隧洞塌方的綜合處理方案

摘?要：在隧洞掘進過程造成塌方的因素很復雜，地質因素、施工因素、管理因素等均可能造成隧洞塌方。正確分析塌方的原因，有針對性的處理措施是解決隧洞塌方的有效處理方法。本文結合隧洞塌方工程實例，采用回填砂漿、灌漿、石渣回填、管棚等綜合處理方案處理復雜塌方，同時為類似工程事故的處理提供借鑒。

關鍵詞：隧道塌方;管棚;灌漿

1 工程概況

長九（神山）灰巖礦物流廊道4#隧洞為礦石運輸洞，全程1670m，隧洞出口段埋深12-30m，隧洞穿越石炭系船山組中風化灰巖，構造發育、穩定性差。采用小導管超前支護，全斷面掘進。塌方位置位于出口進洞15m，該段主要地質為黃褐色粘土，溶蝕、泥加石現象明顯，地質條件較差。

2 塌方成因分析

地質、施工技術及管理因素通常被認為是影響隧洞塌方的主要因素[1]，經過對4#隧洞出口段塌方的成因進行綜合分析，認為主要由以下原因造成本次塌方：

地質因素：塌方處的地勘，與地質情況相差較大。地層情況為粘土夾石層，夾石層垂直裂隙發育，裂隙為粘性土填充，受溶洞影響，開挖揭露后易產生滑移，穩定性差，是造成本次塌方的主要原因。

施工因素：在施工過程未對該段進行超前地質預報，且對圍巖的變化未引起高中重視，為及時調整支護方案。

管理因素：管理人員專業技術不足，施工過程缺乏有效監督管理，盲目追求進度，忽視施工安全，也是產生塌方的原因。

3 塌方處理措施

恰當的隧洞塌方處理方案可以有效快捷的通過塌方區，而不恰當的方案，輕則造成經濟損失、延緩施工進度，重則造成人員傷亡[2]。盾構法、管棚法、臺階法是隧洞塌方處理的常用方法[3]。

本工程塌方位置埋深較淺，塌方量較大，為防止二次塌方造成冒頂，采取封閉掌子面，洞內、洞外回填空腔，再使用管棚超前支護，臺階法掘進。

3.1 塌方處理

（1）封閉掌子面。封閉掌子面采用掛網噴混，鋼筋網片采用φ6.5間距為15m×15cm雙層鋼筋網片，噴混采用C25噴射混凝土，噴射厚度為30cm。

（2）鎖定空腔位置。通過38m高程馬道打水平探孔和48m馬道打垂直探孔確定空腔位置和范圍，采用ZGYX420型潛孔鉆機，鉆孔直徑為φ160，共鉆進10個水平探孔，探孔布置如圖1示。

（3）空腔回填。48m高程馬道布置3個空腔回填孔，由于M20砂漿具有較好的流動性和擴散性，砂漿回填從居中孔位進行回填，另外兩個孔位作為觀察孔和排氣孔。

空腔回填過程中，對38m馬道水平探孔及洞內已封閉掌子面排專人進行觀察，確認有無漏漿現場，并做好及時處理措施。

（4）固結灌漿。根據塌方情況，固結灌漿施工包括拱頂塌方松散體固結灌漿及管棚固結灌漿兩部分。

塌方松散體固結灌漿：在M20砂漿回填空腔終凝后，在48m高程馬道布置固結灌漿鉆孔，鉆孔直徑為φ90孔，鉆孔深度為13m（可確保插入塌方松散體層，位于拱頂高程之上15m），安裝直徑φ42mm熱軋無縫鋼管，進入塌方松散體層進行有效固結，小導管插入塌方松散體部分為花管。根據塌方范圍，鉆固結灌漿孔布置8個。

管棚固結灌漿：（見下文）

（5）管棚施工。管棚超前支護采用直徑80mm，壁厚10mm的熱軋無縫鋼尖管，管壁四周鉆直徑16mm壓漿孔。管棚施工長度16m，鉆孔30個（如圖2）。

（6）臺階法施工。塌方體開挖采用分臺階預留核心土方式“先頂后墻”[4]，開挖循環進尺控制在1m，開挖后立即初噴5cm素混凝土，及時進行掛網、立拱架系統支護，鋼拱架間距50cm，每榀拱架工字鋼架中部、底部設橫撐，拱架布置在穩定基座上，兩側布置鎖腳錨桿。

4 結語

隧洞塌方的處理方案有很多，不同的環境采用不同的處理方案。本工程隧洞塌方地質條件較差，采用綜合處理措施，對塌方區進行了有效的處理，安全快速的通過塌方區，給類似工程提供借鑒。

參考文獻：

[1]楊紅星，梁川，廖書杰，等.多松多水電站引水隧洞塌方原因分析及處理方案[J].人民長江，2011，42（5）：30-33.

[2]宋建波.巖體經驗強度準則及其在工程地質工程中的應用[M].北京：地質出版社，2002.

[3]殷建軍，李士明，蔣沖，等.某水電站引水硐室塌方原因分析及處理措施[J].資源環境與工程，2011，25（3）：232-235.

[4]水電建設總局.SDJ212-83水工建筑物地下開挖工程施工規范[M].北京：水利水電出版社，1983.

作者簡介：王賀，碩士研究生，采礦工程師，從事爆破技術及地壓控制研究。