1、 摘要 隨著我國基本建設規模的擴大,隧道工程已經成為鐵路、公路和水利水電等大型項目中的重要工程。隧道工程的重要性越來越顯著,隧道工程的數量和長度明顯增加規模不斷擴大。然而 ,不良的工程地質和水文地質以及由此而引發的塌方是隧道施工過程中不可回避的技術難題。文章以白山隧道塌方為例,介紹隧道塌方的處理工藝。關鍵詞 隧道塌方;應急處理;超前支護;施工工藝作者簡介李軍偉,廣州誠信公路建設監理咨詢有限公司 ,廣東廣州,510420中圖分類號 U459 文獻標識碼 A 文章編號1007-7723(2010)02-0119-0002一、工程概況白山隧道左線長1713m,塌方段 ZK6+668ZK6+639 原

2、設計為級圍巖,開挖揭示為粉質粘土,經現場核實圍巖級別調整為級,并對結構支護相應調整為加強。由于ZK6+668ZK6+649 段初支發生整體沉降變形,變形量達20cm。監控量測資料反映該段變形已趨于穩定,五方會議討論決定采用逐榀更換工字鋼處理。換拱施作至ZK6+656 時發生坍塌 ,塌方土體擠滿隧道整個斷面。現場施工人員撤離及時未發生人身傷亡事故。但受其影響,二襯ZK6+677ZK6+681段拱頂及邊墻部位出現環向裂縫。二、應急處理措施及塌方原因分析（一 ）應急處理措施.在現場拉設警戒線,不允許無關人員進入。.在二次襯砌ZK6+670ZK6+695 段埋置監控點,觀測二次襯砌的變形情況,及時向相

3、關部門匯報。.在地表位置安設警戒標志,防止地方老百姓進入。二 ）塌方分析經幾方調查分析,總結塌方原因如下:.地質情況復雜:原設計ZK6+700 進入 IV 級圍巖 ,但是實際開挖后全段面為土體圍巖,有滲水,同時還受到溶洞（在施工 ZK6+720ZK6+670 段左右洞能相互聽見施工作業聲響）的交錯影響。.暴雨影響: 連日的暴雨,經過地表滲透,將原有的土體地質結構破壞,造成自穩能力喪失,應力重新分布,幾十米厚的土體層整體下沉,初支承載能力不夠。.土石交接面的滑動:在 ZK6+636 處于土石的交界處,往前的圍巖為石質,穩定性好,已經開挖段的巖質差,為濕陷性松散土,受雨水影響,造成錯動滑移。三、塌

4、方處理方案（一 ）結構支護.超前支護采用超前管棚+ 超前小導管ZK6+668ZK6+637 段 ,拱部120范圍施作 108 管棚（ 108 無縫鋼管,壁厚 6mm）,長度31m,環向間距50cm,外插角510 ,管棚內采用水灰比1 1 的純水泥漿填實,注漿壓力 TOC o 1-5 h z 0.51.0MPa;拱部120范圍施作 50 小導管（ 50 無縫鋼管,壁厚 4mm）, 單根長5m,環向間距40cm,外插角 710 ,長度搭接不小于1.5m。.初期支護支護參數:I20b 鋼架間距3榀 /100cm, 鋼筋網20cm20cm,噴砼26cm,預留變形量20cm。施工中確保鋼架位于豎向平面內

5、,鋼架腳基礎穩定,鋼架節點完好。.注漿加固對坍塌段采用開挖后周邊注漿,改善圍巖條件。注漿方案為 : 50 小導管 ,單根長5m,環向間距1.0m,縱向間距1.0m,注漿材料采用水灰比1 1 的純水泥漿,注漿壓力0.51.0MPa。 為確保注漿質量,避免漿液直接進入坍塌空腔內,應采用專用的注漿設備及注漿壓力表,進行注漿壓力控制。（二 ）施工工藝及要求采用雙側壁導坑法開挖,嚴格控制開挖進尺,每次進尺不超過 40cm,導坑上下臺階間距不超過35m。 為避免拱腳發生較大沉降變形,上臺階側壁導坑開挖后,施作臨時仰拱。初 TOC o 1-5 h z 期支護盡快封閉成環,改善受力條件。及時施作二次襯砌,一個

6、循環處理初支長度不超過5m。（三 ）監控量測該段加強監控量測工作,適當加大量測的頻率、觀測斷面及觀測點。及時掌握初期支護變形情況,根據量測結果,及時分析判斷圍巖支護結構的穩定性;一旦發生異常,及時采取有效措施,避免再次發生坍塌事故。施工過程中,安排專職的觀察員,不間斷地觀察施工作業面圍巖情況,發現異常及時通知作業人員撤出,確保施工人員安全。加強對已出現裂縫的二次襯砌段的監控量測工作,特別是裂縫發展及二次襯砌侵限情況。四、塌方處理實施情況. 108 管棚及 50 超前小導管施工保證注漿飽滿。針對塌方體松散、漿液容易流失的問題,由拱頂開始采用跳孔間隔注漿,固結塌方土體,使其有一定的穩定性,避免施工

7、過程中再次坍塌。.施工工序(1)超前支護先行導洞上部開挖初期支護臨時仰拱; TOC o 1-5 h z (2)先行導洞下部開挖初期支護;(3)先行導洞下部仰拱二次襯砌;(4)超前支護后行導洞上部開挖初期支護臨時仰拱;(5)后行導洞下部開挖初期支護;(6)后行導洞下部仰拱二次襯砌;(7)超前支護中央拱頂開挖初期支護;(8)拆除側壁及臨時仰拱施工支護拱墻二次襯砌施工(9)中央其余部分開挖仰拱初期支護仰拱二次襯砌.由于塌方體為松軟土體,承載能力不足,臨時支撐拱架下部連接板處鋪設5cm 厚木板,增大受力面積,減小沉降變形。.仰拱二次襯砌實行分段分塊施工,及時固定拱腳,避免因初支拱腳變形而引發次生災害。

8、.每循環5m 左右即施工拱墻的二次襯砌,對圍巖進行強行支護,使二砌盡早參加受力,保證安全。.經過兩個月的作業,白山隧道右線塌方ZK6+668ZK6+639 段順利通過,監控量測數據顯示變形趨于穩定。五、結論不良的工程地質條件、水文地質條件以及人為因素都有可能造成隧道塌方,地質勘測、施工工序與管理對隧道塌方起決定性作用。隧道的塌方處理是工程技術人員無法回避的技術難題。塌方處理方案至關重要,直接影響塌方體周圍洞室的穩定性、人員生命以及國家財產的安全,應該認真制定處理塌方的步驟、方法及預防塌方的施工措施。前方封堵,后方加固,對塌方區形成合圍,是防止塌方惡化的有效方法。隧道塌方后,不要輕易去清除塌方渣體,應先待塌方體相對穩定后,對塌方體表面進行噴混凝土封閉,防止塌方體滑移,然后再加固未塌方地段,防止塌方范圍擴大,最后向塌方體注漿加固為后序開挖做好準備。公路軟弱圍巖段隧道施工必須早封閉成環及緊跟二次襯砌,使其與初期襯砌共同參與受力。避免初期支護被壓垮,出現大塌方。在松散、軟弱、破碎圍巖段,需局部爆破時,必須嚴格控制炮眼深度、間距、裝藥量,減小對軟弱破碎圍巖的擾動。加強施工過程的質量,特別是超前支護的施工質量控制是重點。合理安排部署,縮短各工序時間,選擇合理的循環進尺,采用如早強快硬材料快速封閉圍巖面,減少圍巖的暴露時間很有必要。本