次布置注浆小导管和水泥砂浆锚杆。
4.2 注浆小导管安装
用xy-28-300电动钻机对准标定的孔位钻至设计深度, 孔口位置与设计位置的允许偏差为±10cm, 钻孔结束后应掏孔检查, 在确认无塌孔和探头石时, 然后顶进注浆小导管, 顶进至设计深度, 即完成注浆小导管安设。
4.3 注浆小导管注浆
注浆时采用全孔一次灌入, 且速度由快到慢, 单孔注浆结束标准是用注浆量和注浆压力控制, 当单孔注浆达到设计要求, 可结束本孔注浆。小导管注浆顺序为:先注无水孔, 后注有水孔, 从上至下进行。如果窜浆或跑浆, 可间隔一孔或数孔灌注。注浆结束后, 应利用止浆阀保持孔内压力, 直至浆液完全凝固。
4.4 水泥砂浆锚杆钻孔
用xy-28-300电动钻机对准标定的孔位钻至设计深度, 孔口位置与设计位置的允许偏差±10cm, 钻机结束后应掏孔检查, 在确认无塌孔和探头石时, 用高压风将孔眼冲洗干净, 并用塞子塞紧孔口, 以防止石渣或泥土掉入孔内。
4.5 水泥砂浆锚杆注浆
(1) 砂浆标号不低于C20, 砂浆配合比为水泥∶砂∶水=1∶10∶0.5, 砂浆应拌和均匀, 调整好其和易性, 随拌随用, 应在初凝前用完;
(2) 先注浆后插杆时, 注浆管应先插到孔底, 开始注浆后, 徐徐均匀地将注浆管往外抽出, 并始终保持注浆管口埋在砂浆内;
(3) 注浆时应堵塞孔口, 随水泥砂浆的注入, 缓慢匀速拔出注浆管后, 随即迅速将锚杆插入, 若孔口无水泥砂浆溢出, 应将锚杆拔出重新注浆;
(4) 锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的95%, 杆体到位后, 要用木楔或小石子在孔口卡住, 防止杆体滑出。一般3d内不得随意碰撞和敲击锚杆。
4.6 挂钢筋网喷射混凝土
待整个坡面注浆小导管和水泥砂浆锚杆均安设完毕及注完浆后, 由上至下挂20cm×20cmΦ6mm钢筋网, 喷射10mm厚C20混凝土, 混凝土的和易性及配合比要满足设计要求;至此坡面锚喷支护全面完成。
5 仰坡段塌方处理方案
隧道仰坡段塌方后, 为保证施工安全和工程质量, 特邀请了有关专家和设计单位设计人员对现场进行了实地勘察, 经现场专题会议确定了详细的处理方案, 其施工工序为:施作截水沟-清除坡面松散土形成多级仰坡-每级仰坡坡脚设置排水沟-坡面由上至下锚喷支护-施作长管棚-清理洞内塌方-施作初期支护-施作二次衬砌-施作明洞-施作洞门-明洞洞顶回填。
6 坡面刷坡处治
在离坡面顶5m远的上方, 设置一条截水沟, 截水沟用水泥砂浆浆砌片石而成;在坡面由上至下清除坡面松散土, 并形成多级仰坡;在每级仰坡坡脚处设置排水沟, 排水沟用水泥砂浆浆砌片石而成, 排水沟应将水排至仰坡以外截水沟中
参考文献
[1]任会, 赵明华, 张进华, 等.土地坳隧道塌方段注浆方案综述[J].
吴起县小沟门锅楼房至鸵鸟台换热站
一级供热管网工程
土 石 方 施 工 专 项 方 案
延安市嘉泰建筑安装有限公司
二零一二年八月一日
延安市嘉泰建筑安装有限公司 吴起县小沟门锅楼房至鸵鸟台换热站一级供热管网工程--土石方施工专项方案
目 录
一、工程概况„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
二、防汛防雨要求„„„„„„„„„„„„„„„„2
三、沟槽的临时排水系统„„„„„„„„„„„„„2
四、沟槽开挖„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
五、地下管线和周围构筑物的保护„„„„„„„„„3
六、质量标准„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
七、沟槽回填„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
延安市嘉泰建筑安装有限公司 吴起县小沟门锅楼房至鸵鸟台换热站一级供热管网工程--土石方施工专项方案
一、工程概况：
本工程吴起县小沟门锅楼房至鸵鸟台换热站一级供热管网工程。本标段内最大挖深为7.50m。本标段由小沟门和鸵鸟台二段组成，全长约3400 米。按照相关文件的要求，特编制本土石方施工方案。
二、防汛防雨要求
本工程全部施工期为60 施工日历天，8 月5 日开工。施工期间度过汛期及雨季。所以对防汛防雨采取经常性的措施，采取如下应急措施：
1、工程项目部准备3-5 台备用抽水泵防备下暴雨时急用。
2、气象预报有暴雨时，工地增派施工人员和电工值班，以便及时参加排水。
3、对暴雨积水时，服从指挥部和相关机构对抢险救灾工作的整体安排。
三、沟槽的临时排水措施按照不同施工段的实际情况进行安排、地面排水：管道施工期间设置临时排水设施。临时排水通道设置在各个不同路段，并在正式施工前完成临时排水通道的设置。、沟槽内排水：在管道底部设0.3×0.3m 的排水边沟且每隔50m 设一集水井以Φ100mm口径污水泵排水。
四、沟槽开挖措施
测量后，定好沟槽的开挖中心线，确定槽口开挖宽度，并用石灰线标明开挖边线，开挖过程中如遇有土质较差的地段应加大开槽坡度，开挖时，及时控制中线和槽底高程。
延安市嘉泰建筑安装有限公司 吴起县小沟门锅楼房至鸵鸟台换热站一级供热管网工程--土石方施工专项方案
开挖口线5 米以内，不得堆土或堆放杂物。
