隧道塌方处理方案（精选8篇）
隧道塌方处理安全专项方案
一、工程概况.......................................................二、施工特点.......................................................三、隧道塌方专项施工方案的目的和目标...............................四、隧道危险源辨识和风险评价.......................................五、隧道塌方处理安全技术措施.......................................1、监控措施.......................................................2、预防措施.......................................................六、主要工程安全技术措施...........................................1、隧道洞口安全措施...............................................2、洞门及端墙施工安全要求.........................................3、洞内开挖作业安全措施...........................................4、隧道支护安全措施...............................................5、喷射混凝土施工安全措施........................................6、拱架施工安全措施..............................................7、模板作业安全技术措施..........................................8、混凝土衬砌施工安全措施........................................9、台车加工安全系数..............................................七、隧道塌方应急预案..............................................1.可能发生的地段.................................................2.塌方发生时人员、设备、装置、材料的部署.........................3.应急指挥体系及职责............................................4.可能发生的紧急状况以及危害程度.................................5.发生源控制.....................................................6.应急处理的步骤及方法...........................................1 宁西铁路增建二线（陕西段）工程指挥部第一项目部
隧道塌方处理安全专项方案
以及下沉情况，边、仰坡是否有开裂变形、危石或滑塌现象；查交叉口、断层处、破碎带、浅埋段、较大结构面、支护段及其它围岩软弱地段是否有裂纹变形现象；要把围岩松动、不密贴、掉碴、流泥流沙、明显的裂隙变化、水系变化、初支有明显的可见喷射混凝土开裂、掉块、锚杆的松弛或锚杆垫板的压紧或变形、钢支撑的扭曲变形等，都可作为隧道围岩与支护稳定性的危险信息，必须认真细致进行观测。如这些迹象变化速度快而明显，可作为隧道坍塌的前兆来研究施工安全对策，必须立即处理。
2、预防措施
1）从宏观上查明隧道走向上有无大断层、大裂缝以及地下水活动情况，以便提出有针对性的预防措施。通过查阅地质报告、设计文件平面图与纵断面图以及总工组织技术、安全人员，沿线路轴线两侧200ｍ范围内勘察，查明隧道穿越沟谷、向斜核心、背斜两翼等的具体位臵，做到宏观预报隧道施工中可能遇到的不良地质类型、规模、大约位臵、方向和发生可能性。
2）施工过程中应加强地质超前预报与预测，根据超前探测的地质条件应及时调整开挖及支护方案（时间允许时，应向驻地监理、建设单位、设计单位等相关方做出口头或书面汇报）。对不良地质地段应本着“短进尺、弱（不）爆破、早封闭、强支护、宁西铁路增建二线（陕西段）工程指挥部第一项目部
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勤监测”的原则施工。
3、施工过程中针对地质较破碎地段，危石、悬石较多时，可采用补打随机锚杆（悬挂锚杆）串挂危石、悬石的措施，来增强围岩的整体性。
4）开挖过程中，加强光面爆破技术的应用能力，根据围岩情况，适时调整相应爆破参数，提高隧道开挖面轮廓质量，可避免开挖面不平顺造成较大超、欠挖和局部应力集中现象。
5）遇有岩爆等类似不良地质地段时，一方面依据岩爆严重程度可采取岩面撒水，超前钻孔装药爆破释放围岩应力，喷砼封闭、挂钢筋网封闭，立钢架、加强监视等措施；另一方面设备需设防护罩，人员不得在岩爆地区停留。
6）为防止穿过断层破碎带或隔水层时发生突然涌水发生，施工中一方面采用地质超前预报技术探明前方水文地质情况，提前疏排或注浆止水；另一方面，要做好应急准备，一旦发生涌水，要尽快安装抽水设施，迅速排出，确保安全。
7）发现被监测点的位移有突变的趋势时，被指定部门或专人应立即向主管领导及施工现场负责人汇报（时间允许时，应向驻地监理、建设单位、设计单位等相关方做出口头或书面汇报）。同时与技术人员沟通，根据监测数据确定相应加强支护方案。情-45 宁西铁路增建二线（陕西段）工程指挥部第一项目部
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章“通风及防尘”要求者除外）。
