高緯度嚴寒地區隧道塌方處理技術

張品

摘要：本文以吉圖琿客專后安山隧道淺埋段施工為依托，簡單介紹了后安山隧道出口GDK311+977～GDK311+998段塌方及處理案例，主要闡述在東北高緯度嚴寒地區隧道淺埋段塌方發生后所采取的處理技術等較為成功的施工經驗，為以后高寒地區隧道施工提供有用的處理經驗。

關鍵詞：高寒地區 隧道塌方 處理技術

1 工程概況

新建吉林至琿春客運專線JHSⅥ標后安山隧道位于吉林省圖們市境內，毗鄰中朝邊境，該隧道地處北緯43度，冬季漫長酷寒，年平均氣溫4.0～6.8℃，1月平均氣溫-10.3～-23.4℃，最低氣溫-42.5℃，土壤最大凍結深度達181cm，施工期間隧道極易產生凍害。

后安山隧道全長6551m，隧道出口和4號斜井大里程方向（以下簡稱進口）于2013年10月30日上臺階貫通，由于初期支護變形嚴重，后續一直進行徑向注漿加固和換拱施工，但是換拱施工后的隧道初期支護變形仍然得不到控制，每天隧道沉降均在2cm以上，隧道貫通段施工是進行重復的注漿加固和換拱施工。

為了避免隧道各工序施工相互影響和減少隧道變形，隧道施工采取的是單工序作業，仰拱和襯砌采取緊跟下臺階施工，截止2013年12月20日，隧道進口仰拱、二襯分別施工至GDK311+983、GDK311+977，隧道出口仰拱、二襯分別施工至GDK311+997、GDK311+998，工作面剩余仰拱、二襯分別為14m、21m。

2 塌方概述

2013年12月21日凌晨4點半，隧道出口進行仰拱出渣作業時，現場發現GDK311+997拱部初期支護出現環向開裂，拱部噴射混凝土出現脫落掉塊。現場管理人員果斷停止出渣作業，將人員、設備撤離至已施工完二襯的安全地帶，至凌晨5點，塌方體已經填滿GDK311+977～GDK311+998段。塌方體為坡積碎石土，土質較多，無水，隧道頂地表已塌陷成穴，地穴深6m左右，線路方向10m，軸線方向8m，該段隧道埋深23.4～26.5m。

3 總體施工方案

經現場共同查勘、研究分析，決定采用專業隊伍和配套先進設備進行“注漿加固、管棚支護”處理塌方。結合現場實施和實際情況，從4號斜井向出口方向施作管棚。

①搭設作業平臺、掛網噴錨封閉塌體、施作止漿墻。②采用RPD-180地質鉆機進行后退式注漿加固塌方松散體。③施做管棚注漿加固。④從隧道出口開挖重新施作初期支護、仰拱、二次襯砌，分3循環施作，用管棚周邊注漿加固和上導局部注漿加固方案。⑤注漿材料采用普通水泥、水玻璃。

4 施工組織

4.1 人員、設備、冬施準備

4.1.1 根據管棚注漿設計方案，為順利高效完成注漿施工，現場配置合理的管理、技術人員及勞動力，人員配置按照兩套作業班組配置，每個崗位人數為雙份，各種關鍵崗位必須持證上崗。

4.1.2 鉆孔注漿主要設備如表1。

表1 主要設備配置表

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4.1.3 冬施準備。由于施工地處東北地區，時值嚴寒冬季，為了保證施工質量及洞內作業人員人身健康，必須采取切實有效的冬季施工措施。

①利用棉被封閉隧道洞門，減少隧道內外溫度交換。②采用大型火爐燃燒無煙煤，提升并保持洞內溫度適宜。③抽取地下水作為施工及注漿用水，利用隧道拌合站鍋爐加熱，灑水車拉水進入洞內。