采用履带式挖土机挖土，由于该地段下大部分为岩石层，所以边坡暂按0.30放坡系数进行放坡，开挖后根据实际状况适当加大放坡系数，开挖边坡由现场监理单位、设计单位、建设单位、施工单位现场确定。挖至距设计高程±10cm 位置停止机械挖掘。
投入机械：履带式挖土机3 台，水泵Φ10Omm 3台。
五、地下管线和周围构筑物的保护
1、原有地下管线保护措施
原有地下管线保护；根据现场勘察时业主提供的依据，及管线图所示：我们项目部总体上：）思想上要对管线保持高度重视。）人工开挖探槽，施工前必须全部暴露清楚，便于保护。）落实专人负责。）管线保护工作首先办好监护，后落实专门措施，这样能有效地加以保护。
为保证公用管线在施工期间的安全，本公司拟定如下具体管线保护措施，并在施工过程中认真贯彻实施。
1、项目部组成以项目经理总负责，项目部文明施工员、工地公司负责人参加的管线保护领导小组，加强管道施工期间对原有管线的保护工作。
2、教育每个职工从思想上高度重视保护公用管线的重要性及损坏公用管线的危害性，特别是在路口附近，现场操作人员在施工过程中更应高度重视。
3、施工开工前，根据施工图与有关单位联系，并请他们到现场监护、办好有关手续（监护交底卡）。对图纸上未标明或模糊不清的地段，应委托有关物探单位进行现场测查，物探资料应分发到管线施工小组所有成员，并由工地主管向
延安市嘉泰建筑安装有限公司 吴起县小沟门锅楼房至鸵鸟台换热站一级供热管网工程--土石方施工专项方案
现场施工人员和作业班组长进行详细交底。在沟槽开挖前必须开好探槽，摸清周围管线实际走向、分布情况，对于地下管线情况不明的地段，应当人工先进行试挖，严禁盲目使用机械开挖，造成野蛮施工，破坏地下管线。管线单位接到施工单位要求了解管线走向、分布情况委派监护的通知的，应积极地为施工单位提供管线详细情况，并派熟悉情况、工作认真的同志到现场进行监护，为施工单位创造条件提供方便。管线挖出后，请业主通知公用管线单位监护，共同商量决定具体加固措施。重要管线保护必须制订具体加固方案，实施时昼夜派人监护周围。加快施工进度，抓紧时间，缩短工期，使管线早日恢复原状。发生意外情况的处置措施：在施工中万一出现意外情况，工地负责人应该临危不乱，及时向有关单位反映要求组织抢救；另一方面立即报告自己上级主管部门领导，保护事故现场，把出事地点护栏或彩条带围起来，组织临时纠察队，防止伤害行人或事故扩大，施工单位领导必须组织人力、物力、财力、配合公用管线单位全力以赴投入抢险任务，缩短抢险时间，使管线尽快恢复，减少国家损失。事后要按照“三不放过”原则分析事故原因，分清事故责任，提出整改措施，杜绝类似事故的发生，并对有关人员进行通报批评或处罚等。在实施管道安装中，在碰及旧地下水管道时要事先考虑如何维持老管的排水，我们准备先摸清施工区域内原有网的分布走问，管底标高等有关必要的参数，有条件的则利用老管本身的管网系统临时改接作为临时排水，无条件的则在施工中应另行考虑排设临时管。总之，保护公用管线，在施工期间，要做到天天讲，时时讲，警钟长鸣。保护公用管线，主要依靠现场施工广大职工和全体现场管理人员，施工单位还特别需要各公用管线现场监护人员的指导、督促和帮助。、周围构筑物的保护
延安市嘉泰建筑安装有限公司 吴起县小沟门锅楼房至鸵鸟台换热站一级供热管网工程--土石方施工专项方案）施工过程中，地面及附近建筑物均设置沉降观察点。2）落实专人，经常观察，做好记录。）挖土时不将余土堆放在建筑物一侧，这样减轻基槽边压力。
六、质量控制
进场时由测量人员仔细校核水准点及坐标点，并按照相关规范建立施工控制网。沟槽开挖前将水准点引至开挖区域，并校核无误后才进行开挖，开挖中随时控制开挖高程、挖后及时校核槽底高程。
沟槽开挖时，槽底的宽度应符合设计要求（有支撑沟槽需另加支撑尺寸）应严格控制沟槽宽度和基底高程，不得超挖或扰动基面。槽底不得受水浸泡。
开挖沟槽的质量标准：槽底松散土、淤泥、大石块等杂物必须清除，保持槽底不浸水。
七．沟槽回填
管道施工完毕并经试压合格后，沟槽应及时回填： 1、回填土中不得含砖、石、木块以及有机物、冻土和垃圾等；、回填土的每层虚铺厚度，应按采用的压实工具和要求的压实度确定，一般不应大于200mm；、回填分层进行，不得损伤管子。
回填材料质量应符合设计要求。若采用推土机或碾压机碾压，混凝土顶以上的覆土厚度不得小70cm。
浙江舜华建设工程有限公司 万金大厦项目部 2013年10月1日 深基坑安全防护措施
项目部在项目经理的领导下，安全员具体全负责安全技术措施的制定和监督管理。建立交通安全、施工安全和文明安全的综合性管理小组，项目经理负责人，安全员任安全生产技术负责人。
建立交通安全、施工安全和文明安全的综合性管理小组，项目经理任负责人，安全工程师任安全生产技术负责人。
做好挂牌施工，将工程名称、工程规模、施工期限、各级负责人及工程示意图公布于众，接受社会监督。
在沟槽开挖前，探明地下管线走向标高，并开挖样洞，插上红旗，施工中随时监测，并加以保护
在道口和沟槽周围设置安全封闭安全护栏，设红灯示警，并派专人监护和指挥过往车辆。根据土质情况做好沟槽放坡、降水和支护工作，沟槽旁边不得堆放建筑材料，并防止车辆振动引起土壁坍塌，施工人员不得擅自更改施工设计。
机械挖运土方，应有专人指挥运行，沟槽内修坡清底人员与铲斗保持一定距离。施工工期间，所有工作人员应佩带标牌，戴安全帽进入现场。
加强现场电器安全管理，所有线路按规定架设，所有电器均设漏电保护器。加强现场防火安全管理，在堆放易燃材料和重点仓库设置灭火器材。安全作业注意事项：