(3)所有运载车辆均不准超载、超宽、超高运输。运载大体积或超长料具时，应由专人指挥，专车运输，并设臵显示界限的红灯。
(4)进出隧道的人员应走行人道，不得与机械或车辆抢道，严禁爬车、追车或强行搭车。
(5)坑道断面应能满足装载机械的安全运转，装碴机操作不得损坏支护，并时刻注意安全。
(6)装碴机操作时其回转范围内及自卸车周围不得有人通过，确需人员通行时，应暂停装碴作业。
(7)洞内运输的车速不得超过：施工作业地段单车10Km/h，会车非作业地段单车20 Km/h，有牵引车时15 Km/h，会车时10 Km/h。
(8)车辆行驶时严禁超车，应设专人指挥交通。
(9)凡停放在接近车辆运行界限处的施工设备与机械，应在其外缘设臵低压红色闪光灯，组成显示界限，以防运输车辆碰撞。
(10)在洞内倒车与转向时，必须开灯鸣号或有专人指挥。(11)洞内车辆相遇或有行人通行时，应关闭大灯，改用近光灯或小灯光
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(12)隧道出碴必须运到路基填方地段或指定的弃碴场，不得随意倒卸，空车开回必须将车厢放下，车门关好。
4、隧道支护安全措施
根据围岩稳定情况采取有效支护；
施工期间，现场安全员会同有关人员对支护的工作状态进行定期和不定期的检查，在不良地质地段，安排专人每班检查，当发现支护变形或损坏时，立即修整加固，对锚喷支护体系的监控量测中发现支护体系变形、开裂等险情时，立即采取补救措施。
当险情危急时，人员要撤出危险区。超前锚杆或超前小导管支护时，必须有防护措施。
安全员要经常进行观测与检查，并作为施工危险信号引起警惕。
(1)超前支护
①在隧道开挖掘进过程中，超前支护是保证开挖安全、控制超挖的重要手段，开挖之前必须按设计要求进行超前支护，并注浆；未进行超前支护不得开挖。
②超前地质预报发现有水压的泥砂或松散岩体地段，应首先进行全断面超前预注浆加固，然后再施做超前支护。
(2)初期支护
关键词：隧道,塌方,处理
1隧道塌方简介及处理方案重要性
1.1隧道塌方定义理解
隧道工程在开挖进尺过程中遇到围岩出现断层、破碎带、溶洞、涌水、流砂等围岩结构变化, 未采取预支护措施、施工不及时或施工质量差等原因, 造成围岩失稳, 形成滑塌, 出现隧道塌方。
1.2隧道塌方形成原因
(1) 在风化、破碎围岩或穿越断层且地下水丰富段落, 未提前采取超前辅助措施, 爆破开挖后围岩坍塌。
(2) 未进行超前地质预报工作, 或预报内容偏差较大, 对前方实际存在的断层、涌水等易滑坍岩层未起到预防作用。
(3) 超前支护搭接长度不足、有效长度短、注浆不饱满等超前支护施工不规范。
(4) 掌子面后方已支护段落有隐性滑动面, 在前方掌子面爆破震动后导致后方滑落塌方。此类情况主要发生在未设计钢支撑的II、III级围岩, 正常锚喷支护后, 表面未发现有滑层, 但在前方爆破震动后, 使后方隐性滑层坍塌。
(5) 施工开挖方法不正确, 如应采用“上下台阶开挖”, 而实际采用“全断面开挖”等。
1.3科学、合理及切实可行塌方处理方案的重要性
在隧道工程施工中, 受地质构造变化、地下水发育及其它原因, 出现塌方频率很高。塌方后造成隧道工作面停工, 少则几日, 多则数月, 人员窝工、设备闲置;且增加塌方处理费用;危及施工安全。因此, 选择一个安全、经济、高效的塌方处理方案至关重要。
2小塌方处理方案
(1) 观察塌方稳定后, 对塌穴表面进行喷射C25混凝土, 厚度10cm, 进行封闭处理;
(2) 以钢支撑强支护, 钢支撑可以采用型号不低于16#的钢格栅或工字钢拱架, 钢支撑间距不大于1.0米;
(3) 钢支撑架立后, 喷射C25号混凝土, 先把钢支撑厚度范围内喷满, 然后自钢支撑侧面向塌穴空洞内喷射同标号混凝土, 直至喷满为止;
(4) 此塌方处理完毕, 向前进尺, 短距离内要遵循“短进尺、弱爆破”, 减少对塌方体的扰动, 避免二次塌方的出现。
3中塌方处理方案
(1) 待塌方稳定后, 对塌穴表面进行喷射C25混凝土, 厚度10cm, 以封闭加固;
(2) 及时施作钢支撑, 钢支撑可以采用型号不低于18#的工字钢拱架, 钢支撑间距不大于0.75米;钢支撑架立完毕后, 把钢支撑厚度范围内喷射C25混凝土;
(3) 在初支内预埋混凝土注浆管, 注浆管至少留2根以上, 保证其中一根注浆管顶部伸至塌穴空洞上部, 注浆管底部与钢拱架焊接;
(4) 使用混凝土输送泵经预埋注浆管向塌穴空洞内注C25混凝土, 应分层进行, 分层厚度控制在1米左右, 待下一层混凝土形成一定强度后方可浇筑上一层混凝土, 以底层混凝土作为承载体, 支撑上部荷载。分层浇筑, 直至混凝土注不进为止, 此时塌穴空洞基本注满。
4大塌方处理方案
4.1塔崖驿隧道右幅塌方
4.1.1 塌方概述
塔崖驿隧道右洞按照II级围岩上台阶开挖施工至距洞口316米处 (桩号RK61+531) , 钻爆法施工爆破后, 掌子面前方9米 (RK66+531～+540) 范围拱部及左侧边墙部位出现塌方, 塌方高度达20多米, 塌方量约3000m3, 塌方为岩层节理交汇处出现滑层所造成, 塌方岩石呈红色, 岩石表面风化、有夹杂物。塌穴内出现较大的空洞, 且不间断向下坍塌, 且石块粒径较大, 人员在下方施工没有安全保证, 下附塌方现场照图1。
4.1.2 塌方处理方案
(1) 封闭塌方表面。
用C25喷射混凝土对掌子面及塌穴表面进行喷射混凝土, 封闭加固。喷射混凝土厚度控制10cm以上, 对塌穴内喷射混凝土可以采用挖掘机斗捆绑喷锚管或喷锚管绑于钢管人工高举等方法进行喷射混凝土。
(2) 加固后方。
自塌方起点位置 (RK66+531) 向后方加固3米, 加固采用立设18#工字钢拱架, 立设7榀, 间距50cm。锁脚锚杆采用Φ50×5mm注浆小导管, 长度4米, 每榀工字钢拱架每侧至少4根。设置系统锚杆, 系统锚杆采用Φ22砂浆锚杆, L=3.5米, 纵、环向间距0.5×1m, 梅花型布置。工字钢拱架之间连接筋采用Φ22mm, 环向间距1m。钢筋网采用Φ8mm, 网格尺寸20×20cm。喷射砼采用C25号喷射砼, 厚度22cm。