4.2 塌體封閉

為保證注漿效果，防止漏漿，塌體兩側必須封閉密實。

①隧道出口塌體表面全部采用掛網、噴射砼封閉，封閉混凝土厚度不小于1.5m。②進口方向下部采用噴射砼封閉，上部采用砼止漿墻封閉，止漿墻背后采用洞渣或沙袋堆碼回填密實。③進口方向搭設作業平臺和施作止漿墻期間，出口打設小導管同步繼續注漿。

4.3 搭設作業平臺

①在仰拱填充面以上高度約3m，長度15m采用洞碴構筑管棚作業平臺，一側設置設備上下行走坡道。②破除4號斜井出口方向拱部噴射砼面，找出已施作的初期支護鋼架，便于定位、安裝導向管，避免鉆進時碰到鋼架。

4.4 止漿墻施工

①止漿墻施工前，首先對松散體進行噴射混凝土或沙袋堆碼封閉。②在已施作完成的初期支護表面按照環向間距1m、設置2排22連接錨桿，止漿墻基礎范圍內垂直向下設置兩排Ф50小導管，長度均為3m，埋入深度2m，預留1m，保證在注漿壓力時止漿墻不倒塌。③立模、準確安裝并固定牢固孔口導向管，導向管采用Ф150鋼管，前端帶法蘭盤，末端用土工布包扎封閉。④澆筑C20砼止漿墻，墻厚2.0m，澆筑過程中模板縫隙用土工布塞滿，保證不漏漿、砼振搗密實。⑤止漿墻分兩次澆筑完成，接茬處設置鋼筋連接。

4.5 超前注漿加固塌體

①待止漿墻砼強度達到設計強度75%時，鉆機就位。②注漿孔徑采用￠65的鉆頭和￠57鉆桿進行鉆孔。鉆孔按照“由低速至高速、由低壓至高壓”的原則由慢至快鉆進。鉆進過程中應采用角度儀測量鉆桿角度，發現偏差大于設計要求及時更正。認真做好鉆進過程的原始記錄（鉆孔長度、時間、注漿壓力、方量等），及時對孔口排水顏色，流量和排渣等情況進行記錄，作為地質預報的參考資料。③待鉆孔達到設計長度后，壓住清水進行清孔，保證鉆桿鉆頭順暢。④從孔底位置開始壓注水泥單液漿液，之后按鉆桿拆卸長度分段，每向孔口方向后退1.5m注漿一次。漿液采取由稀到濃的壓注措施，孔口采用水泥水玻璃雙液漿進行封堵。⑤注漿順序按照“由高到低”的原則進行，間隔3個孔注漿位置交錯布置，以保證注漿效果。⑥注漿結束標準：A單孔結束標準。a注漿壓力逐步升高至設計終壓，并穩定10min。b注漿量不小于設計注漿量的80%。c進漿速度為開始進漿速度的1/4。B全斷面結束標準。a所有注漿孔均已符合結束條件，無漏注現象。b注漿有效注入范圍大于設計值。⑦效果檢測。注漿效果檢查評定是確定開挖施工方案的依據。注漿效果檢查評定以鉆孔檢查法為主，輔以取樣測試。endprint

鉆孔檢查法：根據注漿狀況，選擇注漿范圍內可能存在的薄弱環節的注漿部位布設檢查孔。檢查孔垂直于開挖工作面鉆設，終孔深度稍短于注漿加固長度。也可利用管棚的引導孔設置，按總注漿孔的5%布設。如檢查孔存在涌泥、涌沙或塌孔時，應進行補孔注漿作業。

超前鉆孔取芯檢查。通過鉆取巖芯觀察漿液充填情況，漿液是否飽滿；物理力學試驗結果表明，漿液固結強度低于0.2Mpa時，應進行補孔注漿。

4.6 管棚施工

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超前大管棚環向間距40cm，外插角13°，縱向加固范圍25m，共計42根，由于受洞內條件約束，大管棚外插角較大。大管棚布設見附圖一。