起重指挥应由技术熟练，懂得起重机机械性能的人员担任。指挥时应站在能够照顾到全面工作的地点，所发信号应事先统一。
所有人员严禁在起重臂和吊起的重物下面停留或行走。吊装管道时，严禁在扒杆回转半径内停留。
吊装过程中，不得站在管道两侧操作，以防发生伤人事故。
开挖基坑的泥土应堆放在坑边一米以外，并且高度不得超过1.5米。
梯子不得缺档，不得垫高使用。梯子横档间距30厘米为宜。使用时上端扎牢，下端应采取防滑措施。如需接长使用，应绑扎牢固。
下雨之前对边坡上口做好地面水收集阻挡措施，以免地表水冲刷导致基坑边坡垮塌。基坑支护塌方处理预案 塌方情况：
万金大厦项目，基坑北面围护护坡大面积塌方。此地理位置处于头甲村农田及池塘，基层有大量淤泥，土层复杂，基坑外围塌方后检查过程中发现大量砂土层与粉质粘土断面，以及部分回填土不实。该地段地下水丰富，而且当天有中雨，在雨停后出现大面积塌方。
在塌方后，业主召集总包、监理、工程部、基坑支护队、土方队开会。立即制定处理方案。塌方分析原因： 首先：工程地质原因，塌方部位处在砂土层与粉质粘土层交界带，砂土与粉质粘土没有拉力，在塌方后发现断面光滑，在下层有积水迹象。其次：基坑支护方案与现场情况不符。
第三：在没有勘探清楚地质情况下进行开挖。第四：连续降雨。
第五：基坑开挖时间过长，坡脚多次泡水。处理方案： 开会决定：
首先：拆除基坑顶部围护以及电源。重新安装给水管，保证不影响售楼部正常用水。
然后：动用5台挖掘机进行基坑塌方处理。把原有基坑顶部做好的钢筋加工场地挖开2米，从原有1:1坡度改为1:1.5。
第三：采取雨季施工应急措施，动员50名施工抢险人员，在基坑底部用4米钢管打入基底土层3米，钢管间距为200mm，然后用竹胶板挡在留有一米的钢管内，用沙袋灌砂做起宽800mm高1200mm长80米的挡墙。最后处理完毕后在基坑底以及基坑顶设立观测点，做好位移及下沉记录。
第四：清理被埋物品及材料，在基坑顶3—5米进行硬化，做好挡水坡。第五：做支护处理。处理示意图 总结预防：
雨季施工是塌方多发期，在施工期间各单位应提高警惕，提前做好雨季施工应急措施准备，增加巡逻人员，安全员、水电工多加巡视，一旦发现情况要马上处理或者向上级汇报。在处理塌方过程中，第一要注意安全，做好防护，防止引起第二次塌方，第二行动迅速，跟时间赛跑，争分夺秒，在查看塌方详情后立即制定处理方案，在最短的时间内解决问题。并对为塌方段进行检查，一旦发现异常，要及时上报、处理。附图：塌方后土层交界带彩图 深基坑开挖技术交底书
交底单位：浙江舜华建设工程有限公司 工程名称
万金大厦
受控编号
/
交底单位 浙江舜华公司
日期
2013年10月1日
接收单位
/
接收人
挖土班
交底内容：
深基坑安全技术交底
一、基坑土方开挖安全保证措施
(1)开挖基坑前，认真作好现场调查研究，了解施工区域内原有的地下建筑物、地下管线及其它影响正常开挖设施的分布情况。
(2)按设计要求在基坑内外作好降水准备工作，在基坑四周设置排水沟，及时排水。
(3)基坑开挖后四周用钢管设置1.2m高防护栏进行围护，安装围护网，并涂刷醒目标记确保夜间施工安全。
(4)围护结构必须封闭合拢后才能开挖，开挖过程中应注意土壁的变动情况，如有异常现象，应立即停止开挖，及时上报，并采取加固措施。
(5)开挖过程中按设计要求周期性对桩位及埋设的水准点进行观测、量测，及时掌握桩的位移和基坑沉降，确保基坑开挖安全稳定。
(6)当土方开挖到相应支撑处，必须按设计要求及时架设钢支撑，使基坑的变形满足设计要求。
(7)经常检查土壁的稳定情况。
(8)由于基坑开挖后，底部不可避免会有少量积水，因此特别注意用电安全，经常检查各种用电设施、漏电保护器及电缆线的完好性，发现漏洞及时改正。
(9)土方外运时,所有运输及装卸机械必须遵守其相应的<<安全操作规程>>,司机持证上岗,进入市区时遵守交通法规,不超运超载。
二、施工安全保证措施
（1）进入施工现场人员一律戴安全帽，并接受入场教育。
（2）对施工人员加强安全施工的教育，定期进行安全检查专业安全检查。（3）基坑支护由有资质的专业人员施工，对加工机械的安全操作规程及注意事项进行交底，并由机械技师对所有机械性能进行检查，合格后方可使用。
（4）土方开挖时,要按标准放坡，本工程采用高压喷射砼护壁，保证基坑的稳定性，基坑周边必须设置防护栏杆，上下基坑搭设临时马道。
（5）土方开挖时挖掘机开挖，避免挖土机械碰撞土壁和桩身。
（6）要注意基坑支护结构内的水平位移及地面沉降监测，其控制范围为水平位移不大于5.0cm，地面沉降不超过2.5cm以内。
（7）意外原因造成基坑变形过大处理措施
外界条件突然骇变（如基坑外附近管线漏水、地面荷载突然增大），或其它原因造成桩背后土压力增大，通过位移观测，桩顶位移超过5cm（警戒值），应采取加固措施。如加强钢支撑、补加锚杆加固以阻止位移继续扩大，确保基坑及周围建筑物的安全。
（8）施工期间，安全员全面负责安全监督工作，发现不安全因素，随时排除，并采取有效预防措施。
三、其它安全控制防范技术措施
针对本工程特点，深基坑施工、车辆运输、施工用电为控制防范的重点，并采取以下措施：（1）深基坑开挖前，认真进行基坑支撑、纵坡稳定性检算，并根据计算结果采取有效的措施。在方案报监理批准后，严格按批准的方案实施。开挖后在四周搭设围栏，做好临边防护。在基坑开挖过程中，加强对基坑量测和对周围建筑物的监测工作，根据量测和监测反馈的信息，及时修正施工开挖、支护参数，确保基坑稳定。