(3) 塌方段处理。
第一步:自塌方起点 (RK66+531) 后退1米处开始向前施作超前大管棚, 大管棚设置在拱部1200范围, 管棚长度L=13m, 大管棚采用Φ108、壁厚6mm的无缝钢管, 尾端与附近的18#工字钢拱架进行焊接, 前端伸入塌方终点岩石前方至少2米, 环向间距40cm。大管棚入岩段设置溢浆孔, 塌方悬空段不设溢浆孔, 前端设置止浆阀, 注1:1水泥浆, 保证管内注浆饱满。
第二步:大管棚施工完毕后, 在下方立设I20b工字钢拱架, 间距50cm, 锁脚锚杆采用Φ50×5mm注浆小导管, 长度4米, 每榀工字钢拱架每侧4根;工字钢拱架上下设双层钢筋网, 钢筋网采用Φ8mm, 网格尺寸20×20cm;C25喷射混凝土, 喷层厚度26cm。在初支封闭前在拱部间隔预留注浆管4个, 注浆管伸入空洞长度分别为3、4.8、6、9米, 底部外露0.5米, 管径为15cm (此管径与混凝土输送泵管相适应) , 以备后续注浆。
第三步:待钢拱架加固至塌方终点 (RK66+540) 后对塌方段空洞进行注浆, 注浆使用C25混凝土, 采用HBT-60型混凝土输送泵通过预留注浆管向塌穴空洞内注混凝土。初次注混凝土要连续进行, 确保混凝土形成闭合拱, 闭合拱厚度不少于0.5m。但混凝土灌注速度又不宜过快, 防止侧压力挤垮拱架。
4.2太平梁隧道左幅塌方
4.2.1 太平梁隧道左幅塌方简介
太平梁隧道发生塌方位置为左幅距洞口528米处 (LK61+408～LK61+415) , 此塌方为断层破碎带形成水囊, 爆破扰动后滑塌, 大量涌水, 泥石流大量涌出。塌方范围较大, 局部形成空洞, 采取了预注浆固结, 然后进行强支护的方案进行了处理, 下附塌方现场照图2。
4.2.2 处理方案
第一步:搭设简易脚手架至塌方口, 满足打锚杆及注浆要求, 后开始对塌渣表面进行喷射混凝土加以固结。然后对塌穴口封闭, 封闭采用钢管及钢筋作骨架喷射C25混凝土封闭。在封闭前预留注浆管, 注浆管伸入塌穴空洞内, 外漏端头, 用于接管泵送混凝土。
第二步:对局部空洞采用HBT-60型混凝土输送泵向塌穴内泵送C25混凝土, 泵送混凝土要分层进行, 每次宜控制在1米左右, 层层之间要有一定的停顿时间, 保证下层混凝土形成一定强度后才进行上层混凝土浇筑。对其它未出现塌穴空洞或混凝土难以注入处, 经潜孔钻成孔, 通过所钻注浆孔向孔内采用混凝土输送泵泵送M20水泥砂浆。第一阶段采用注砂浆和混凝土固结3米厚, 然后开始工字钢拱架加固。
第三步:混凝土及砂浆形成一定强度后, 开始对拱部范围出渣, 高度根据现场踏渣稳定情况而定。然后支立钢拱架, 先支立拱部钢拱架。钢拱架锁脚锚杆采用φ50×5mm小导管, 长度4～6米, 每侧不少于8根;及时对下部剩余渣体出渣, 然后把上部工字钢向下顺接, 形成闭合。
第四步:按上述步骤施工至塌方终点 (LK61+415) 后, 为保证塌方的整体稳定性, 向前继续按照“V级深埋”参数加固过渡10米。
第五步:塌方加固处理完毕后, 对塌方段采用潜孔钻斜向上钻孔4～5个, 长度伸入塌穴4～5米, 对塌穴进行补充注浆, 注浆采用1〯1水泥浆, 保证拱顶上方5米塌穴范围内密实、无空洞。
4.3大塌方案例总结及评价
(1) 第一案例主要方法是超前支护形成防护棚, 在下方逐榀架设钢拱架加固, 最后向塌方空洞内注混凝土, 此处理方案适用塌穴塌空情况的处理。第二案例主要方法是对塌穴内塌渣进行预注浆固结, 然后在下方采用钢拱架逐榀加固, 此方案适用塌穴未塌空、塌渣量很大, 难以清空塌方的处理。
(2) 第一案例初期塌穴内不断掉块, 喷射混凝土封闭后塌穴内比较稳定, 发现超前大管棚作用不大。因此, 在塌方处理时需根据塌方稳定情况选择是否需设超前支护。
(3) 针对出现塌空、塌穴基本稳定的塌方处理, 考虑经济性, 可以不设超前大管棚, 而采用费用相对较低的“纵向钢梁法”。纵向钢梁法为在塌穴基本稳定, 在下方进行钢支撑加固时, 在钢支撑上方环向按一定间距纵向设置, 纵向钢梁采用工字钢截取等同钢支撑设置间距长短, 纵向钢梁与钢支撑焊接, 随钢支撑立设进度, 榀榀设置。按此方法施工后使得钢支撑与钢梁形成了一层“钢网格”, 可以阻止大块掉石;且能保证钢支撑受力均匀、整体稳定。如现场掉块粒径相对较小, 可以调整“钢网格”尺寸或在纵向钢梁上另铺设一层钢板。
第二案例总结如下两点:
(1) 在工作面处于坍流体情况下, 上台阶范围可以缩小, 把上下分台阶位置抬高, 根据现场情况灵活确定上台阶支护范围, 但必须保证支护体的稳定。
(2) 超前钻孔法所注砂浆和混凝土扩散范围较小, 固结难以形成整体, 注后继续塌渣, 使得出渣和注浆量增加了许多, 而应采用超前小导管或大管棚注1〯1水泥浆方法。
5预防塌方的措施
(1) 按规范和设计选择正确的施工开挖方法, 降低一次爆破震动力。
(2) 做好隧道超前地质预报工作, 把长期、中期、短期预报有机结合使用, 确保预报的精度, 提高预报的准确率, 对施工起到良好的预报作用。
(3) 在围岩发生变化后, 要及时进行围岩变更, 采取相应的加固措施。
(4) 做好施工质量的控制, 确保施工质量符合规范及设计文件要求, 避免因施工质量差而导致塌方。
6塌方处理的原则
(1) “安全第一”原则, 任何塌方处理方案都要保证施工人员及机械的安全, 确保在安全的条件下进行施工处理。
(2) “方案适用”原则, 因引起塌方的原因众多, 处理方案也有多种, 所选方案要适用, 适合该塌方处理。
(3) “经济性”原则, 同一塌方可能存在多种处理方案, 在保证安全的前提下, 要选择处理费用相对较低的方案, 节约投资。
关键词：隧道 回头塌 处理