①管棚加工：大管棚采用外徑Φ89mm，壁厚6mm熱軋無縫鋼管加工，每節長4.5～9m，采用30cm長、壁厚6cm的Φ71無縫鋼管內插于管棚焊接連接。前端加工成錐形尖端并封閉，便于管棚安設。管壁沿兩條垂直直徑布設四排Φ8mm對稱溢漿孔，梅花形布設，孔間距50cm，每根管棚尾端3m設溢漿孔。②管棚施工順序：按照先拱頂后兩側施工順序。施鉆前按奇數和偶數劃分孔號，為保證成孔質量，防止鄰孔鉆進時前面的成孔坍塌，鉆孔間隔進行，先鉆奇數孔，后鉆偶數孔。③下管：在管棚孔成孔后，一次下鋼管并將鋼管直接頂到開挖輪廓線外，避免切割。施工時應將相鄰管的接頭前后錯開不小于1m。管棚內下入鋼筋籠：鋼筋籠采用三根Φ22mm螺紋鋼筋焊接而成。④管棚注漿：管棚注漿采用兩臺ZJ/BP55注漿機注漿，漿液為普通硅酸鹽水泥單液漿，漿液擴散半徑不小于1m，管棚注漿順序遵循“先中間后兩側”、“跳孔注漿”的原則，以確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍空隙充填飽滿。⑤注漿量控制：采用定壓控制，全孔一次性注漿封堵，注漿壓力達到設計終壓3.0～4.0MPa并維持10min以上可結束該孔。當單孔注漿量達到設計注漿量的1.5～2倍，壓力仍然不上升，可采取調整漿液配比縮短凝膠時間或進行間歇注漿等措施使注漿壓力達到設計終壓，結束該孔注漿。

4.7 隧道開挖

管棚施工完成，從隧道出口采用三臺階法、分三次開挖，依次施作初期支護、仰拱、二次襯砌。

①初期支護參數：調強支護措施，采用I25b工字鋼代替Ⅰ22a工字鋼制作鋼架，間距50cm。②每開挖2個循環施作一次超前小導管，拱部120°范圍內布設，若拱部有松散掉塊現象，輔以注漿。加強鎖腳錨管施作的數量和質量，中下臺階和鋼架連接板處縱向連接筋間距50cm并與鋼架焊接牢固。③二次襯砌加強，采用雙線明洞襯砌參數，調整二襯混凝土厚度由55cm增為80cm。④仰拱一次開挖長度不大于4m，施作2循環仰拱，跟進一板二次襯砌，長度7m。⑤隧道出口段開挖預留變形50cm，根據監控量測數據，盡量少切割管棚，貫通段適當調整預留變形量。⑥隧道開挖施工初期支護后，每2m布設一組監控量測點，一組斷面不少于5個點。

5 洞頂塌穴處理

在洞頂地表化凍之前，對塌穴人工配合機械回填打夯密實，填至原地面后，鋪設土工布、厚塑料薄膜，順接兩側原溝，防止雨水灌入塌穴。后期加強后期地表觀測，待塌陷穩定后，施作M10漿砌片石鋪砌溝床。

6 施工工藝及注意事項

6.1 后退式注漿工藝

①做好施工準備工作，合理組織人力、機械設備和材料配置，施工作業平臺。②施做止漿墻，按照設計要求施工錨固措施，澆筑止漿墻。③管棚鉆機鉆設注漿孔，注漿孔布設要均勻，保證漿液充分填充塌方體。④對鉆孔進行注漿施工，按照設計注漿量及注漿壓力控制注漿。⑤注漿結束后，鉆設注漿效果檢查孔，檢查注漿效果。判定未達到注漿效果，進行鉆孔補注漿；達到注漿效果即進行下一步管棚施工。⑥按照設計位置鉆設管棚孔，施工超前大管棚，對每一根管棚進行注漿。⑦本循環施工結束，進行隧道洞身開挖作業。