（2）各工种进行上下立体交叉作业时，不得在同一垂直面上操作。施工时认真搞好个人防护，正确使用安全帽、安全带、安全网。（3）施工用电的安全防护措施：认真做好施工现场临时用电设计，制定电气安全操作规程、安装规程和运行管理规定、电气维修检查制度。做好电气交接班记录、接电电阻测试记录和漏电开关测试记录。现场临时用电线路严格按施工组织设计进行布设，严禁乱拖乱拉。施工现场使用统一标准配电箱。施工电器设备的保护接地、接零措施严格按照规定实施，工作手灯使用安全电压。经常对现场用电设备进行安全检查，定期测试漏电开关及接地电阻，发现隐患立即整改。
（4）做好运输安全工作。对运输设备必须定期进行安全检查并派专人维护；运输车辆在施工区域要缓慢通行，在坡道上停放时要采取防溜放措施；出入工地车辆必须冲洗。土方运输车辆要有防止泥土掉落措施。
（5）抓好安全培训和安全技术交底工作，严禁无证上岗，杜绝违章作业。监理签字：
处置方案
批准：
审核：
编制：
2016年3月
XXX风电场自然灾害防护、道路山体滑坡、塌方处置方案
一、技改背景：
XXX风电场场址距城约30km，海拔高程在2260米～2663米之间。XXX风电场一期装机容量48兆瓦，拟安装单机容量为2兆瓦的风力发电机组24台。风电场于2013年12月10日投产发电，2014年10月风机通过240进入质保期。
二、技改原因
XXX风电场修建于平坦开阔的山顶地带，区域内衣荒草地为主，零星分布有灌木林、低矮乔木，海拔高程在2260m~2663m之间。生态环境较为脆弱，局部有山体滑坡现象，雨季降雨量大，道路出现塌方次数多，需要进行清理。部分道路排水沟不能满足排水需求，对排水量较大的地段扩建排水沟；塌方路段进行清理或修建挡土墙；清理排水沟，使排水通畅；修复被雨水冲毁路面；保障检修车辆安全正常通行。多台风机基础边坡已出现沟壑，接地网有部分外露。需对风机基础边坡进行整改，将沟壑填平，对裸露的接地扁铁进行覆盖，对存在滑坡隐患的边坡修筑挡土墙，并恢复植被。
三、技改工作计划
本次技改工作是针对环保水保验收复查整改项：对塌方路段进行清理修筑挡土墙并恢复植被，对不能满足排水需求的路段扩建排水沟，使排水通畅，修复被雨水冲毁的路面；对风机基础边坡的沟壑进行填平处理，对裸露的接地扁铁进行覆盖，在存在滑坡隐患的风机基础边坡修筑挡土墙。技改后的效果：道路排水沟满足雨季排水需求，有效控制道路边坡滑塔现象，道路平整满足风电场检修车辆通行需求。道路绿化满足环水保要求。有效控制风机基础边坡滑塌现象，确保风机基础边坡无明显沟壑，无外露的接地扁铁。
计划时间如下: 4月1日到4月31日（方案审批、立项）5月1日到5月31日（采购、询价）6月1日到7月31日（项目实施）8月1日到9月15日（项目验收）
四、具体方案
1、道路平整：对被冲毁的里面进行修复，填平道路坑洞，将道路上的滑塌物清除干净；
2、排水沟疏通：对被堵塞的道路排水沟进行疏通，确保排水畅通；
3、新修排水沟：对不能满足排水需求的路段重新修筑排水沟，加大排水容量，并进行相应的硬化处理，以防止排水冲刷形成沟壑；
4、修筑挡土墙：在易塌方路段修筑挡土墙，确保有效控制道路边坡的滑塌现象。
5、风机基础边坡修筑挡土墙，防止风机基础边坡垮塌；
6、对风机基础边坡沟壑进行填平处理，并修筑排水够，防止雨水冲刷后再次形成沟壑；
7、对外露的接地扁铁进行覆盖，覆盖后测量风机接地网接地电阻符合设计要求；
8、植被恢复：对道路及风机边坡进行植被恢复。
五、注意事项及安全防护措施
1、施工过程中不能占用未征用的土地；
2、施工前应对地下的管线做好勘察，做出明显标志；
3、在施工路口设置安全巡逻人员，引导车辆和行人绕行安全地带；
肯尼亚内罗毕国际机场排水项目地处东非高原,表层土厚约0.5 m～0.8 m,表土以下多为岩石,岩石主要为玄武岩火山石、响岩,灰黑或青黑色,细密坚硬。地表下1.2 m以内岩石有不同程度的风化,节理较为发育,1.2 m以下基本为完整的坚硬岩石。
机场排水管线沟槽设计宽度0.96 m,考虑到包管混凝土立模板的需要,实际开挖沟宽1.56 m,管线埋深1.5 m～7 m不等,多在3 m～4 m。内罗毕国际机场是非洲东海岸繁忙的中转枢纽,且管线要穿越一个较大的人口居住区,部分管线非常接近建筑物,最近处不到2 m,因此对爆破震动控制要求非常高。
2 爆破方案选定
由于肯尼亚当地爆破材料的限制,可供选择的爆破材料种类不多,经爆破工程师和项目部研究决定采用浅孔爆破为主,配合一定施工范围内的微差爆破,以保证机场、村庄和建筑物等设施的安全。限于当地劳工的技能水平,采用垂直钻孔法进行爆破,炮孔孔径为38 mm。沟槽深度在2 m以内采用一次拉通爆破法开挖,每段长度20 m～30 m;沟槽深度在4 m以内进行两层爆破;4 m以上分三层进行爆破。
3 爆破材料选用
3.1 炸药选用
对于有地下水的管沟或在雨季施工时选用粉状硝化甘油炸药。对于无地下水的管沟或在旱季施工时选用硝铵炸药。
3.2 起爆药选用
硝铵炸药在起爆时需用起爆药包起爆,起爆药为直径22 mm的胶质硝化甘油药卷,抗水性强、爆炸威力大,每孔使用长度约6 cm。装药前,先用小刀切取约6 cm长度的硝化甘油药棒,用透明胶带固定在导爆索的端部,与导爆索一起放入炮孔底部,然后再装入硝铵炸药。
3.3 导爆索选用
