貴陽市楊家山隧道工程右線塌方技術處理措施

何本成

（中國中鐵二局集團第一工程有限公司，貴州 貴陽 550000）

貴陽市楊家山隧道工程右線塌方技術處理措施

何本成

（中國中鐵二局集團第一工程有限公司，貴州 貴陽 550000）

隧道塌方要具體問題具體分析。本次塌方由于隧道周邊巖體破碎、受地質構造影響較重，圍巖為全風化性為主，圍巖整體性極差；存在明顯的地形偏壓；加上地下溶洞水的作用，引起上部巖體應力平衡被破壞，導致隧道上部失穩、坍塌。針對上述分析，我部逐步進行初支變形段處理、地表裂縫回填夯實處理，坍方段洞內處理，地表注漿加固處理等措施，成功的處理了隧道塌方處理技術。

隧道工程；右線塌方；處理措施

1 坍方經過

1.1 凌晨6:45，貴陽市楊家山隧道工程右線掌子面施工至YK2213+200段，當時出碴剩余約50方，掌子面右上側開始不斷的掉塊，掌子面頂部支護結構明顯開始變形。現場值班人員發現這一情況后，立即通知裝載機停止裝碴，并向洞口方向后退、同時通知出碴車輛迅速向洞口方向撤離。而后值班人員迅速向洞外跑，剛到YK2242+410時，聽到掌子面大面積開始塌坍，回頭看時YK2242+213～YK2213+200段拱頂已經坍塌下來，坍塌持續時間僅15秒鐘左右。開挖臺架被坍碴壓跨，裝載機斗子被臺架及坍碴卡住。

1.2 當時洞內全部斷電，值班人員用手電筒照明，裝載機司機安全撤至洞外。

2 坍方后洞內、地表情況

2.1 在掌子面（約7：00），發現YK2410+242～YK2242+213段拱頂初支結構出現不同程度的變形，有縱向和橫向裂縫，YK2410+213拱頂噴砼表面剝裂掉塊。

2.2 地表（約7：20），發現YK2410+242～YK2242+213段隧道線路左側出現3條裂縫，寬度5～40cm不等，中線左側10～32m范圍的土體均出現不同程度的塌陷，最大塌陷深度在80cm。但中線左側1.5～5m的位置出現一條隆起的裂縫。YK2410+213左側22m處的兩根高壓電桿出現明顯的傾斜，高壓電線拉的很緊，同時發現YK2410+213左側35m處的高壓電桿上瓷瓶拉壞，高壓電線靠到橫擔上，導致停電。

3 地形地貌及水文地質情況

3.1 貴陽市楊家山隧道工程右線一直沿山體的沖溝邊緣通過，隧道最大埋深65m，最小埋深為1.5m。其中YK2410+242～YK2213+200段隧道洞頂埋深在32.2m～43.3m之間。存在較明顯的地形偏壓，隧道洞身右側山體坡度約30度，山體坡面走向基本與隧道軸線平行。

3.2 山坡地表覆蓋層為松軟含角礫低液限粘土，含少量上層滯水。地表下覆全風化白云巖、泥巖、砂巖、灰巖，巖體中夾輝綠巖大部分破碎，受地質構造影響較重，風化、構造裂隙很發育，巖體呈砂狀、角礫狀散體結構，裂隙水發肓，呈線狀或滴水狀滲出。

3.3 YK2242+200掌子面地質情況左側為強風化的泥巖，巖體中夾輝綠巖大部分破碎。掌子面局部有股水流出，初支拱頂有線狀、滴狀水滲出。由于巖體破碎、受地質構造影響較重，巖體極為破碎，完整性極差。

4 坍方原因分析

2009年12月 22日 9：00～11：00，我方與有關專家通過對現場的坍體及地表的查看，對本次坍方的原因作了細致分析。一致認為本次坍方的原因為：隧道周邊巖體破碎、受地質構造影響較重，圍巖為全風化性為主，圍巖整體性極差；存在明顯的地形偏壓；加上地下溶洞水的作用，引起上部巖體應力平衡被破壞，導致隧道上部失穩、坍塌。

5 坍方段、變形段、地表加固處理方案

本次坍方處理步驟：初支變形段處理、地表裂縫回填夯實處理→坍方段洞內處理→地表注漿加固處理。

5.1 初支變形段處理方案

YK2242+213～YK2213+200初支變形段，采用I18工字鋼架設臨時內護拱，護拱間距為40cm，拱腳置于穩固的底板上，底部懸空時采用填砼塊或漿砌石塊的方式處理，確保拱腳受力良好。