新奥法施工技术早已应用于隧道施工中。喷锚支护和围岩自承形成的支撑体系则是新奥法施工的核心。新奥法施工技术的应用，使隧道坍塌事故大幅度减少，极大程度上确保了隧道的安全掘进。然而，由于隧道围岩局部变化的无规律性和超前地质预报的局限性，在实际生产过程中，虽然已经进行了锚杆喷射混凝土初级支护，受隧道内渗水和较好围岩内软弱夹层以及掌子面爆破震动等的影响，仍然会发生坍塌事故。特别是塌方出现在掌子面后方约20～30米处，俗称“回头塌”事故较多。塌方后，由于坍塌处的不稳定和塌方造成的对施工人员的心里影响，对塌方的处理工作就尤为重要。根据本人对数次塌方的处理经验和总结，认为处理塌方应按以下四大步骤进行。①对尚未坍塌处进行加固处理。②有针对性制定通过塌方段处理方案。③塌腔回填。④置换拱架。
通过以上步骤的实施，能够有效保护作业人员的安全，同时确保安全通过塌方段，保证后续工程的正常进行。
1 对尚未坍塌段进行加固处理
进行加固处理，必须包括以下工作，以保证安全，确保坍塌不会进一步扩大。
1.1 安全警示。在坍塌处后方安全位置设立警戒线，安排专人负责警戒。严禁任何人越过塌方体进入掌子面，同时注意观察塌方发展的情况。
1.2 观察塌方情况。观察塌方现场情况。主要观察塌方段长度、塌方体石块大小、岩石破碎程度、塌腔的形状、塌腔岩层的节理走向、拱顶部渗水情况几个方面。根据观察的情况，就可以判断出塌方处围岩的结构、稳定性和可能进一步发展的可能走向，为处理塌方提供思路和依据。
1.3 监控量测。对塌方段前后设置的既有监控量测点进行监控，分析数据，判定围岩变形沉降的情况。同时，要加大监控量测的频率，为后续处理时提供依据。
1.4 加固处理。
1.4.1 根据对监控量测情况和现场观察塌方的可能发展情况及隧道渗水情况三方面的综合情况分析，在尚未塌方，而塌方可能扩展到的位置退后2米左右的位置，确定为加强加固支护位置。
1.4.2 加强加固位置确定后，对该位置架设22的型钢拱架2榀，间距1米。并在加强位置后方5米范围内补打锚杆，拱部补打中空锚杆，并注浆，边墙补打砂浆锚杆。锚杆安装完成后，施作喷射混凝土。厚度25厘米。
以上工作做完后，加固工作结束。
2 制定通过塌方段方案
一般情况下，塌方段的通过均采用逐榀架设拱架，补打系统锚杆，在拱架上设立支撑，施作喷射混凝土的办法通过。根据前期对塌方体观察的情况，如果塌方体中石块较大，最大石块在0.2立方米以上，且塌腔高度在2米以上，采用22的型钢拱架架设，按照Ⅴ级围岩的设计要求逐榀施工。如塌方体中最大石块在0.2立方米以下，多为破碎小石块时，而且塌腔高度在2米以下，就可以采用φ22格栅拱架架设，按照Ⅳ级围岩的设计要求逐榀或每次2榀施工。具体施工方法如下。
2.1 先采用喷射混凝土对塌方段塌腔进行封闭。喷射混凝土中减小碎石含量，加大水泥用量，且添加钢纤维。喷浆手在安全地带对塌腔进行喷射。对塌腔顶部喷射混凝土无法达到的地方，采用将喷浆管固定在挖掘机斗子上，由挖掘机将喷浆管提到拱顶高度进行喷射。喷射混凝土应尽可能的将塌腔范围的围岩覆盖，覆盖厚度以5厘米左右为宜。喷射混凝土不宜太厚，否则，容易脱落。较远处，可采用较稀纯砂浆喷射，以能将围岩暴露面覆盖为标准。过远处无法施作喷射混凝土的，待到塌方处理向前进行一段距离，再继续喷射混凝土处理覆盖。
2.2 根据制定的方案，按照Ⅳ级或Ⅴ级围岩的要求逐榀安装拱架，施作锁脚锚管，补打系统锚杆，安装钢筋网片，焊接连接筋，对拱部中空锚杆和锁脚锚管注浆。
2.3 每一榀拱架架设完成后，用钢管对塌腔顶部进行支撑。钢管一端支撑在塌腔的岩石上，另一端焊接在拱架上。支撑的钢管应尽量垂直于拱架，支撑在岩石上的一端应尽量顶在岩石的凹点处。
2.4 施作喷射混凝土。喷射时，作业人员应遵循从下至上的顺序。
在拱架安装过程中及喷射混凝土过程中，应安排至少2名人员对塌腔进行不间断观察，遇见危险及时用哨子发出警报。使作业人员及时撤离。
2.5 安装2～3榀拱架后，拱架和塌腔间形成的的空洞采用喷射混凝土尽量喷满。
2.6 逐榀安装至塌腔最高处时，在此处拱架上预留安装混凝土泵送管头，管头视情况应低于塌腔最高处30～50厘米。以便最后泵送混凝土将塌腔填满。若塌腔较大或较长时，可以增加预留管头数量。
2.7 在塌腔最高处还应安装排气管，排气管顶部应适当多打眼，以便对塌腔压入混凝土时排气。确保混凝土能够压满塌腔。
2.8 逐榀安装拱架施作喷射混凝土一直到通过塌方段，到达安全稳定的地段。
2.9 在安装拱架施工过程中，每2榀拱架埋设监控量测点一组，每组5个。并加强监控量测，为塌方处理提供可靠数据，以便在沉降变形出现问题时，及时采取措施。
3 塌腔回填
虽然在拱架逐榀施工过程中，已经用喷射混凝土对拱架和塌腔间空洞进行了喷射处理，但是，由于在拱架下对塌腔喷射混凝土施工存在一定的风险和难度，因此，拱架和塌腔间仍然存在空洞。之前，由于预留的有混凝土泵送接头，待喷射混凝土达到一定强度时，便可以对塌腔进行注入混凝土施工，确保塌腔稳定。
3.1 采用泵送混凝土，连接泵车泵管到预留的接头上。有多个预留管时，应从预留在塌腔中相对较低处开始压入混凝土。
3.2 压入的混凝土应适当增大塌落度和流动性，以便压入的混凝土能够将塌腔填满。压入混凝土的过程应不间断进行，以免由于混凝土等待时间过长堵塞泵管。
3.3 等到混凝土压入量与事先预计数量接近时，应注意观察排气管，一旦发现排气管大量流出水泥浆，立即停止压入混凝土。
4 置换拱架
由于处理塌方段时，在已经做好的初级支护上再次施作了支护，因此，此段支护必然会侵入设计二次衬砌的限界。在塌腔回填处理结束后，在二次衬砌施工前，将处理塌方时安装的拱架和喷射混凝土凿出，按照设计断面换上新的拱架，确保二次衬砌的结构尺寸。在拱架置换时，应在压入混凝土达到设计强度70%后进行。拱架置换应采用跳槽置换，每次置换数量不超过2榀。
5 结语
青藏铁路西格二线尕布沟隧道进口塌方处理施工技术
详细介绍了青藏铁路西格二线尕布沟隧道进口塌方处理方案和施工技术.对塌方体后方围岩和初期支护采取回填碴石、径向锚管注浆或加密拱架、增设锁脚锚管等方法进行加固;对塌方先封闭掌子面及堆碴顶面,尔后采用大管棚与小导管相结合的超前预支护,最后用分部开挖法掘进,尽早进行二衬并对塌腔充填密实.经过上述措施处理,顺利地通过了塌方地段,其经验可供类似工程参考.
