隧道襯砌背后空洞引起塌方的處理研究

摘 要 相關的實踐以及理論都已經證實，如果隧道襯砌背后產生空洞的時候，十分容易導致隧道塌方災害。所以，在隧道的施工過程當中，假如碰到了超挖的時候，必須要將襯砌背后的超挖部分進行填實，并且要結合動態監控測量，開展規范的施工操作，防止出現相似的塌方問題。

關鍵詞 隧道襯砌;背后空洞;塌方處理

引言

高速公路的建設現在已經成為我國公路建設的主要趨勢，但是因為設計車速以及道路線形等的制約，隧道越嶺通常會成為高速公路的最優選擇。但是現如今在我國的隧道施工過程當中，因為自然以及人為因素的干擾，經常會產生多種災害以及病害，其中包含一種關鍵的人為因素就是隧道襯砌厚度不夠以及背后空洞的產生。這是由于背后空洞以及襯砌厚度不足的出現，對于隧道的承載性能帶來了無法忽視的影響。文章通過某省高速公路某路段的隧道塌方問題，分析了塌方出現的原因，然后探討了塌方的具體處理措施，希望能夠給業內人士帶來一定的借鑒。

1隧道概況

針對本文某高速公路隧道。結合設計相關的資料可以知道，該隧道是上下行分開的雙洞單相行車隧道。其總體的長度為495m，左右線中線之間的距離大致為50m。隧道縱坡的具體坡度是-2.4%，凈高度為5m，凈寬度為14.5m，設計時速為100km/h。

結合地質勘察報告可以知道，出現塌方的路段外表殘坡當中包含角礫亞黏土，呈現出硬塑狀，下伏的基巖是屬于上侏羅統地層，是一種層狀的、軟質的圍巖，其巖性是泥質粉砂巖，該段隧道的埋深不深，地下水比較匱乏，重點是基巖裂隙水以及孔隙水。圍巖是接近水平層狀的軟質巖體，其覆蓋層的厚度比較大，在汛期會出現滲水，穩定性能比較差[1]。

2塌方原因分析

（1）自然氣候因素。在2010年6月中旬的雨水天氣，雨水通過外表的斷層以及松散層滲入到土體當中，導致斷層之間的泥化夾層出現軟化，降低夾層之間的摩擦系數，對于圍巖本身的穩定性帶來了破壞，圍巖的松散轉化為了荷載，進而使得隧道初期的支護荷載有所增加，這就是導致塌方出現的因素之一。

（2）工程地質因素。通過塌方體外表的情況可以知道，塌方路段的圍巖雖然原來的巖體是泥質粉砂巖，是一種硬質巖體，但是因為存在著斷層，節理裂縫十分發育，組多并且十分雜亂，大多數的間距都是低于0.1m，風化的深度比較深并且十分嚴重，大多數是呈現出石夾土或是土夾石的情況，穩定性比較差，十分容易出現崩解情況。右拱腰部位處發育了一個延展性比較好的斷層，傾向為282°～285°，傾角為75°～81°，洞軸線的走向是210°，斷層走向跟洞軸方向的夾角是15°～18°，是比較小的角度交叉。從地質層面進行評估，斷層跟洞軸呈現出小角度的交叉對于圍巖來說是非常不穩定的。這也是導致塌方的關鍵因素之一[2]。

（3）設計因素。該路段的圍巖是屬于一種偏壓段剛結束地段，圍巖跟偏壓段相比較來說有稍微變好的趨勢，在施工當中就將該位置的圍巖劃成了三類圍巖段，進而在開挖形式以及支護方式上跟二類較差相比較來說有一定的改變，降低了支護的強度。圍巖的類別判定不合理也是引起塌方的一個關鍵因素。

（4）施工因素。除去自然因素之外，隧道在初期支護背后出現的眾多空洞也是引起塌方的關鍵因素。在隧道施工過程當中，因為該隧道圍巖的巖層傾角大體上都是在8°～14°范圍當中，開挖極易引起超挖情況，結合觀測可知，拱頂位置超挖通常能夠達到0.5m～1m，但是施工單位在錨噴支護當中，在錨噴支護的后方留下了比較大的空洞。這樣一來，一方面會使得監測單位從埋設在錨噴支護上的拱頂下沉測點沒有辦法體現出圍巖的變形情況，另一方面在出現大塊巖石滑落的時候，將會直接砸到錨噴支護上，但是支護是沒有辦法承擔這樣的沖擊的，使得塌方具備一定的突發性。

3塌方的處理

（1）對現存塌方周邊尚沒有發生塌方的路段進行及時加固處理，利用18號工字鋼密布進行利用，間距50cm，共支護10m，由于其已經進行了二次襯砌，所以，在處理完塌方以后，應該對其進行拆除，同時，右邊墻與拱部對長5m，Φ48×4mm的小導管進行利用來進行注漿加固，還需要針對小導管的尾部以及增設的鋼拱架實施焊接加固處理。

（2）對于已經發生塌方的位置應該對其圍巖變化狀況進行密切觀察，在其基本上穩定下來之后，對圍巖穩定間隙期進行充分利用，對臨時點柱或者是木垛進行設置實現臨時性支護的目的，在臺車上對安全棚進行設施，在保證安全的基礎上，沿著坍塌面對混凝土進行初噴，從而避免發生小塊巖石掉落的問題。

（3）在初噴以后，需要對長度大致為4.5m的中空注漿錨桿進行設置，錨桿的間距為0.5×1.0m，錨桿的角度應該與圍巖節理情況相結合做出一定的調整，局部破碎的范圍可以對長度5m，Φ48×4mm的小導管進行利用來進行注漿加固，之后對鋼筋網片進行掛設，并分層對混凝土進行噴射，使其厚度達到25cm。

（4）對18號工字鋼拱架進行架設，間距0.5m一榀，通過Φ22螺紋與錨桿相接，交錯布置，之后，對雙層鋼筋網進行鋪設，最后分層噴射混凝土直至高度達到25cm左右，并將此作為底板施做1m厚的護拱，將注漿孔預留出來。鋼拱架與護拱的落腳位置應該對鎖腳錨桿進行利用來實現加固，并對墊加鋼板等措施進行利用實現鋼拱架基礎的牢固[3]。

4結束語

現今，我國隧道各方面的水平都有了一定的提升。盡管勘察資料不精確會致使設計合理性缺乏，對地質情況過于簡化的處理，將原本復雜的設計問題簡單化，會在很大程度上致使設計問題發生。施工中，一定需要對施工組織設計進行編制好，實際施工期間，認真執行，盡管在地質條件比較差的位置施工，與動態量測相結合，對施工進行規范，盡可能地避免塌方事故的發生。

參考文獻

[1] 張長明.隧道襯砌施工影響因素和質量控制[J].交通世界（建養.機械），2011（4）：263.

[2] 章恩釗.機制砂在高壽尖隧道襯砌泵送混凝土中的應用[J].四川水泥，2017（7）：14.

[3] 邵順安，鄭景祥，鄭禮永.探地雷達檢測隧道襯砌的影響因素及應用[J].福建建材，2017（7）：19-20.

作者簡介

郭旭晴（1991-），女，湖南長沙人;學歷：本科，現就職單位：中鐵二十五局集團第三工程有限公司，研究方向：工程施工。