6.2 施工注意事項

①為了保證松散體固結加固的效果，止漿墻施工至關重要，應能滿足注漿壓力要求。起到封堵的作用，防止漿液溢流和塌體位移。②做好鉆孔過程的地質分析、判斷，并根據鉆探地質情況及時調整注漿參數，確保注漿質量。③由于巖層破碎，鉆孔作業時，應控制好鉆機的打擊力和扭矩及水壓，如遇退管困難的問題，應及時調整水壓、扭矩，減緩速度。④注漿材料應滿足要求，嚴禁使用過期結塊的水泥。漿液攪拌應均勻，一般水泥漿攪拌時間為3～5分鐘，但不得超過30分鐘。未攪拌均勻或沉淀的漿液嚴禁使用。⑤保持注漿管路暢通，防止因管路堵塞而影響注漿結束標準的判斷。⑥加強施工監測及時反饋注漿施工期間結構變形情況以調整注漿參數及工藝。⑦為確保管棚管節順利安裝，克服在頂管施工作業中送管難的情況發生。按照大孔徑的施工原則，選用∮127鉆頭和∮89鉆桿配套使用。一般引導孔的孔徑較管棚鋼管外徑大15～20mm，孔深較管長長0.5米以上。

7 施工監測

注漿過程中加強監控量測，確保施工安全。

根據現場實際情況，在注漿施工過程中需進行的監測項目主要有：隧道拱頂下沉、水平收斂、止漿墻、初支結構發生裂縫。

①隧道施工完的襯砌表面各布一組監測斷面。②隧道開挖施工初期支護后，每2m布設一組監控量測點，一組斷面不少于5個點。③每個斷面設置拱頂沉降測點1個，上中下臺階拱腳設1對收斂變形測點。④量測頻率為1次/6小時，變化大時加強觀測頻率。

8 安全質量保證措施

①做好鉆孔過程的地質分析、判斷，并根據鉆探地質情況及時調整注漿段長和注漿參數，確保分段注漿質量。②注漿管路及連接件必須采用耐高壓裝置，當壓力上升時，要防止管路連接部位爆裂傷人。③注漿過程中，時刻注意泵壓和流量的變化，若吸漿量很大或壓力突然下降，注漿壓力長時間不上升，應查明原因，如工作面漏漿，可采取封堵措施。如跑漿可通過調換漿液、調整漿液配比，縮短漿液凝膠時間，進行大泵量、低壓力注漿，必要時采用間歇注漿，以達到控域注漿目的。④孔口管要安裝固結牢固，施工期間嚴禁人員站在其沖出方向前方，以防止孔口管沖出傷人。

9 施工體會

①經過對吉圖琿客專后安山隧道塌方段的處理，加深了對隧道“新奧法”施工的理解，軟弱圍巖必須及時封閉成環，二襯必須緊跟使其共同受力。在本隧道發生塌方前，二襯緊跟段落在塌方后，經監控量測顯示比較穩定，而為封閉成環反復換拱段落就由于不能形成全環受力體系而塌方。②隧道塌方后，不能盲目處理必須及時上報各級領導，科學合理制定處理方案。根據隧道地質、水文，塌方造成的損害和影響情況，分析造成塌方的原因，群策群力，快速制定適宜處理方案。③后安山隧道塌方段嚴格按照原制定處理方案施工，通過后續開挖揭示管棚注漿效果良好，塌方體經過處理后較為穩定，能夠安全快速通過。

參考文獻：

[1]陳亞林.隧道塌方原因與處理[J].西部探礦工程，2006.

[2]張金柱，黃土隧道塌方情況及病害原因分析[J].隧道建設，2007.

[3]李科興，申小飛，寧波.某高速公路隧道塌方段處理方案[J].價值工程，2012（19）.endprint

鉆孔檢查法：根據注漿狀況，選擇注漿范圍內可能存在的薄弱環節的注漿部位布設檢查孔。檢查孔垂直于開挖工作面鉆設，終孔深度稍短于注漿加固長度。也可利用管棚的引導孔設置，按總注漿孔的5%布設。如檢查孔存在涌泥、涌沙或塌孔時，應進行補孔注漿作業。