从内罗毕市TWIGA公司可购得导爆索,导爆索用黑索金作为索芯,用棉、纱、纸条及防潮材料包缠成索状,外径5.8 mm,红色或红白绿间绕颜色。雷管引爆后,通过导爆索高速传递的爆轰波,引爆起爆药和硝铵炸药,可用于水下施工作业。导爆索的特点为:操作时不怕杂散电流和雷电袭击,耐冻、耐热、耐水;可用并联、串联、串并混合的方式组成爆破网;施爆前接上雷管即可起爆,不需要复杂的起爆设备;爆炸爆速不低于6 000 m/s,基本上达到各部位可同时起爆的效果。
3.4 导火索选用
导火索是以黑火药为药芯,外围包缠棉线、纸条和防潮层,外皮为绿色或白色胶质层,其特点为日晒后易使防湿涂料溶解,受凉后易折断,受潮后不能点燃。导火索的作用为传递燃烧,引爆火雷管。使用时用点火绳点燃导火索,导火索的长度为1 m,正常燃速为100 s/m～125 s/m,可以安全地燃烧100 s～125 s,有足够的时间让点火人员撤到安全区域。
3.5 雷管选用
沟槽爆破是在露天条件下进行的,采用导火索引爆,因此雷管采用6号火雷管,内径6.18 mm,长度36 mm,雷管外壳为铝制,底部有加强帽的球形凹坑,可起聚能作用。
3.6 继爆管的选用
在距离建筑物较近的沟槽部分,为了控制飞石和爆破引起的震动波,需要采用微差爆破,因此要购买继爆管,又称毫秒继爆管,继爆管有单向和双向两种,它与导爆索配合使用,是实现毫秒延期爆破的一种雷管。
4 爆破设计原则
1)严格控制飞石及飞石的距离和高度;2)控制爆破最小抵抗线的方向,使之避开重要建筑物及设施;3)控制爆破规模,采用分段分层法爆破,减小爆破震动波的传送范围;4)选取合理的开挖顺序及爆破参数。
5 爆破设计和施工
5.1 布孔方式
在沟槽爆破中,随着沟槽开挖深度的增加,岩石的夹制作用非常明显,使下层开挖非常困难,且由于爆破漏斗的产生,不可能达到设计的垂直沟壁,实际管沟上开口宽度要大于设计宽度。实际施工过程中深2 m以内的沟槽上口宽约1.8 m,深度2 m～3 m的沟槽上口宽约2.4 m,深度3 m～5 m的沟槽上口宽达4.5 m,超过5 m的深沟槽上口宽达5.5 m。爆破钻孔呈梅花形布置,按照三排垂直炮孔布置,炮孔距管沟边线约0.2 m。
5.2 炮孔装药
5.2.1 装药前的检查
钻孔完成后,将孔内岩粉吹净,并保护好孔口,使孔内无堵塞物和水分,检查孔深和炮孔的最小抵抗线以确定装药量。干孔装散装硝铵炸药,潮湿孔装防水的硝化甘油炸药。
5.2.2 炮孔装药
装药采取反向装药法,连续装药。起爆药卷倒置于炮孔底部,使集能穴向上(朝炮口方向),充分地利用集能效应,使炸药爆轰更完全。装药密度适中,不宜过分压紧,密度过高会引起炸药起爆感度的下降。
5.2.3 炮孔堵塞
为使炸药完全爆炸,取得好的爆破效果,并节省药耗,炮孔要进行完全堵塞,且堵塞长度不能小于最小抵抗线。堵塞用料可以用砂、黏土或砂和黏土的混合物,并保持一定的含水率和土、砂的比例,现场选用砂和黏土的比例为40∶60,含水率15%,也可事先将其混合物搓成泥条备用。堵塞时用炮棍轻轻捣紧,为了增大堵塞孔中回填物的摩擦力,在炮孔的上部距孔口约10 cm处放入少量带有棱角的小碎石,在碎石上面覆盖黏土,用炮棍用力捣紧炮孔即可。这样可以节约炮孔的堵塞时间,也起到了防止发生冲炮现象的作用。
5.3 网路连接、起爆与瞎炮处理
5.3.1 网路连接
导爆索起爆网路采用分段并联网路,将各药包中的导爆索引出,分别与事先敷设在地面上的导爆索主线连接。主导爆索起爆后,即将爆炸作用分别传递给各个药包。对于需要控制抛掷方向的沟槽部分,可以采用如下的连接方式:在每单排炮孔与主导爆索连接处加装一个毫秒微差雷管,这样在起爆时,三排炮孔之间会有瞬间的延时,从而减小振动,且使飞石向先爆炸的炮孔一边抛掷,从而达到控制飞石方向和减小震动的效果。网路布置见图1。
5.3.2 起爆
1)爆破作业一般在工人下班后进行,爆破指挥人员在确认周围安全警戒工作完成后,发出起爆命令;2)爆破指挥人员执行预报、警戒和解除三种统一信号。信号由爆破指挥人员统一发出;3)起爆后,确认炮已响完,发出解除信号,撤除防护人员。
5.3.3 瞎炮处理
1)如果导火索、导爆索及雷管经检查完好时,可以重新起爆;2)用木或竹制工具掏出堵塞物,另装起爆药起爆,或采用聚能穴药包诱爆,严禁掏出或拉出起爆药包;3)在距瞎炮孔不小于0.4 m处,再打平行炮眼,重新装药起爆;4)采用水冲或风吹法处理瞎炮。
5.4 安全防护
1)在爆破的管沟上覆盖厚度不小于5 mm的钢板,然后在钢板上盖土进行防护;2)把废旧的汽车轮胎切割开、展平,用8号铁丝编制成长方形的橡胶板,覆盖在爆破面上,然后再在上面加盖黏土或是砂子进行防护。采用这两种防护方法既可节约爆破成本,又能够很好的保证爆破的安全性。
6 结语
1)内罗毕国际机场排水工程项目石方量大,开挖困难,通过采用浅孔爆破和毫秒微差爆破的施工方法,使石方开挖施工机械化水平达到了98%;2)采用浅孔爆破的方法进行爆破施工,显著提高了沟槽开挖的施工效率,每天可完成沟槽石方开挖300 m3～500 m3;3)沟槽石方开挖浅孔爆破的平均炸药消耗量约q=530 g/m3;4)浅孔爆破施工飞石距离控制在5 m以内,爆破震动速度控制在0.5 cm/s以下,保证了人员、建筑物的安全。通过采用浅孔爆破进行沟槽石方开挖施工,为项目创造了可观的经济效益,保证了项目的顺利完工,并为以后的类似工程提供了相关的经验。
参考文献
[1]杨方渊.工程爆破常用数据手册[M].北京:人民交通出版社,2002:47-182.
[2]伍汉.爆破工程[M].北京:冶金工业出版社,1978:53-136.
[3]刘殿中.工程爆破实用手册[M].北京:冶金工业出版社,1999:28-89.