作 者：贾常志 Jia Changzhi 作者单位：刊 名：国防交通工程与技术英文刊名：TRAFFIC ENGINEERING AND TECHNOLOGY FOR NATIONAL DEFENCE年，卷(期)：20097(3)分类号：U457关键词：铁路隧道 塌方 处理 注浆 支护 塌腔 封填
提高项目部对隧道施工重大安全事故的快速反应能力，确保及时、有效地进行应对处理，预防和最大限度地减少隧道施工安全事故造成的人身伤亡、财产损失和负面社会影响。1.2编制依据
依据济铁公司《安全生产事故应急预案管理办法》、《安全生产事故应急响应及救援预案》以及《中华人民共和国安全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》等法律法规和有关规定，制定本预案。1.3适用范围
在大连地铁205项目部施工区域范围内,隧道工程施工发生安全事故和灾难时启动本预案: 2.事故可能发生的地点和可能造成的后果 2.1事故可能发生的地点
隧道施工过程中，重点是浅埋段、以及复杂地质、不良地质隧道工程施工现场。
2.2隧道施工过程中，可能发生坍塌、冒顶、有害气体中毒、突发大量涌水涌泥、透水等事故，可能造成以下后果：
（1）施工人员受到打击、被坍塌土体掩埋以及因中毒、爆炸、淹溺等造成人身伤害。
（2）施工人员被困在洞内，如不及时解救，会因缺氧、缺水和缺食等危及生命安全。
（3）工程实体遭受破坏，施工机械设备、物料、通风设备、电线路等遭到损坏。3 组织机构与职责 3.1 组织机构
3.1.1项目部隧道施工安全事故应急领导小组
组 长：项目经理；孙连勇
副组长：总工程师；肖刚，项目部生产副经理；匡德友、刘勇，安全生产总监；王成。
成 员：项目部综合办公室、安质部、物资部、工程技术部、财务部。
应急领导小组日常办公室设在安全质量部，安全质量部部长兼任办公室主任。
3.1.2应急领导小组下设机构
3.1.2.1通信联络组：组长单位为项目部办公室，成员单位为安全质量部、综合部。
3.1.2.2后勤保障组：物资部和综合部。3.1.2.3专家组：组长单位指挥部安全管理组。
3.1.2.4 抢险组：组长单位项目负责人，成员单位为参与抢险的各施工单位。
3.1.2.5宣传组：组长单位为综合科。
3.1.2.6治安保卫组：组长单位为安质部，成员单位为分包单位专兼职保卫人员。
3.1.2.7救护组：组长单位为项安质部、综合科。3.2职责
3.2.1应急领导小组：贯彻落实党和国家关于安全生产的方针政策、法律法规；组织建立完善项目部应急组织体系，制定项目部应急预案和应急工作制度；组织开展应急救援工作，以最快的速度和最有效的办法控制事态发展，把事故伤亡人数和经济损失以及负面影响降到最低限度；及时向上级报告事故情况；组织对事故进行调查、处置；组织事故善后处理工作；组织开展事故应急技术研究、应急知识宣传教育等工作。
3.2.2通信联络组：负责事故应急救援期间的通信联络工作。3.2.3后勤保障组：负责后勤保障工作，做好各级抢险人员的食宿和交通安排。
3.2.4专家组：负责对事故现场作出安全性鉴定，在尽可能短的时间内研究制定出抢险、加固等处置方案，指导抢险救援工作。3.2.5 抢险组：根据确定的方案，负责事故抢险救援的具体实施工作。3.2.6宣传组：负责事故的信息和新闻发布，接待各级新闻媒体采访，努力减少对企业的负面影响。
3.2.7治安保卫组：负责闲杂人员的疏散,维持现场治安秩序，做好现场保卫工作。
3.2.8救护组：负责组织对伤员进行急救，并协助专业医务人员进行伤员救护，做好伤亡者家属的慰问、安抚工作。
3.2.9调查取证组：负责勘察事故现场，进行调查取证，搜集有关物证等材料，在应急结束后如实、完整、及时送交事故调查领导小组。4 应急准备
4.1项目经理部必须认真研究承担项目的工程特点，制定相应的应急预案，建立和完善应急组织机构和应急救援队伍，加强宣传教育、培训、监督检查工作，防患于未然。
4.2各隧道施工项目必须根据各自项目特点，配备必要的救援器材和设备，建立设备器材清单,如：挖掘机、装载机、自卸汽车、气焊、气割设备、大型抽水设备、撑顶材料、应急电话，伤员急救车辆以及配备急救药箱、担架、外伤救护用品等。4.3各单位必须定期检查本单位应急预案的编制和应急准备情况，应急救援组织应定期演练，使所有员工熟悉事故紧急处理的程序和方法，器材、设备等应设专人进行维护和管理。
4.4 项目经理部必须向全体施工人员公布本项目应急指挥机构成员、工地管理人员的联系电话，确保信息渠道畅通。5 事故报告 5.1应急通讯
5.1.1项目部应急领导小组办公室
电话：办公室；0411-39521516项目经理；*** 5.2隧道施工各类安全生产事故，不论事故大小、何种原因，都必须执行事故报告制度。
5.3发生事故后必须按照《中铁十局集团有限公司伤亡事故调查处理办法》相关要求，将事故单位、事故发生的时间、地点，事故经过、伤亡人数、伤亡人员自然状况、采取的应急措施、调查和善后组织工作及初步分析的原因等采用电话、传真、电报或其它快速方法，在规定的时间内向济铁公司报告。
5.4事故情况按施工现场→项目部应急机构→分公司应急机构→济铁公司应急机构的顺序，按照先简要后详细的原则快速上报，确保应急预案的快速启动。
5.5当发生本预案第3条所列情况之一时，事故单位必须在事故发生1小时内将初步情况（事故发生的时间、地点、伤亡人数、伤亡程度）以电话方式快速报告给济铁公司应急领导小组办公室（或济铁公司办公室），4小时内将事故发生经过、人员伤亡等详细情况传真至济铁公司应急领导小组办公室。6 应急响应 6.1报警 6.1.1当工地发生安全事故后，现场人员应立即大声呼叫，将事故信息准确传出。听到呼叫的任何人，均有责任将信息以电话、口头传达等方式报告给与其最近的项目部管理人员或项目部应急指挥机构的任何成员，使消息迅速报告到项目部安全事故应急领导小组，启动应急预案。