超前鉆孔取芯檢查。通過鉆取巖芯觀察漿液充填情況，漿液是否飽滿；物理力學試驗結果表明，漿液固結強度低于0.2Mpa時，應進行補孔注漿。

4.6 管棚施工

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超前大管棚環向間距40cm，外插角13°，縱向加固范圍25m，共計42根，由于受洞內條件約束，大管棚外插角較大。大管棚布設見附圖一。

①管棚加工：大管棚采用外徑Φ89mm，壁厚6mm熱軋無縫鋼管加工，每節長4.5～9m，采用30cm長、壁厚6cm的Φ71無縫鋼管內插于管棚焊接連接。前端加工成錐形尖端并封閉，便于管棚安設。管壁沿兩條垂直直徑布設四排Φ8mm對稱溢漿孔，梅花形布設，孔間距50cm，每根管棚尾端3m設溢漿孔。②管棚施工順序：按照先拱頂后兩側施工順序。施鉆前按奇數和偶數劃分孔號，為保證成孔質量，防止鄰孔鉆進時前面的成孔坍塌，鉆孔間隔進行，先鉆奇數孔，后鉆偶數孔。③下管：在管棚孔成孔后，一次下鋼管并將鋼管直接頂到開挖輪廓線外，避免切割。施工時應將相鄰管的接頭前后錯開不小于1m。管棚內下入鋼筋籠：鋼筋籠采用三根Φ22mm螺紋鋼筋焊接而成。④管棚注漿：管棚注漿采用兩臺ZJ/BP55注漿機注漿，漿液為普通硅酸鹽水泥單液漿，漿液擴散半徑不小于1m，管棚注漿順序遵循“先中間后兩側”、“跳孔注漿”的原則，以確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍空隙充填飽滿。⑤注漿量控制：采用定壓控制，全孔一次性注漿封堵，注漿壓力達到設計終壓3.0～4.0MPa并維持10min以上可結束該孔。當單孔注漿量達到設計注漿量的1.5～2倍，壓力仍然不上升，可采取調整漿液配比縮短凝膠時間或進行間歇注漿等措施使注漿壓力達到設計終壓，結束該孔注漿。

4.7 隧道開挖

管棚施工完成，從隧道出口采用三臺階法、分三次開挖，依次施作初期支護、仰拱、二次襯砌。

①初期支護參數：調強支護措施，采用I25b工字鋼代替Ⅰ22a工字鋼制作鋼架，間距50cm。②每開挖2個循環施作一次超前小導管，拱部120°范圍內布設，若拱部有松散掉塊現象，輔以注漿。加強鎖腳錨管施作的數量和質量，中下臺階和鋼架連接板處縱向連接筋間距50cm并與鋼架焊接牢固。③二次襯砌加強，采用雙線明洞襯砌參數，調整二襯混凝土厚度由55cm增為80cm。④仰拱一次開挖長度不大于4m，施作2循環仰拱，跟進一板二次襯砌，長度7m。⑤隧道出口段開挖預留變形50cm，根據監控量測數據，盡量少切割管棚，貫通段適當調整預留變形量。⑥隧道開挖施工初期支護后，每2m布設一組監控量測點，一組斷面不少于5個點。

5 洞頂塌穴處理

在洞頂地表化凍之前，對塌穴人工配合機械回填打夯密實，填至原地面后，鋪設土工布、厚塑料薄膜，順接兩側原溝，防止雨水灌入塌穴。后期加強后期地表觀測，待塌陷穩定后，施作M10漿砌片石鋪砌溝床。

6 施工工藝及注意事項

6.1 后退式注漿工藝

①做好施工準備工作，合理組織人力、機械設備和材料配置，施工作業平臺。②施做止漿墻，按照設計要求施工錨固措施，澆筑止漿墻。③管棚鉆機鉆設注漿孔，注漿孔布設要均勻，保證漿液充分填充塌方體。④對鉆孔進行注漿施工，按照設計注漿量及注漿壓力控制注漿。⑤注漿結束后，鉆設注漿效果檢查孔，檢查注漿效果。判定未達到注漿效果，進行鉆孔補注漿；達到注漿效果即進行下一步管棚施工。⑥按照設計位置鉆設管棚孔，施工超前大管棚，對每一根管棚進行注漿。⑦本循環施工結束，進行隧道洞身開挖作業。