每榀鋼架增設8根（每側4根）Φ22、L=3.5m的鎖腳藥卷錨桿；鋼架緊頂原初支表面，不能緊頂地段每隔2m設墊塊，確保內護拱與原初支表面密貼；鋼架間設Ф22縱向連接筋，環向間距1m。

鋼架架設后噴砼20cm，噴砼主要目的是將鋼架包裹，確保鋼架與原初支表面無空隙。

對鋼架采用橫向、豎向支撐進行支頂。對初支變形段施作φ42徑向注漿小導管固結圍巖：L=4.5m、@1m×1m梅花型布置；孔口采用錨固劑封堵，注水泥-水玻璃漿液，漿液配比同坍方段大管棚漿液配比。

對坍方表面噴射15cm厚C20砼進行封閉，保證坍塌面的穩定及起到止漿效果。

5.2 坍方段處理方案

因YK2213+200處全被坍碴封閉，估計坍碴高10～20m，全部掏空坍腔內的坍碴很有可能造成再次坍方，并有可能擴大坍方范圍或出現冒頂現象。因此采用直接在坍碴內施作φ108注漿大管棚；共兩環，第一環20m、第二環25m，環間搭接5m，采用跟管鉆工藝。起到加固巖體、超前支護、止水的三重作用。因隧道周邊圍巖滲水，注漿材料選擇水泥-水玻璃漿液，采用雙液注漿機注漿。

坍體分部開挖施工。隧道分部開挖：超前大管棚施工完畢后，采用人工手持風鎬環行開挖法進行施工，預留核心土，此種施工方法一直到隧道貫通，開挖分部詳見圖1《隧道分部開挖示意圖》。

支護參數：初期支護采用I18工字鋼架，鋼架加工考慮預留沉降量20cm，開挖斷面在Ⅱ類加強基礎上考慮沉降量，鋼架縱向間距0.33m，即3榀/m，鋼架間設Ф22縱向連接筋，環向間距1m。鋼筋網及噴砼按原設計施工。徑向設置φ42徑向注漿小導管，L=3.5m，@90×80cm(環向×縱向)注漿終壓0.8MPa。

圖1 隧道分部開挖示意圖

襯砌參數：二次襯砌斷面形式采用Ⅱ類加強施工，即鋼筋砼厚度0.6m，主筋采用Ф20Ⅱ級鋼筋，仰拱全封閉。

5.3 地表加固處理方案

地表裂縫處理：地表處理采用地表深孔注漿加固措施固結地層，注漿孔采用φ89鋼花管，漿液采用水泥-水玻璃雙液漿，注漿終壓2MPa。

注漿范圍為YK2375+242～YK2213+200段左側外圈裂縫外邊5m，右側注漿邊界為至沖溝坡腳。

注漿管的布置間距為1.5m，梅花型布置，注漿打入地層的深度為隧道拱頂以上2m。

注漿管止漿段長度為2.5m，為保證注漿壓力達到設計的要求，在地表設置20cm的C20混凝土止漿板。

在進行注漿時先注周邊孔，再注中間孔，采用周邊定量、中間定壓的方式控制注漿效果。

6 坍方處理總結（安全、質量保證措施）

6.1 在坍方地表設置水平位移和地表下沉觀測樁，第一周每天觀測兩次，以后每天觀測一次，持續一個月，對數據做統計分析，出現異常情況，立即上報，研究對策，采取積極措施。

6.2 洞內加強周邊收斂和拱頂下沉量測，觀測頻率為每天兩次，出現異常情況，立即采取措施。加強洞內觀察，對初支表面、開挖面穩定性經常觀察，一旦有險情立即通知作業人員撤離工作面。

6.3 所有施工人員佩戴安全防護用品，遵守安全操作規程。

6.4 加強洞內施工用電管理，嚴格按照施工用電相關規定做好洞內各種電線、開關等的設置；保證洞內有足夠的照明亮度。

6.5 將洞內滲涌水及時排至洞外，嚴禁積水長期浸泡拱腳。

6.6 嚴格按技術交底施工，確保鋼架架設質量、使鎖腳錨桿真正起到鎖拱作用、使隧道周邊圍巖經注漿后確實形成一個加厚的組合拱、真正意義上貫徹落實“管超前、短進尺、弱爆破、強支護、早封閉、勤量測”的十八字方針。

[1]陳韶光.青山崗隧道施工塌方的風險評價.公路工程，2008-10-20.

[2]魏東.隧道塌方施工處治技術研究.中國水運(下半月)，2010-01-1.

[3]潘學東.預防隧道塌方的技術措施.山西建筑，2008-02-20.

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