6.1.2当有人员伤害时，报警员负责打急救电话120，报告发生伤亡伤害的地点、伤害类型，同时告知工程附近醒目标志，以利急救中心迅速判断方位。
6.1.3项目部迅速将事故情况向（分）公司应急领导小组上报，分公司应急领导小组向公司应急领导小组逐级快速上报。6.2启动应急预案
6.2.1各级应急领导小组根据事故性质、影响程度和职责权限，启动相应级别的应急预案。应急领导小组成员及抢险队伍一旦接到通知，立即奔赴事故现场，按照各自职责分工迅速开展各项救援工作。6.2.2项目部应急预案启动后，立即成立现场指挥部，项目经理任指挥长，相关部门负责人及事故单位负责人任副指挥长，组织、指挥各职能小组开展抢险救援并及时向上级领导及相关部门报告。6.3组织抢险
6.3.1在上一级应急领导小组未到达现场前，下一级的应急领导小组要立即组织义务抢险队员和施工现场员工进行初步抢险，对事态进行控制，防止伤害事故进一步扩大。
6.3.2上一级应急指挥机构到达现场后，迅速调动一切力量，采取一切手段，以最快的速度和最有效的办法控制事故的状态，并将人员伤亡、经济损失、负面社会影响降低到最低程度。6.4应急措施
6.4.1人员疏散是减少人员伤亡扩大的关键，一旦发生安全事故，现场疏散组负责组织现场人员首先撤离至安全区域，撤离危险场所后，立即清点现场施工人员数量。
6.4.2抢险前，应首先检查修复损坏的电线路、通风设施，避免触电伤害，确保洞内通风良好。发生透水和突发大量涌水涌泥事故应首先切断透水区域36V以上电源。
6.4.3对被困人员施救前，抢险队应首先按照初步方案进行抢险，待专家组研究制定出详细方案后，再按详细方案组织实施。专家组应根据现场的实际情况，在尽可能短的时间内研究、制定出具体抢险方案。6.4.4一般情况下，可采取的抢救措施
6.4.4.1坍塌、冒顶事故抢险前，应先检查事故地点是否已经安全，当确认无危险后，方可实施抢救，否则应先采取撑、顶、喷射速凝混凝土等可靠的加固支护措施，确保抢险人员的安全。
6.4.4.2如有施工人员被困在洞内，而抢救需要较长时间时，在可能条件下，必须尽快予以通风、排水、供给水和食物，避免被困人员因缺氧、缺水、淹溺而危及生命安全。
6.4.4.3抢救被土体掩埋的伤员，不得使用机械、工具，应人工清除，避免对伤员造成二次伤害。
6.4.4.4突发大量涌水、涌泥、透水事故时，迅速组织大功率污水泵、泥浆泵等抽水设备进行抽水，同时组织潜水员进入深水区进行搜救，发现遇难人员及时救出。
6.4.4.5发生有害气体中毒或瓦斯爆炸事故，应迅速组织大功率风机对隧道进行通风，同时迅速组织救援人员，戴上防毒面具，进入隧道救出受伤人员。对隧道内有毒气体进行监测，查明有毒气体性质及浓度，必须确认气体浓度在0.5%以下时方可正常进入隧道。6.4.4.6现场对伤员应迅速采取供氧、人工呼吸、止血等自救措施，以使伤害降低到最低限度。在急救医生到来后（或将伤员直接送达就近医院后），应将伤员受伤原因和已经采取的救护措施详细告诉医生。6.5应急抢险救援工作需地方部门配合时，各级应急指挥机构应在济铁公司应急领导小组的统一领导下，与“110”应急联动中心、公安、卫生、消防、民政等政府有关部门及时联系，密切合作，共同开展应急抢险救援工作。6.6宣传报道
在应急领导小组的领导下，宣传组具体负责事故的信息和新闻发布，确保信息准确、及时传递，并根据国家有关法律法规的规定向社会公布。6.7现场保护
现场总指挥在组织自救的同时，应派人保护现场，为今后的事故调查处理提供真实依据。7 善后处置
根据上级主管部门的要求，尽快对事故现场进行清理，采取切实可行的防范措施，避免类似的事故再次发生，并积极做好伤亡人员的善后处理工作，尽快恢复生产，减少因事故造成的损失。8 应急保障 8.l宣传教育
南华、华泉、华北路站要有计划、有目的、有针对性地开展事故预防知识和应急措施的宣传，增强事故的防范意识，提高防范和应急反应能力。8.2通信与信息保障
依托现有的有线、无线通信系统和互联网系统，形成应急通讯保障系统，确保应急期间相关信息及时、准确、可靠地传输和有效实施指挥。
8.3物资设备保障 各区间隧道施工项目必须根据各自项目特点，配备必要的救援器材和设备，建立设备器材清单。如大型机械设备、物料配备困难，不能满足可能的应急救援需要的，应当就近联系地方或其他单位，建立起资源信息库，确保应急时可以快速调用。9 应急结束
9.1应急领导小组根据事故抢险救援工作进展和结束情况，及时向上级报告。
9.2应急状态结束后，应急领导小组组织各有关部门、单位，及时作出书面报告。书面报告的基本内容是：事故发生及抢险救援经过；事故原因；事故造成的后果，包括伤亡人员情况及经济损失等；应急预案效果及评估情况；应吸取的经验教训等。10 事故调查处理
10.1按照《中铁十局集团公司伤亡事故调查处理办法》、《中铁十局济铁公司安全生产事故应急响应及救援预案》有关规定进行调查处理。
10.2 调查取证组进行初步调查取证，并参加政府或上级组织的事故联合调查组，在调查取证工作结束后，要尽快写出事故调查报告，如实、完整、及时送交事故调查领导小组。
10.3 事故调查领导小组根据事故调查报告，本着“四不放过”的原则，查清事故原因，落实事故责任，监督制定和落实纠正预防措施，对责任单位、责任人进行处分、处罚，编写事故调查分析报告，并按规定上报上级单位和地方政府。11 与相关应急预案的衔接
一、工程概况
社仔山隧道进口位于广东省佛山市高明区更楼镇瑶村，出口位于佛山市高明区更楼镇塘花村。隧道起止桩号为K83+045~K83+337,全长292m，是一座六车道连拱高速公路短隧道。隧道位于R=2100m的左偏圆曲线上，纵坡为2.3%(155m)~-2.0%(137m)的人字坡，隧道最大埋深约62米，进口采用端墙式洞门，出口采用与环境协调较好的削竹式洞门。隧道围岩级别划分为Ⅲ～Ⅴ级，Ⅲ级围岩长215m，占隧道围岩总长的73.63%；Ⅳ级围岩长37m，占隧道围岩总长的12.67%；Ⅴ级围岩长40m，占隧道围岩总长的13.70%；隧道围岩工程地质条件相对较好。