石马隧道左线ZK48+330～ZK48+350段,原设计及变更设计中均属于Ⅲ级围岩,S3衬砌参数支护(初期支护喷混凝土C20厚10cm,二衬C30素混凝土厚35cm),于2010年6月23日～2010年6月24日按设计完成开挖及初期支护施工。2010年8月16日凌晨,ZK48+330～ZK48+350段出现塌方,塌方面沿隧道纵断面斜着切割,塌方长度20m长,深度最大处9.6m。塌方岩体破碎,裂隙走向NS270°∠65°,ES110°∠61°,岩体呈碎石状,洞顶塌腔内有渗滴水现象。
2 塌方处理方案
2.1 塌方处理范围及步骤
本次加固处理范围:ZK48+320～ZK48+355段,其中ZK48+330～ZK48+350段为塌方段,ZK48+320～ZK48+330、ZK48+350～ZK48+355段为塌方影响段。将ZK48+306～+330、ZK48+350～+374段定为二衬厚度过渡段,以保证过渡段二衬表面顺接。
施工步骤如下:
(1)对塌方及其影响段采用不小于18号工字钢施作环向(应成环)和水平、竖直临时钢支撑,工字钢纵向间距为1m(局部可视情况加密)。工字钢须紧贴岩面,用楔形块顶紧,并与系统锚杆和锁脚锚杆焊接,榀与榀间用纵向连接成整体。在塌方影响段拱部增设系统锚杆(长度3m,间距纵向1m环向1.2m),塌腔长度范围未塌方范围加设拱部系统锚杆(长度3.5m,间距纵向1m环向1.2m)。
(3)对塌腔内表面进行喷混凝土挂网封闭,在确保安全前提下,在塌腔顶部设置简易的棚架作为安全防护,并对塌腔内沿塌腔喷混凝土表面环向加密设置Φ50mm软式透水管至C25素混凝土拱背填充层以上1m,(纵向间距1m)并与纵向排水管相接引入中心水沟。塌方段衬背环向排水管纵向间距按3～5m设置,塌腔内集中出水点附近再适当加密。
(4)在塌腔内、临时环向钢支撑外施做100cm厚C25喷混凝土护拱。
(5)喷混凝土护拱完成后,打设锚杆,并与钢架焊接,然后分层浇注混凝土护拱(分层高度1m,初凝后方能浇注下一层),护拱浇注高度不低于喷混凝土护拱轮廓线外1m。护拱混凝土浇注时应注意加强支撑,以免喷混凝土护拱变形侵入二衬。
(6)尽快浇注影响段二衬,以确保塌方不向纵向发展。根据加固后塌方段衬砌结构图,逐段凿除部分喷层(确保二衬厚度45cm),再逐段浇注塌方段二衬。
(7)施工工序应遵循以下原则:从隧道进口或出口端的一端,逐榀拆除临时钢支撑,欠挖部分应在支撑拆除前进行扩挖,并尽快对护拱与围岩连接部位进行必要的挂网补喷。临时支撑每次拆除纵向总长度不应大于5m,在设置排水盲管和防水层后,应及时模筑钢筋混凝土二衬,以确保施工安全。二衬强度满足设计强度的70%后,才能进行下一段临时支撑的拆除和二衬,依次类推。
(8)隧道钢筋混凝土衬砌完成并达到设计强度的70%后,再对空腔吹填泡沫混凝土。
2.2 塌方处理注意事项
(1)临时支撑应具有足够的强度和整体性,以确保塌方影响段及塌方区域中未塌方范围不进一步扩大。并加强塌方影响段及塌方段的拱顶沉降和收敛位移的监控量测,当位移出现异常或其它不利情况时,应及时采取支撑加强等措施。
(2)喷混凝土护拱应预留足够的富余量,避免侵入二衬。
(3)护拱两端的系统锚杆是确保施工及运营安全的必要措施,应按图纸施作到位。
(4)必须确保二衬的设计厚度和配筋按设计施工,对侵入二衬范围的都必须挖除。应清除虚碴,确保衬砌边墙基础位于稳定的微风化基岩上。
(5)防排水措施应到位,特别应使塌腔内不积水。对围岩渗水要“排得走,排得畅,防得住”。对渗漏水岩面较严重处应打孔排水,并内置打孔波纹管引排至衬背排水系统。对衬砌背后防水板敷设表面应注意采取砂浆抹平等必要的措施以确保平整度要求。
(6)临时支撑的拆除应确保围岩和护拱仍处于基本稳定状态,否则调整减少拆除总长度和模筑衬砌的长度,并采取进一步措施加强护拱纵向连接刚度。
(7)在确保永久护拱混凝土及两端锚杆连接、二衬结构施工质量的基础上,一些施工工序在确保施工安全的前提下也可适当微调。如现浇混凝土护拱也可在二衬混凝土完成后浇注、塌腔内的钢管撑也可在素混凝土充填完成后施作等。
3 结构模拟计算
3.1 模拟方法
本计算采用荷载-结构模式进行计算,按荷载最不利组合进行结构的承载能力极限状态下的配筋计算以及正常使用极限状态下的裂缝验算及配筋结果。
(1)计算方法:
采用荷载-结构模式进行计算,按荷载最不利组合进行结构的承载能力极限状态下的配筋计算以及正常使用极限状态下的裂缝验算及配筋结果。
(2)模型类型:
按2D平面应变问题简化。
(3)单元类型:
衬砌结构均采用梁单元。
(4)材料本构模型:
均采用弹性本构模型。
(5)主要材料:
衬砌结构采用C30混凝土。
3.2 边界条件
衬砌拱脚横向施加位移约束,竖向施加只可承受压力的接地弹簧;衬砌周边施加只可承受压力的接地弹簧。
3.3 计算模型及参数
计算模型如图7所示。二衬厚度为45cm。
计算根据实测塌方情况,以右侧塌方作为控制工况进行模拟计算。具体见表1～表3。
附注:括弧内数值为结构自重对结构有利时取用;工作条件系数取1.1,结构重要性系数取1.1。
3.4 计算结果分析
主要计算结果见图8～图11,图中力的单位为kN,弯矩单位kN·m。
根据计算结果,衬砌结构位移均满足要求,即衬砌结构刚度满足结构安全性要求。对右侧塌方和拱顶塌方的各计算模型进行配筋,结果如表4所示:
由表4配筋结果可知:二衬内外侧主筋均采用Φ28@125mm,可满足结构安全性要求。
4 结论及建议
(1)在隧道塌方处理时,应先加固塌方两侧的影响段后,方可集中精力对塌方段进行处理,否则塌方范围进一步扩大将造成更为严重的生命财产损失。
(2)隧道塌方处理时应充分考虑各种不利工况组合,衬砌结构应保证足够的厚度及配筋量,以确保隧道结构的安全性。
(3)为确保塌方段隧道结构长期运营阶段的稳定性,应对塌腔采用轻质材料填注密实,而泡沫混凝土由于其自身重度小、硬化前流动性好、硬化后整体性强等特点,可成为较好的隧道塌腔填注材料。
参考文献
[1]李志厚.公路隧道特大塌方病害处治方法研究[D].长安大学学位论文,2004.
[2]JTG D70-2004,公路隧道设计规范[S].
[3]GB 50010,混凝土结构设计规范[S].
