鐵路某隧道變形及塌方病害處理對策

摘 要：文章將結合某鐵路隧道施工期間的塌方現象，通過分析塌方的原因，提出了相應的塌方處理方案，為同類的施工工程提供參考。

關鍵詞：隧道；塌方；變形；整治

引言

近些年以來，由于鐵路建設的發展日益加快，行業技術水平得到了不斷的提高，特點不一的各種復雜的地質隧道和長大隧道的應用越來越多，因為受到各種因素的綜合影響，塌方依舊是隧道施工中最常見的施工事故之一。隧道塌方多是發生在洞身圍巖比較差或者洞身圍巖都比較差，只有局部過關，又或者是洞身圍巖的一側較好，但是另一側卻較差的地方。隧道塌方會直接對施工人員的生命安全造成嚴重的影響，造成延誤工期、設備損壞、額外增加工程費用等嚴重的問題。對于塌方處理方案來說，其關鍵是不留質量隱患、確保安全，此外方案還要具有可實施行性，達到省時、省工省費用的目的。

1 隧道塌方事故概況

2010年6月30日，某鐵路隧道已經完成初期施支護施工的路段發生了塌方事故，塌方嚴重，幾乎造成了該路段2/5的隧道發生了全段面塌滿。為了防止險情進一步擴大，首先應該根據具體的塌方情況進行相應的應急處理：即對該路段進行支設型鋼支撐，并且該段進行注漿錨桿注漿加固。等待塌方的情況穩定下來在進行下一步的處理工作。

經過對現場的分析后發現，該路段的巖土主要為風化石伴裂隙土且圍巖的級別為V級，滲水性強。塌方的原因主要是由于該路段隧道的開挖，使得該處的地質整體的形態發生了改變，再加上連日下雨導致地表水通過石隙滲透，從而削弱了巖層本身的抗剪強度，最終導致了塌方現象的發生。

在進行采取應急措施的同時，也應該制定出預留核心土并采取上下導坑的方式進行挖掘，并且噴射混仰拱形成封閉，并且使用臨時仰拱在下導坑開挖的過程中當作強支撐的施工方案。

2 塌方原因的分析

（1）隧道的地質條件較差。因為該段幾乎全是強風化 巖，并且圍巖的風化明顯，并且軟硬不均，塌方區的上臺階呈碎塊狀，中下臺階的圍巖較差，呈砂土夾泥狀。（2）圍巖屬于軟質的巖石。全風化的花崗巖呈現雜色，并且原巖的結構已經完全被破壞，且大部分呈現為土狀；強風化的 巖呈現為青灰色，磷片變晶的結構，片麻狀的構造，呈現為碎塊狀，并且用手可以掰碎。強度變得較低，容易產生塑形的變形，以及穩定性較差在大氣中容易被風化剝落。（3）圍巖受到滲水容易發生軟化。巖層具有透水性，如果上臺階有滲水的現象，那么中下臺階就會有大量的水滲出，在局部形成滲流。（4）施工因素的影響。一是超前小導管的注漿沒有達到預期的效果，以及系統錨桿和格柵鋼架鎖腳錨管安裝質量較差；二是中下臺階的開挖過大，鋼架底部的懸空時間過長，以及圍巖遇水發生軟化，抗剪強度降低從而導致了變形的加劇而造成失穩。

3 塌方的處理方案

3.1 超前探孔

在隧道塌方后的某一段上使用YT28氣腿式鑿巖機進行打孔并且進行鉆探，從而為塌腔的填充提供相應的參數。

3.2 塌腔進行注漿

塌方的范圍較大，并且塌腔縱向較長如，無法進行一次性的封堵，所以應該使用分段進行封堵來進行及時灌注漿液。塌腔的處理應該使用“控灌結合”的方式進行處理，在鉆探孔能夠打入較大的塌腔的情況下，使用人工將鋼管伸入塌腔內，并且使用該管路進行混凝土的泵送工作，從而實現塌腔的填充；如果不能伸入，則可以使用超前注漿導管支護的方式直接進行挖掘，并且使用注漿來加固隧道輪廓線外側的巖體，直到達到溢漿為止。