6.2 施工注意事項

①為了保證松散體固結加固的效果，止漿墻施工至關重要，應能滿足注漿壓力要求。起到封堵的作用，防止漿液溢流和塌體位移。②做好鉆孔過程的地質分析、判斷，并根據鉆探地質情況及時調整注漿參數，確保注漿質量。③由于巖層破碎，鉆孔作業時，應控制好鉆機的打擊力和扭矩及水壓，如遇退管困難的問題，應及時調整水壓、扭矩，減緩速度。④注漿材料應滿足要求，嚴禁使用過期結塊的水泥。漿液攪拌應均勻，一般水泥漿攪拌時間為3～5分鐘，但不得超過30分鐘。未攪拌均勻或沉淀的漿液嚴禁使用。⑤保持注漿管路暢通，防止因管路堵塞而影響注漿結束標準的判斷。⑥加強施工監測及時反饋注漿施工期間結構變形情況以調整注漿參數及工藝。⑦為確保管棚管節順利安裝，克服在頂管施工作業中送管難的情況發生。按照大孔徑的施工原則，選用∮127鉆頭和∮89鉆桿配套使用。一般引導孔的孔徑較管棚鋼管外徑大15～20mm，孔深較管長長0.5米以上。

7 施工監測

注漿過程中加強監控量測，確保施工安全。

根據現場實際情況，在注漿施工過程中需進行的監測項目主要有：隧道拱頂下沉、水平收斂、止漿墻、初支結構發生裂縫。

①隧道施工完的襯砌表面各布一組監測斷面。②隧道開挖施工初期支護后，每2m布設一組監控量測點，一組斷面不少于5個點。③每個斷面設置拱頂沉降測點1個，上中下臺階拱腳設1對收斂變形測點。④量測頻率為1次/6小時，變化大時加強觀測頻率。

8 安全質量保證措施

①做好鉆孔過程的地質分析、判斷，并根據鉆探地質情況及時調整注漿段長和注漿參數，確保分段注漿質量。②注漿管路及連接件必須采用耐高壓裝置，當壓力上升時，要防止管路連接部位爆裂傷人。③注漿過程中，時刻注意泵壓和流量的變化，若吸漿量很大或壓力突然下降，注漿壓力長時間不上升，應查明原因，如工作面漏漿，可采取封堵措施。如跑漿可通過調換漿液、調整漿液配比，縮短漿液凝膠時間，進行大泵量、低壓力注漿，必要時采用間歇注漿，以達到控域注漿目的。④孔口管要安裝固結牢固，施工期間嚴禁人員站在其沖出方向前方，以防止孔口管沖出傷人。

9 施工體會

①經過對吉圖琿客專后安山隧道塌方段的處理，加深了對隧道“新奧法”施工的理解，軟弱圍巖必須及時封閉成環，二襯必須緊跟使其共同受力。在本隧道發生塌方前，二襯緊跟段落在塌方后，經監控量測顯示比較穩定，而為封閉成環反復換拱段落就由于不能形成全環受力體系而塌方。②隧道塌方后，不能盲目處理必須及時上報各級領導，科學合理制定處理方案。根據隧道地質、水文，塌方造成的損害和影響情況，分析造成塌方的原因，群策群力，快速制定適宜處理方案。③后安山隧道塌方段嚴格按照原制定處理方案施工，通過后續開挖揭示管棚注漿效果良好，塌方體經過處理后較為穩定，能夠安全快速通過。

參考文獻：

[1]陳亞林.隧道塌方原因與處理[J].西部探礦工程，2006.

[2]張金柱，黃土隧道塌方情況及病害原因分析[J].隧道建設，2007.