九龙峡公路隧道为宕昌至迭部二级公路改扩建工程, 位于甘肃省省道S313右侧的九龙峡谷地段, 隧道长722m, 最大埋深为约249m。隧道进口位于S313右侧边坡, 出口位于曲子布卡沟内, 隧址区属于青藏高原东部边缘, 岷山山脉地区, 属西秦岭地槽褶皱系, 隧道起讫桩号为K93+060~K93+782, 全隧道均处于平曲线内。
隧址区属于中高山区, 海拔在2000m左右, 山体陡峻, 沟壑纵横, 地形起伏大, 隧道位于白龙江左岸, 地面坡度在50°~70°。隧道进口段为有一小冲沟, 深约5.0m, 宽3.0~8.0m, 沟内常年无水, 出口段为曲子布卡沟, 沟道呈“V”型, 沟道狭窄, 两侧岸坡陡峻, 沟底堆积少量洪积碎石土层, 有常年流水。隧址区出露地层主要有志留系 (S) 、第四系地层 (Q4) 。隧道主要在泥盆系地层的志留系下统 (S1) 板岩中开挖, 进口段岩层产状为58°∠85°, 出口段岩层产状为60°∠52°, 呈黑褐色, 板理发育, 岩层较破碎, 属较软岩。第四系地层主要有坡洪积 (Q4dpl) 和洪积碎石土层 (Q4pl) 。坡洪积层主要分布于隧道进口段, 厚度大于40m, 主要由块石、碎石土层组成, 颗粒岩性以板岩、千枚岩组成, 黑褐色, 干燥, 中密, 局部含泥量较高。洪积层分布于隧道出口段的曲子步卡沟, 由洪积碎石土组成, 碎石颗粒岩性主要为板岩、灰岩, 潮湿饱和, 中密, 泥质弱胶结。
2 塌方段概况
2.1 塌方段设计支护
隧道塌方段按Ⅴ级围岩施工, 超前支护采用3.0m长φ42超前小导管, 各环搭接1.2m, 斜插角10°~15°, 环向间距40cm, 端头从钢拱架腹部穿过, 每环35根;初期支护喷射C20混凝土厚度为26cm, 分2次喷射;钢支撑采用I20a型工字钢组成, 钢拱架间距为55cm, 段与段之间采用螺栓连接, 纵向采用φ20连接钢筋, 长度为80cm, 环向间距为100cm, 均采用双面焊接, 采用长度为300cm的φ42锁脚锚杆, 与竖直方向夹角约30°;采用φ6钢筋网, 间距为20cm×20cm。
2.2 岩石物理力学性质
对塌方区的炭质页岩取样进行了密度和含水率试验, 以及天然状态和饱和状态的岩石无侧限抗压强度试验, 每组试验均取3各平行试样。密度试验采用蜡封法, 试验得到岩石毛体积天然密度 (ρ0) ;含水率试验采用烘箱法, 得到天然含水率 (w0) 和毛体积干密度 (ρd) ;将采集的试样切割成70mm×70mm×70mm的立方体试件, 切割后立即进行试验得到天然状态下岩石无侧限抗压强度 (q0) , 将试件放入盛满水的水桶中浸泡48h后进行试验得到饱和状态下的无侧限抗压强度试验 (q) 。试验结果如下表1所示。
2.3 塌方情况
隧道塌方段发生在里程为约K93+660~K93+720段位置, 主要岩性为炭质页岩, 另有少量碳质板岩和石英脉, 岩层倾角为约55°, 倾向为与隧道轴线方向垂直, 岩石节理裂隙发育, 呈薄层状。开挖过程中掌子面时有掉块现象发生, 发生较大塌方数次。最大的一次塌方发生在2012年10月26日, 在刚开挖完成后未初期支护前, 掌子面上方塌方, 塌陷空洞高约15m, 长约10m, 坍塌面积约180m2, 塌方量达约320m3。塌方如图1所示。
3 塌方原因分析
所处区域围岩软弱破碎和施工爆破影响是导致塌方发生的先决条件。通过调查结果表明, 该段为页片状的炭质页岩和层状的碳质板岩, 层厚较薄节理裂隙发育, 再加上施工中爆破药量过大, 对围岩松动现象严重, 以及渗水的影响。
另外, 由于施工中该段监控量测结果显示围岩变形量均小于35cm, 并不是特别大, 施工人员对隧道围岩地质情况不太了解, 以致误以为该段围岩情况较好, 每次开挖循环进尺过大为2.0m, 开挖后没有立即喷射混凝土, 围岩暴露时间过长, 造成了人为产生塌方的原因。
4 塌方处理及预防措施
对塌方区域采取洞内加强衬砌支护, 减小钢拱架间距, 加大喷射混凝土厚度和注浆。在支护完成对塌方空腔进行分层回填, 先用C20混凝土回填3m, 然后用沙袋回填密实。
由于围岩自稳性较好, 对塌方段采用超前小导管注浆和上下台阶法留核心土施工, 施工每次开挖循环进尺变更为1.5m, 并及时喷射混凝土进行初期支护, 封闭掌子面。
5 结语
隧道塌方是施工中常见的施工事故, 但不同的隧道有不同的塌方原因, 对塌方处理方案应做到安全、快速和有效的原则。
参考文献
[1]何成滔, 王小林, 肖鹏飞.浅埋偏压段隧道塌方综合处理技术[J].铁道建筑, 2010, 11:54-56
1 工程地质概况
隧道段地貌属构造剥蚀中-低丘陵地貌单元, 地形起伏较大, 地面标高相对高差270 m。地形坡度一般为25°~60°, 山体顶部浑圆, 山脊大部呈狭长、陡峭和狭长平缓状。根据目前已开挖出露的岩层, 该隧道段岩层以弱风化石灰岩为主, 局部地段含有绿泥钠长片岩和石英岩。勘察与设计结果表明, 围岩大都为Ⅱ~Ⅳ级。除出口段右线洞口附近岩层为强风化的黑色碳质灰岩和塌方段为黄泥夹层与勘查设计情况不甚相符之外, 其它地段岩层均与勘查设计相吻合。
2 塌方情况
该隧道某段原设计为Ⅲ级围岩。初期支护为:3 m长药卷锚杆, 环向间距1 m、纵向间距1.2 m的格栅拱架, 22 cm厚网喷混凝土。施工方式为全断面开挖, S3b复合式衬砌。原设计断面见图1。
在爆破开挖后掌子面处发现黄泥层并有渗水, 拱顶靠右不时有少量塌落物, 岩层为水平走向。中午黄泥层继续塌落, 塌落速度加快, 并有较大的渗水。在洞右方形成小型塌洞 (Ⅰ) , 塌洞面积约1 m2左右 (图2) 。
在完成两榀格栅拱架的架设后, 在架设第三榀格栅拱架时, 发现后面已完成的初期支护混凝土出现裂纹, 同时出现塌落物 (软黄泥和石块, 自掌子面超前小钢管间塌落) , 并且随着塌落物不断地增加裂纹也逐步增大。晚上开挖面开始出现大面积塌方, 掌子面上方形成大的空洞 (Ⅱ) , 如图2所示, 落下的黄泥碎石土和石块。整个开挖面被塌方体覆盖, 塌方体涌至YK166+352断面, 塌腔高度约为5 m, 塌腔纵向约为15 m。
