某隧道塌方處理施工方案

申杰

中鐵十一局集團第一工程有限公司 湖北 襄陽 441104

引言

隧道工程施工作業期間容易受到復雜地質條件以及施工操作因素等問題的干擾影響而相繼出現施工隱患問題。近些年來，為全面加強對隧道工程施工現場的安全把控，施工單位方面主動立足于質量優先、綜合治理的原則理念，對隧道工程施工期間所涉及的安全施工問題進行提前把握與科學預防，以防止對后續施工造成不利影響。

1 工程概況

1.1 現場施工環境及情況

某隧道采用分離式設計方式，其中，洞身最大埋深約為286.9m。左線：ZK234+610～ZK237+400，全長2790m；右線：K234+570～K237+418，全長2848m。進口段主要采取削竹式洞門方式進行設計應用，出口段采用端墻式洞門形式進行設計應用。隧道全體采用全射流風機縱向通風方式保障施工現場作業環境安全，并配備健全完善的照明系統以及消防監控系統等深化施工現場作業環境安全效果[1]。本標段承建隧道出口段，在施工位置方面，主要位于洮河北岸谷坡上，洞線與坡面始終處于垂直狀態。在圍巖結構組成方面，施工現場圍巖結構體系主要由強風化碳質板巖與中風化碳質板巖組成。針對這一圍巖結構特點，施工現場主要采取環形開挖方式留核心土進洞。左洞：ZK236+600～ZK237+400（800m）、明洞20m；右洞：K236+600～K237+418（818m）、明洞6m。

在工程地質條件表現上，隧道出口端斜坡主要以強風化碳質板巖為主，坡頂則為風積黃土層。其中，強風化碳質板巖存在明顯的板里裂隙發育情況，導致巖體整體較為破碎，局部存在大面積坍塌掉塊現象。從整體上來看，現狀條件下斜坡整體比較穩定。某隧道出口右洞YK236+873～YK236+835段開挖作業時所面臨的圍巖穩定性條件相對較差，拱部位置以及側壁位置容易出現明顯的坍塌現象。結合現場實際情況來看，該區域位置的圍巖遇水容易軟化，初期支護并未對拱部進行針對性處理，容易引發大面積坍塌現象。除此之外，現場施工作業時動是常有滴狀出水問題。

1.2 塌方問題分析

隧道容易發生變形的段落為K236+886～K236+855。結合現場施工情況來看，各段落施工作業狀態相對正常，如某隧道出口右洞掌子面已經開挖至K236+835段當中，中導開挖到K236+842等，開挖作業期間圍巖表現正常。施工之后，項目技術人員進洞巡查發現，本段初支原本所呈現出的滴水狀態逐漸轉變成為淋水狀態，明顯隧道出現漏水問題。

最主要的是，與初支階段相比，洞身圍巖發生明顯變形問題，并伴隨掉塊問題。針對這一現狀問題，項目部立即采取應急措施，要求洞內作業人員必須全部撤離，并指派專業人員進行臨時支護。但是結合現場施工情況來看，變形問題并未得到有效制止。過了幾天之后，YK236+875～YK236+868發生坍塌現象。從塌方位置上來看，線路右側拱頂至拱腰范圍均存在塌方問題。坍塌空腔斜向右上方發展，在尺寸方面施工人員難以進行精準測量。

2 某隧道塌方處理施工方案及措施內容分析

2.1 設計方案內容

某隧道出口右洞K236+882~K236+835段地質條件相對復雜且出水量較大，因此導致側拱腰及邊墻位置所存在的變形問題比較明顯，建議施工人員可以采取地質預報以及輔助探孔等方式進行針對性處理；對于回填變形段至2/3高度，建議施工人員可噴射早強混凝土，及時封閉臨空面。同時，施工人員應該及時疏導空腔處的水流，并將其插入到排水管中進行及時排出，防止塌腔問題進一步擴大；加大預留變形量直到40cm位置，可采取不對稱布置方式進行針對性處理。同時，及時拆換存在變形問題的拱架。此外，施工人員可采取H175的型鋼鋼架完成支護作業。需要注意的是，待上臺階穩定之后，施工人員可完成中臺階與下臺階施工作業，及時做好鎖腳導管工作，以防止拱架出現明顯下沉現象或者其他變形問題；施工過程作業人員應該做好臨時排水工作，及時將洞內水排出洞外。為保障結構永久安全，施工人員可將變形段K236+882～K236+835段二次襯砌鋼筋混凝土厚度進行適當調整，可由原本的50cm改成60cm。

2.2 施工方案內容

本施工方案所涉及的塌方處理范圍可細化分為三段，分別是K236+873-K236+877段、K236+865-K236+873段、K236+835-K236+865段。主要涉及位置分為是底部初支封閉成環、已施工臨時仰拱及鋼支撐加固、塌方段到掌子面之間。在施工工序內容的確立上，施工人員需要按照總體施工內容以及環境情況，對施工現場所涉及的工序內容進行統籌規劃與合理部署。在施工作業期間，施工人員可重點圍繞圍巖注漿加固、及時拆除臨時支撐、更換拱架以及變形處理等一系列工作流程進行貫徹與落實[2]。