[3]李科興，申小飛，寧波.某高速公路隧道塌方段處理方案[J].價值工程，2012（19）.endprint

鉆孔檢查法：根據注漿狀況，選擇注漿范圍內可能存在的薄弱環節的注漿部位布設檢查孔。檢查孔垂直于開挖工作面鉆設，終孔深度稍短于注漿加固長度。也可利用管棚的引導孔設置，按總注漿孔的5%布設。如檢查孔存在涌泥、涌沙或塌孔時，應進行補孔注漿作業。

超前鉆孔取芯檢查。通過鉆取巖芯觀察漿液充填情況，漿液是否飽滿；物理力學試驗結果表明，漿液固結強度低于0.2Mpa時，應進行補孔注漿。

4.6 管棚施工

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超前大管棚環向間距40cm，外插角13°，縱向加固范圍25m，共計42根，由于受洞內條件約束，大管棚外插角較大。大管棚布設見附圖一。

①管棚加工：大管棚采用外徑Φ89mm，壁厚6mm熱軋無縫鋼管加工，每節長4.5～9m，采用30cm長、壁厚6cm的Φ71無縫鋼管內插于管棚焊接連接。前端加工成錐形尖端并封閉，便于管棚安設。管壁沿兩條垂直直徑布設四排Φ8mm對稱溢漿孔，梅花形布設，孔間距50cm，每根管棚尾端3m設溢漿孔。②管棚施工順序：按照先拱頂后兩側施工順序。施鉆前按奇數和偶數劃分孔號，為保證成孔質量，防止鄰孔鉆進時前面的成孔坍塌，鉆孔間隔進行，先鉆奇數孔，后鉆偶數孔。③下管：在管棚孔成孔后，一次下鋼管并將鋼管直接頂到開挖輪廓線外，避免切割。施工時應將相鄰管的接頭前后錯開不小于1m。管棚內下入鋼筋籠：鋼筋籠采用三根Φ22mm螺紋鋼筋焊接而成。④管棚注漿：管棚注漿采用兩臺ZJ/BP55注漿機注漿，漿液為普通硅酸鹽水泥單液漿，漿液擴散半徑不小于1m，管棚注漿順序遵循“先中間后兩側”、“跳孔注漿”的原則，以確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍空隙充填飽滿。⑤注漿量控制：采用定壓控制，全孔一次性注漿封堵，注漿壓力達到設計終壓3.0～4.0MPa并維持10min以上可結束該孔。當單孔注漿量達到設計注漿量的1.5～2倍，壓力仍然不上升，可采取調整漿液配比縮短凝膠時間或進行間歇注漿等措施使注漿壓力達到設計終壓，結束該孔注漿。

4.7 隧道開挖

管棚施工完成，從隧道出口采用三臺階法、分三次開挖，依次施作初期支護、仰拱、二次襯砌。

①初期支護參數：調強支護措施，采用I25b工字鋼代替Ⅰ22a工字鋼制作鋼架，間距50cm。②每開挖2個循環施作一次超前小導管，拱部120°范圍內布設，若拱部有松散掉塊現象，輔以注漿。加強鎖腳錨管施作的數量和質量，中下臺階和鋼架連接板處縱向連接筋間距50cm并與鋼架焊接牢固。③二次襯砌加強，采用雙線明洞襯砌參數，調整二襯混凝土厚度由55cm增為80cm。④仰拱一次開挖長度不大于4m，施作2循環仰拱，跟進一板二次襯砌，長度7m。⑤隧道出口段開挖預留變形50cm，根據監控量測數據，盡量少切割管棚，貫通段適當調整預留變形量。⑥隧道開挖施工初期支護后，每2m布設一組監控量測點，一組斷面不少于5個點。

5 洞頂塌穴處理

在洞頂地表化凍之前，對塌穴人工配合機械回填打夯密實，填至原地面后，鋪設土工布、厚塑料薄膜，順接兩側原溝，防止雨水灌入塌穴。后期加強后期地表觀測，待塌陷穩定后，施作M10漿砌片石鋪砌溝床。