3 塌方原因分析
根据现场地质情况以及塌方段对应地表调查和分析, 造成本次塌方的原因有以下几点。
(1) 从地质纵断面图来看, 塌方段地表正位于两山峰之间的垭口处。而且隧道在此处埋深较浅, 大约为30 m, 地形陡峭。垭口处有一断层 (F3) 经过, 位于垭口处的岩层受水平地应力作用挤压严重, 致使岩石破碎, 岩体内部节理裂隙被两侧地表冲积土所充填。同时, 塌方发生时正值雨季, 地表水丰富且沿垭口地势较低的破碎岩缝、节理裂隙中渗流。因此隧道洞内渗水较大, 夹在岩石间的黄泥软弱夹层及其它松散岩体受渗水作用迅速软化, 岩体抗剪强度大大降低, 岩石间的摩擦力不能支撑上部岩体重量从而导致隧道拱顶围岩发生重力坍塌。 (2) 据现场调查及按照《公路隧道设计规范》计算, 隧道塌方段实际围岩出露级别为Ⅴ级, 与原设计的III~IV级围岩级别不相符。原全断面开挖方式已无法保证掌子面的临时稳定, 已采用的初期支护方案也无法保证结构和施工安全。 (3) 对地质变化及塌方预兆未予足够重视, 致使险情扩大。首先, 在掌子面出现黄泥夹层时, 应引起重视, 加强初期支护;其次, 在局部塌方时应及时密实回填塌腔;最后, 在右洞发生塌方后, 左洞施工应引起警惕, 不应重复右洞塌方过程。
4 施工方案
为了防止塌方的进一步扩大, 保证施工进度, 根据隧道塌方现场实际情况, 将隧道分为稳定段、塌方段和后继段三个区段, 针对不同区段分别采取不同的处理措施。
4.1 稳定段处理方案
稳定段是指隧道左、右洞内初期支护已按照原设计施作完毕、塌方后尚未发生变形破坏、而二次衬砌短时间内无法跟上的区段, 该段处理的原则是“加强监测, 二次衬砌快跟”。
(1) 采用跳跃法施作二次衬砌, 根据现场情况, 以最快速度施作离塌方体最近的二次衬砌, 以保证初期支护施工完成区段的最终稳定和安全。 (2) 由于现场衬砌台车、挂布台车空间的要求及原施工工序的影响, 仍有30 m左右长度范围的二次衬砌无法及时施作, 对于该段以加强初期支护的监控量测为主, 同时做好应急支撑方案的准备, 一旦该段出现大变形情况将立即采取应急处理措施。 (3) 靠近塌方体5~10 m的稳定初期支护段, 处于塌方体影响范围内, 短期内二次衬砌无法紧跟。为保证初期支护强度和后期施工安全, 采取如下措施:在原喷混凝土内层增加间距为60 cm的18型工字钢拱架, 待钢拱架安装完毕后采用小导管对围岩进行系统注浆加固。导管采用4.5 m长42注浆钢花管, 按1.2 m×1.2 m梅花型布置。
4.2 塌方段处理方案
4.2.1 方案比选
(1) 采用大管棚注浆加固。 (2) 采用小管棚注浆加固。
通过现场验证, 考虑到施工的工艺, 安全及快速, 并且考虑节约成本。通过比选采用第二方法施工。
4.2.2 方案确定
经设计、业主、监理、施工方四主协商采用如下处理措施。
(1) 对塌方体进行回填反压, 保证塌体稳定和后期施工的安全。 (2) 对塌方体表面采用12 cm厚贫混凝土封闭, 并完善掌子面处的排水系统, 防止地下水在掌子面处的汇集, 保持该段干燥, 避免由于积水浸泡导致该段围岩强度进一步降低。 (3) 采用环向间距40 cm、长度为12 m的超前小管棚贯穿坍塌体, 以2°仰角打入拱部围岩, 对塌方体进行注浆加固。小管棚材料采用外径83 mm、壁厚5 mm的热轧无缝钢管, 注浆材料采用水灰比为1∶1的普通水泥浆液, 同时外掺速凝剂。注浆机型号为F B Y 5 0/70, 注浆压力为0.5~1.5 M P a。管棚孔内采用M30水泥砂浆充填。待超前小管棚施工完后再对塌腔采用贫混凝土进行泵送回填。 (4) 采用双侧壁导洞法对坍塌体进行开挖以减少开挖断面面积。 (5) 在二次衬砌浇注之前, 对剩余塌腔通过高压注浆回填密实。 (6) 塌方段采用S2c复合式衬砌进行支护。
通过现场实际操作, 发现该方法在施工过程中对坍塌体扰动小, 没有造成二次坍塌, 初支后监控量测变形小, 围岩稳定。
4.3 后继段处理方案
该段处理方案分两种情况, 根据不同情况采取不同方案。
(1) 当塌方段治理完毕后, 如果开挖掌子面处围岩恢复到原来较好状态, 则继续按原设计进行施工。 (2) 当塌方段治理完毕后, 开挖掌子面处围岩状态仍未变化, 则以每30 m为一个单元, 采用加强初期支护和二次衬砌进行设计和施工。
5 施工体会与建议
通过坍方处理, 笔者体会到。
坍方处理必须要找到发生坍方的原因。处理坍方必须安全、快速、施工难度小的情况下进行施工。隧道浅埋及冲沟地段在施工前一定要做好地质调查, 做到有的放矢。对于浅理地段隧道一定要注意防排水, 以免地下水渗透影响岩土层及构造的力学性质, 危及安全。对于地质较差的浅层、较破碎的地段施工一定要有施工预案, 防患于未然。
摘要：本文基于笔者多年从事隧道工程施工的相关工作经验, 以笔者参与的某隧道工程项目为研究背景, 针对施工工程中出现的一次坍塌冒顶事故, 给出了详细的塌方情况分析和原因分析, 并在此基础上, 提出了具体的实施方案, 全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词：隧道,塌方冒顶,处理方案,工艺总结
参考文献
[1]徐茂辉, 谢慧才.隧道混凝土密实度的雷达检测方法[J].科技资讯, 2005 (4) .
[2]贾刘强, 邱建, 王志杰.隧道围岩收敛量测的新方法[J].科技创新导报, 2006 (5) .
[3]何公社.基于位移反分析和安全预报要求的深基坑工程施工监测[J].安徽地质, 2007 (3) .
[4]孙狂飙, 邓文龙.隧道现场围岩级别判定方法探讨[J].建筑科学, 2009 (1) .