二、存在问题
1、右洞进口侧挡墙与护拱之间的裂缝问题
隧道进口端右洞LS0b半明半暗段护拱出现纵向裂缝从2012年3月8日开始，裂缝位置位于侧挡墙与护拱相接处，近处肉眼可见裂缝(裂缝1)，裂缝纵向长度为5至6米，裂缝位于洞口端拱顶背部，腹部未出现。施工里程左洞下部开挖桩号为ZK83+064（从大桩号向小桩号开挖），右洞上部位于YK83+065（从小桩号向大桩号开挖）。2012年3月11日，裂缝有所发展，洞口远处可见明显裂缝(裂缝1)，护拱背部裂纹有所加长,裂缝为10米多长，左洞下部施工桩号为ZK83+058.2，右洞上部为YK83+072，从当日起我队在侧挡墙，护拱拱顶腹部设置观测点。2012年3月14日，护拱与侧挡墙交接处裂缝继续发展，洞口处缝宽为1毫米，从洞口ZK83+047.8至ZK83+058.5呈现裂缝(裂缝1)。在护拱拱顶腹部靠近中隔墙侧初期支护上，从中隔墙往上第一榀工字钢与第二榀工字钢连接板处出现纵向细微裂纹(裂缝2)。2012年3月18日，护拱与侧挡墙交接处裂缝继续发展，洞口处缝宽为2毫米，从洞口ZK83+047.8至ZK83+058.5裂缝增大，同时，腹部也可见裂缝(裂缝1)。在护拱拱顶腹部靠近中隔墙侧初期支护上，从中隔墙往上第一榀工字钢与第二榀工字钢连接板处裂缝明显，护拱砼上也出现明显裂缝(裂缝2)。当天对所有裂缝进行修补。左洞下部靠边墙侧开挖完成，右洞上部开挖完成。2012年3月21日，护拱与侧挡墙交接处拱顶背部裂缝重新出现，裂缝没有增大，同时，腹部未见裂缝(裂缝1)。在护拱拱顶腹部靠近中隔墙侧初期支护上，从中隔墙往上第一榀工字钢与第二榀工字钢连接板位处裂缝重新出现，但裂缝没有增大(裂缝2)。测量所观测点出现有沉降不均现象，具体见观测结果。从2012年3月22号起所观测点重新布置，并经项目部、监理方共同观测，一直观测到2012年3月29日，未出现较大变化。裂缝基本处于稳定，未出现裂缝发展和增大现象。
2、浇筑完成的二衬混凝土面与中隔墙基础交接位置出现渗水现象。
三、处理方案
1、右洞进口侧挡墙与护拱之间的裂缝处理方案
经我部分析讨论后认为，造成护拱裂缝原因主要是因为进入2月份和3月份上旬以来，春雨不断，雨水对山体的冲洗，同时开挖爆破对山体造成了震动，且进口端为破残积土和全风化花岗岩组成，自稳能力差，遇水软化、崩解，山体左高右低，侧挡强外侧回填土低于侧挡墙顶面，侧挡墙受力面过小，山体对护拱造成的侧压力和挤压力过大，所以出现裂缝。
我部建议处理方案如下：
（1）、鉴于目前观测数据已趋于稳定，暂停右洞下台阶开挖施工，抓紧右洞仰拱和二衬施工。目前右洞下台阶施工至K83+078，仰拱施工至K83+095，二衬施工至K83+174，根据隧道“早封闭成环”的施工原则，要抓紧对右洞仰拱和二衬的施工，将下台阶与仰拱之间和仰拱与二衬之间的步距缩短在20米以内。待二衬施工临近下台阶开挖时再进行下台阶施工。进行下台阶施工时，爆破要用弱爆破施工，减少对山体围堰的扰动，同时要加强监控量测，发现存在较大的沉降和变形，立即停止施工并分析原因，采取足够的安全措施后方可进行施工。
（2）、地处华南地区，雨季长且雨水大，因隧道进口山体存在较大偏压，中隔墙只是作为受压结构，对由于山体偏压引起的推力没有起到很大的作用，隧道侧挡墙基础底标高要比右侧山沟沟底标高要高，隧道右侧侧挡墙基础底标高为56.135m，而进口右侧山沟沟底标高约为55.302m，侧挡墙右侧没有原状土，侧挡墙没有很大的抗倾覆能力。为了保证隧道进口山坡稳定、减少偏压对右洞侧挡墙以及以后隧道运营的安全，我部建议将隧道进口右侧山沟用土填满，填土标高约在侧挡墙与护拱相接处。
（3）、对进口端山体进行加固注浆，以增加山体的自身稳定性，然后对侧挡墙外侧浆砌片石增高，以扩大挡墙支撑的受力面积。
（4）、裂缝修补：鉴于下台阶开挖爆破施工会对裂缝进行震动，所以我部建议待隧道进口段二村全部施工完成后再进行裂缝修补。裂缝修补采用同标号的环氧树脂混凝土进行修补。
2、渗水处理方案
我部分析渗水的原因，可能因为防水板与中隔墙面粘贴不够紧密，但二衬混凝土的挤压使防水板紧压在纵向排水管上，而且纵向排水管太凹与二衬混凝土内，造成顺着中隔墙下来的水没有有效的流进纵向排水管，就一直顺着中隔墙留到中隔墙与二衬搭接位置的缝隙渗透到二衬混凝土表面。
我部建议从中隔墙与二衬相接位置增加出水孔，另外增加防水板纵向排水管处的固定点密度，使其防水板与中隔墙更加紧密，使水不能渗透过来，流进纵向排水管内。对已发生渗水的处理，在隧道纵向施工缝位置往里凿孔，将渗水尽量引从孔内流出，防止渗水面积进一步扩大和锈蚀更多的二村钢筋，同时将渗水缝凿槽并向槽内灌注水玻璃（硅酸钠）速凝混凝土，将渗水缝堵死，让水从凿孔内集中流出。在剩余的右洞二衬未浇筑段，发现从中隔墙与钢拱架连接处有渗水的位置，在中隔墙矮边墙面上凿槽预埋排水管，将水集中引出，减少二衬浇筑完成后从施工缝位置渗水。
广明高速公路延长线项目部
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
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南安（金淘）至厦门高速公路主线起于泉州南安泉三高速公路金淘互通，经安溪县进入厦门市同安区，终于集美区田厝，设厦门枢纽互通接沈海高速公路；项目设同安云埔至罗溪连接线，起于云埔枢纽互通，经莲花隧道，止于厦门市莲花镇与漳州市交界的罗溪。本项目在起到连接泉三与沈海两条高速公路重要作用的同时，也是泉州、厦门两市公路主骨架的重要组成部分。项目路线全长98.6公里，其中主线段86.9公里，连接线11.7公里，投资概算总额约95亿元。厦门段路线全长41.4公里，主线29.7公里，连接线11.7公里，全线按高速公路双向四车道标准建设，投资概算总额约42.57亿元。