6 施工工藝及注意事項

6.1 后退式注漿工藝

①做好施工準備工作，合理組織人力、機械設備和材料配置，施工作業平臺。②施做止漿墻，按照設計要求施工錨固措施，澆筑止漿墻。③管棚鉆機鉆設注漿孔，注漿孔布設要均勻，保證漿液充分填充塌方體。④對鉆孔進行注漿施工，按照設計注漿量及注漿壓力控制注漿。⑤注漿結束后，鉆設注漿效果檢查孔，檢查注漿效果。判定未達到注漿效果，進行鉆孔補注漿；達到注漿效果即進行下一步管棚施工。⑥按照設計位置鉆設管棚孔，施工超前大管棚，對每一根管棚進行注漿。⑦本循環施工結束，進行隧道洞身開挖作業。

6.2 施工注意事項

①為了保證松散體固結加固的效果，止漿墻施工至關重要，應能滿足注漿壓力要求。起到封堵的作用，防止漿液溢流和塌體位移。②做好鉆孔過程的地質分析、判斷，并根據鉆探地質情況及時調整注漿參數，確保注漿質量。③由于巖層破碎，鉆孔作業時，應控制好鉆機的打擊力和扭矩及水壓，如遇退管困難的問題，應及時調整水壓、扭矩，減緩速度。④注漿材料應滿足要求，嚴禁使用過期結塊的水泥。漿液攪拌應均勻，一般水泥漿攪拌時間為3～5分鐘，但不得超過30分鐘。未攪拌均勻或沉淀的漿液嚴禁使用。⑤保持注漿管路暢通，防止因管路堵塞而影響注漿結束標準的判斷。⑥加強施工監測及時反饋注漿施工期間結構變形情況以調整注漿參數及工藝。⑦為確保管棚管節順利安裝，克服在頂管施工作業中送管難的情況發生。按照大孔徑的施工原則，選用∮127鉆頭和∮89鉆桿配套使用。一般引導孔的孔徑較管棚鋼管外徑大15～20mm，孔深較管長長0.5米以上。

7 施工監測

注漿過程中加強監控量測，確保施工安全。

根據現場實際情況，在注漿施工過程中需進行的監測項目主要有：隧道拱頂下沉、水平收斂、止漿墻、初支結構發生裂縫。

①隧道施工完的襯砌表面各布一組監測斷面。②隧道開挖施工初期支護后，每2m布設一組監控量測點，一組斷面不少于5個點。③每個斷面設置拱頂沉降測點1個，上中下臺階拱腳設1對收斂變形測點。④量測頻率為1次/6小時，變化大時加強觀測頻率。

8 安全質量保證措施

①做好鉆孔過程的地質分析、判斷，并根據鉆探地質情況及時調整注漿段長和注漿參數，確保分段注漿質量。②注漿管路及連接件必須采用耐高壓裝置，當壓力上升時，要防止管路連接部位爆裂傷人。③注漿過程中，時刻注意泵壓和流量的變化，若吸漿量很大或壓力突然下降，注漿壓力長時間不上升，應查明原因，如工作面漏漿，可采取封堵措施。如跑漿可通過調換漿液、調整漿液配比，縮短漿液凝膠時間，進行大泵量、低壓力注漿，必要時采用間歇注漿，以達到控域注漿目的。④孔口管要安裝固結牢固，施工期間嚴禁人員站在其沖出方向前方，以防止孔口管沖出傷人。

9 施工體會

①經過對吉圖琿客專后安山隧道塌方段的處理，加深了對隧道“新奧法”施工的理解，軟弱圍巖必須及時封閉成環，二襯必須緊跟使其共同受力。在本隧道發生塌方前，二襯緊跟段落在塌方后，經監控量測顯示比較穩定，而為封閉成環反復換拱段落就由于不能形成全環受力體系而塌方。②隧道塌方后，不能盲目處理必須及時上報各級領導，科學合理制定處理方案。根據隧道地質、水文，塌方造成的損害和影響情況，分析造成塌方的原因，群策群力，快速制定適宜處理方案。③后安山隧道塌方段嚴格按照原制定處理方案施工，通過后續開挖揭示管棚注漿效果良好，塌方體經過處理后較為穩定，能夠安全快速通過。

參考文獻：

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