3.3 上導坑雙排超前注漿導管注漿

為了能夠保證對于坍塌體的裂縫的有效填充并且保證隧道的輪廓線的土體穩定以及具有一定的強度，在進行開挖的過程中使用YT28鉆機向小里程方向依次布置，使用42雙排導管進行注漿，環向間距進行布置開挖，導管的長度為3.5m，并在每環上設置2排，縱向間距2.0m，并搭接1.5m；然后使用水泥-水玻璃雙液漿進行對坍塌體進行加固處理。

3.4 對工作面進行注漿固結處理

為了保證工作面在開挖過程中的穩定，所以需要對工作面的塌方體及你想那個加固處理。采用縱橫向間距1m長度4m的鋼管進行注漿加固處理；并且為了防止漿液的流失，需要在塌方體的裸露面先噴10cm厚的C20混凝土作為止漿墻，每4m來做為一個循環，總共有8個循環。并且漿液量也應該控制在既能穩定核心土又不會對周圍的圍巖增加太大的強度，從而造成開挖困難。

3.5 預留核心土在環形開挖時

為了防止坍塌體的擾動，在上臺階使用風鎬進行人工開挖，以及用手推車進行運輸，下臺階使用機械進行開挖。塌方后，圍巖會變的十分軟弱。為了防止圍巖的變形需要在開挖中預留20cm的下沉量，也就是在拱頂上挖20cm，進尺控制在每環0.5m，預留長2m寬3m以及高2.5m的核心土，并且降低開挖面的臨空高度，減緩開挖面的坡面角度，從而防止開挖面再次塌方和下滑。左右兩側的開挖應該分開進行開挖。

3.6 安裝型鋼鋼架

在進行初期支護鋼架時應該采用Ⅰ20工字鋼彎出弧度進行安裝，從而有利于早受力。并且購置一臺液壓型鋼彎弧裝置，在現場進行鋼架構件的制作，在洞內進行組裝。在進行型鋼安裝的過程中，首先開挖上臺階，當支設完一側的型鋼后，沿著隧道的中線核心土位置上設置300鋼管，從而頂住鋼架來作為鋼架的臨時支撐；然后在進行開挖另一側，支設另一側的型鋼鋼架。

3.7 臨時仰拱

開挖面做為松散的塌體，為了能夠達到上臺階支護形成封閉的結構的目的，并且防止下臺階在開挖的過程中出現變形現象，所以應該在上臺階上設置臨時仰拱。臨時仰拱可以使用Ⅰ20的工字鋼，規格與初支相同，間距為50cm左右，縱向使用直徑22的鋼筋進行連接，環向的間距為半米，并且臨時仰拱應與型鋼鋼架進行焊接；雙層鋼筋網使用直徑8的鋼筋，并且噴射30cm厚的混凝土。之前的注漿管安裝角度較小，難以對松散的塌方體進行有效的加固處理，所以應該使用注漿鋼管再進行注漿加固處理從而保證隧道的輪廓線以外3～5m的圍巖都具有一定的強度，從而實現共同受力的目的。注漿導管沿鋼架位置進行布置，間距為0.4m、0.5m，并且加注水泥=水玻璃雙獎液進行加固。在使用徑向小導管注漿前應該先將掌子面圍巖進行封閉處理，從而防止漿液漏出，以及對掌子面上的圍巖形成壓力從而造成再次的坍塌。

3.8 監控量測

加強對塌方體開挖的監控量測，并且在對隧道的邊墻以及頂部進行定位定時的觀測，隨時掌握圍巖的變形動向，并且及時進行反饋分析，修正以及完善施工方案，從而提供補救措施。

3.9 二次襯砌施工

將二次的襯砌調整為鋼筋混凝土。襯砌臺車的組裝工作應該在塌方體的處理過程中同步進行，從而盡量減少工序間的時間間隔。并且在施工中取消防水板的設置。

4 結束語

所以，在進行隧道施工中，應該大力提倡超前預報，從而可以根據具體的地質情況來選擇合適的預防以及加強措施，并且還可以節約工期以及節約費用。如果發生了塌方事故，應該根據具體的地質情況制定出合理的整治方案。綜合利用各種整治方案的長處，從而實現良好的社會以及經濟效益。

參考文獻

[1]TB10204-2002、J163-2012.鐵路隧道施工規范[S].

[2]TZ204-2010.鐵路隧道工程施工技術指南[S].