本线主线中的高速公路隧道小坪隧道设计行车速度为80 km/ h，建筑界限：行车道宽度为2×3.75米，净高5米，左侧路缘带宽为0.5米，右侧路缘带宽为0.75米，两侧设检修道宽0.75米，高于路面0.25米。隧道进口左洞位于R=830米、右洞位于半径R=902.81米的圆曲线上，出口左洞位于半径R=730米，右线位于半径R=850米的反向圆曲线上。左洞隧道纵坡-2.48%，长度842米，（其中左线Ⅰ号隧道404米，左线Ⅱ号隧道438米），右洞隧道纵坡-2.5%，长度858米。小坪隧道地属剥蚀丘陵地貌，隧道经过坡体处植被发育。左线Ⅰ号隧道进口山坡自然坡度约20-22°，出口侧山坡自然坡度约18-20°；左线Ⅱ号隧道进口侧山坡自然坡度约25-29°，出口侧山坡自然坡度约17-20°；右线进口侧山坡自然坡度约20-24°，出口侧山坡自然坡度约25-30°。隧道沿线地形陡峭，呈波状起伏。
2 塌方发生情况
2010年3月9日上午, 小坪左线Ⅱ号隧道施工至掌子面ZK13+144（施工顺序由出口往进口方向施工），准备进行出碴时于隧道右侧开始坍塌冒顶，坍塌漏洞横向宽度约3ｍ，纵向宽度约3ｍ，深度约3ｍ。隧道塌方冒顶形态见图1 。
图1 隧道塌方冒顶图
3 塌方原因分析
结合本隧道的地质状况,经仔细分析,认为造成塌方的原因为: ZK13+150-144段围岩原设计是Ⅳ级围岩，Z4型（钢格栅）支护。根据现场实际情况区内地形陡峭,山体单薄,岩性软弱,岩体破碎,垂向裂隙发育,岩体力学强度低,实际隧道围岩应为V 级围岩，降水入渗增大了围岩的自重,软化了岩体的力学强度,也产生了较大的静、动水压力,在隧道偏压的共同作用下,为滑塌体的失稳提供了动力条件:上述几种条件同时作用下,最终导致了滑塌的形成和滑塌失稳。
4 塌方处理方案及施工措施
4. 1、处理依据
2010年3月9日下午业主、设计、监理、施工四方代表及有关专家在冒顶和塌方现场进行踏勘，经过细致研究和讨论做出具体的处理方案，形成塌方冒顶处理方案并形成会议纪要。
4. 2、洞顶地表处理
在洞顶塌陷坑周边修筑截排水沟，并在塌坑上方搭设防雨棚，以阻止地表水继续向塌方区汇集。
4. 3、洞内观测
加强观测洞内围岩以及塌方体后方已施工的初期支护变形情况，并将现场监控数据进行回归分析，以便对围岩及初期支护稳定进行分析与加固。
4. 4、塌方影响段处理
⑴、在洞内塌方体表面喷一层20cm厚的C25早强混凝土将塌方体封闭，且根据具体情况在塌方体上设置平孔排水并及时将水排出洞外，以保持洞内塌方体稳定。然后在塌方体表面打入Φ50mm小导管，梅花形布设，间距为100x100m，导管长为6m，注C30水泥浆以固结塌方体。对塌方体开挖后，每一循环小导管注浆搭接长度应大2米，作为止浆墙用。
⑵、对塌方体后方已施工好的初期支护进行加固，采用径向小导管注浆补强，小导管长6米、间距100x100cm，具体范围初定5m，可根据现场初期支护变形范围调整长度。若初期支护变形（二衬侵限）大于5cm应采取逐榀置换钢支撑，置换前先采用径向小导管注浆，待小导管注浆达到强度后方可进行置换，置换后必须保证初支及二衬达到原设计厚度。
⑶、在上述第⑴、⑵点施作结束后，对地表塌坑进行回填处理，要求回填至原地貌，回填的材料为50％原状土和50％的5％水泥稳定土，回填过程中要用小型设备进行碾压夯实，同时回填后的地表要求按照明洞回填处理，施工50cm的胶泥防渗层并进行绿化，在施工过程中要特别注意施工安全和塌坑的防水。
⑷、在上述第⑶点达到强度后方可继续掘进，要求采用CD法开挖洞身，可采用一侧导坑先开挖到超过塌方段落（初期支护应随挖随支护到设计要求并严格控制超前小导管施工质量），然后视中侧壁稳定情况决定是否对侧壁再进行加固；而后再进行另一侧导坑开挖。
CD法施工顺序图
CD法施工顺序和施工方法
1）开挖顺序
根据滑塌体特征,考慮塌体隧道段施工安全及塌体的稳定,确保安全、可靠、不留后患、经济和快速施工，在本段施工区域监测稳定的情况下，滑塌体处治施工顺序为：开挖内侧侧壁导坑左上半断面→初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及临时仰拱）→开挖侧壁导坑左下半部分（包括临时仰拱）→左侧导坑上半断面初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及仰拱初期支护）→开挖右侧导洞上半断面→右侧导洞上半断面初期支护（包括拱墙初期支护及临时仰拱）→开挖剩余部分（包括临时仰拱）→剩余部分初期支护（包括仰拱初期支护及临时仰拱）→拆除侧壁临时支护→灌注仰拱砼→铺设环向盲沟及防水板，整体灌注二衬砼
2）开挖方法
开挖方式采用人工风镐开挖或弱爆破施工。局部需爆破时，采用微振光面爆破技术，周边眼间距0.45m，严格控制炮眼深度及装药量，尽可能减少超挖及减轻对围岩的扰动和破坏。
施工时按顺序图进行施工，特别是洞口偏压浅埋地段，要求：
①洞身开挖后，应及时初喷砼至掌子面，与爆破时间间隔不大于8小时，施作初期支护（包括仰拱初支）及中隔壁，使洞身尽快封闭成环。
②中隔壁U25型钢支撑纵向间距与主洞洞身初支的U25型钢支撑相同。相临两在洞口边仰坡监测稳定的情况下
5.施工过程的监控量测
此次塌方治理过程中的实时监控量测分四项内容:地表沉降监测、隧道拱顶沉降量测、隧道围岩收敛变形量测以及隧道支护结构受力情况监测。
(1) 地表沉降监测:采用精密水准仪进行地表沉降监测,基点设在离塌体较远的稳定基点上,在塌体范围地表每10 m 一个监测断面,每个断面不得少于10 个测点,测点范围在垂直于隧道轴线方向延伸至塌体外。
(2) 隧道拱顶沉降量测:采用精密水准仪进行拱顶沉降监测,每5 m 一个监测断面。
(3) 隧道围岩收敛变形量测:采用周边收敛仪进行围岩周边收敛变形量测,每5 m 一个监测断面。
(4) 隧道支护结构受力监测:在隧道围岩与支护结构之间预埋压力盒,并利用钢弦测力计测量压力盒受力。
5、结束语
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