2.2.1 K236+873-K236+877段施工方案。因該施工段處于塌方段內部當中，施工前期底部仰拱就已經完成澆筑作業，并且初支以及拱架封閉成環。結合當前施工作業情況來看，現場施工人員已經在該段上臺階位置完成塌方處理工作，同時在上臺階位置設置了臨時仰拱。需要注意的是，初支發生明顯侵線問題。為確保該施工段塌方問題得以有效處理，建議施工人員應該及時拆除逐榀以及臨時仰拱。并在此基礎上，按照換拱施工要求完成下述工序內容：施工人員應該嚴格按照現場施工環境情況，合理開展徑向注漿活動；上述工作結束之后，應進行錨固導管施工；及時拆除上導臨時仰拱，并做好換拱工作；完成拱架安裝以及鎖腳等工作，最后完成二襯跟進工作。

2.2.2 K236+865-K236+873段施工方案。該施工段位于坍方段中心位置，底部并未完成仰拱澆筑工作，因此拱架并未封閉成環。前期上臺階在塌方處置期間上導位置已設置臨時仰拱，但是結合當前情況來看，隨著作用時間的不斷延長，上臺階初支發生變形侵線需換拱。受到塌方問題的影響，中下初支鋼架破壞偏移問題十分明顯。最主要的是，線路右側側拱腳及邊墻涌水問題十分明顯。為保障施工作業得以安全進行，施工人員需要對還向巖層以及右側邊墻拱腳位置進行全方位加固處理。與此同時，施工作業期間，工作人員應該對排水措施問題進行合理貫徹與落實，可利用排水鋼管以及其他措施及時將水引導至臨時排水溝當中，避免出現滲漏問題。

在施工工序方面，現場施工人員應該首先完成徑向注漿以及錨固導管施工作業。完成上述工作之后，施工人員應進行上中臺階換拱以及下臺階換拱等工作。同時，施工人員應該完成仰拱封閉成環以及二次跟進等工作。其中，對于徑向注漿作業而言，為保障現場施工作業安全，施工人員可對上臺階再次完成徑向注漿加固工作。如果局部滲水問題十分明顯，建議工作人員應該采用雙液漿方式進行注漿處理。對于上中臺階換拱施工作業而言，施工人員應該保證預留沉降量為40cm。施工作業期間，工作人員應該加強對換拱前后初支監控量測管理。一旦發現異常問題，應及時分析原因，并采取針對性加固措施處理。除此之外，在二襯跟進期間，施工人員應該在仰拱完成6m之后，進行二襯混凝土澆筑工作。

2.3.3 K236+835-K236+865段。該施工段主要處于塌方段小里程方向，施工作業期間并未出現明顯的涌水或者塌方問題。結合當前施工情況來看，該施工段已經完成上臺階開挖工作。待前段塌方段處理工作結束之后，現場施工人員可開始換拱施工。換拱施工結束之后，按照三臺階施工方式進行開挖處理。其中，在施工工序以及流程方面，建議施工人員可主動從洞渣回填、徑向注漿、換拱施工以及三臺階開挖等方面進行施工操作。對于三臺階開挖施工而言，現場施工人員應該重點針對中導以及下導位置進行及時施作處理，以確保初支拱架封閉成環。拱架安裝作業應該與前段塌方處理相同，如利用單層鋼架完成支護作業。上述作業結束之后，完成噴射混凝土。

3 某隧道施工現場管理措施及相關建議

3.1 明確掌握隧道監控量測要點，保障現場施工作業安全

3.1.1 施工管理人員可將測量數據公布到隧道工作人員的工作群當中，讓現場參建人員及時掌握隧道施工情況。并根據當前工作面情況，合理布設監控量測點。如各個斷面分別設置5個點，可分別置于拱頂、拱腰以及拱腳位置處，并在施工換拱前后對量測數據進行收集監控。

3.1.2 管理人員可根據現場量測數據反饋情況進行整合分析，并繪制數據變化曲線。根據數據變化曲線內容，對當前沉降收斂變化進行明確掌握。一旦發現數值波動超過預期，施工人員必須加強支護。情況嚴重時，應立即停止施工，并采取針對性措施進行處理[3]。

3.2 增強參建人員崗位責任意識，深化隧道施工質量安全效果

從事于隧道現場施工作業的相關人員應該深化個人的崗位責任意識，堅持按照質量優先、安全治理的原則理念，對施工現場所使用的材料以及施工機械設備進行質量管理，增強隧道現場施工效果。與此同時，施工人員應該對隧道現場施工作業期間所面臨的復雜地質條件進行提前把握。并主動識別現場施工風險，如環境風險因素以及人為操作風險因素等，對隧道現場施工期間可能出現的難點問題進行提前應對。

并采取科學合理的方法措施進行全面優化，避免對后續施工質量造成不良影響。期間，現場施工人員應該嚴格恪守自身的技術操作行為，對于隧道現場施工所涉及的流程要點內容進行合理貫徹與落實。除此之外，現場施工人員在開展隧道現場施工作業期間，應該嚴格按照隧道施工規范要求，避免與其他工種之間出現專業矛盾問題，盡量從根本上保障隧道現場施工效果。需要注意的是，如果坍塌體出現異常問題，施工管理人員必須及時疏散人員，并轉移施工機械設備。主動利用鋼筋網片以及型鋼等加固材料進行針對性處理，坍塌體表層穩定之后再開展工序作業。

4 結束語

總而言之，隧道施工作業期間很容易受到多方面因素的干擾影響，尤其是復雜地質條件以及施工因素，而出現塌方等風險問題。為避免施工隱患問題頻繁出現，建議施工單位方面應該主動承擔起自身的施工管理責任，在開展隧道施工作業之前，深入施工場地環境對現場地質水文條件進行充分把握。根據現場地質水文條件，確立科學合理的隧道施工方案。同時，重點針對可能引起塌方風險問題的相關因素進行提前識別與管理，并確立科學、合理的塌方處理方案進行針對性預防。