阿拉坦隧道左線出口涌砂塌方處理技術(shù)

滕力國

沈陽馳通公路工程監(jiān)理公司（沈陽 110000 ）

1 工程概況

阿拉坦隧道是通霍（通遼—霍林河）國道一級公路的控制性工程，為上下分離式四車道高速公路特長隧道，全長1.55 km。穿越阿拉坦，地形陡峻山緩溝深屬中山峽谷地貌，具有強烈的剝蝕切割作用，左線洞口段受斷裂帶影響嚴(yán)重。最大埋深35 m，主要以強風(fēng)化凝灰?guī)r為主，呈碎石狀松散結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性差，易坍塌。

2 現(xiàn)場塌方情況

隧道自正洞掘進以來，開挖后圍巖穩(wěn)定性差，拱部常有掉塊，周壁常伴有局部滑落，給施工造成了很大難度。在上臺階掘進至 136 m處時，拱部出現(xiàn)大面積掉塊，且掉塊逐漸擴大，現(xiàn)場立即采取在巖面上初噴混凝土封閉掌子面及輪廓面，但實施效果不理想，隨噴隨掉，掉塊進一步擴大，并影響到超前支護上部的砂土狀巖體失去下部約束，發(fā)生了塌方涌砂。碴體堆滿了整個掌子面，堆碴長度達9 m，拱部小導(dǎo)管在失去前端支承后全部被壓彎變形，上一循環(huán)已支護完畢出現(xiàn)了下沉變形，初期支護的網(wǎng)片被拉開，噴射混凝土表面出現(xiàn)不同程度的開裂及掉塊，此時塌方仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)，遂組織施工人員撤離掌子面，待塌方體穩(wěn)定后再處理，由于組織及時，未出現(xiàn)安全事故。

從現(xiàn)場塌體情況分析，認(rèn)為造成塌方的主要原因是強風(fēng)化花崗巖已全風(fēng)化成砂粘土，粒徑0～5 mm，這種圍巖的凝聚力主要靠巖體間的摩擦力，而該巖層呈顆粒狀，結(jié)構(gòu)松散，極為破碎，在失去必要的約束力后巖層間幾乎無凝聚力，整體穩(wěn)定性極差，很難自成拱，圍巖松馳帶不斷擴大，致使自開挖輪廓面至超前支護界面掉落，掌子面增大了臨空面，破壞了掌子面的穩(wěn)定，已松馳的巖體在掌子面滑塌后拱部松散體流空涌出。

3 處理方案

經(jīng)過仔細研究，綜合考慮各種因素，決定采取以下處理方案，如見圖1所示。

(1)對塌方碴體用噴射10 cm厚混凝土全部封閉以維護坍體的暫時穩(wěn)定，同時按1.0 m×1.0 m梅花型分布垂直碴體面打設(shè)φ42×3.5 mm×1.0 m小導(dǎo)管并注漿，加固碴體（碴體靠邊墻部位不易固結(jié)，以便邊墻開挖施工），以穩(wěn)定和支撐掌子面，為處理塌方提供工作平臺。

(2)對初期支護已變形的段落進行加固，采用垂直拱部打入兩排注漿小導(dǎo)管，間距 0.5 m×0.5 m梅花型布置，注水泥水玻璃漿液，防止坍塌進一步擴大。

(3)在坍塌區(qū)沿垂直方向打入注漿小導(dǎo)管，注水泥水玻璃漿液，注漿壓力 1～1.5 MPa，小導(dǎo)管長度大于4 m，保證松散體全部固結(jié)。

(4)在塌方區(qū)沿掌子面方向打入注漿小導(dǎo)管作為超前預(yù)支護，布設(shè)間距0.4 m×0.4 m(縱×環(huán))，布設(shè)2排，小導(dǎo)管長度6 m，注水泥—水玻璃漿液。其中第一排以不侵入開挖輪廓線角度越小越好,第二排以 10～25°的仰角打入，環(huán)向間距0.4m。小導(dǎo)管的布設(shè)為拱部 120°范圍內(nèi)。順序為由兩側(cè)向拱頂間隔注漿，注漿壓力控制在0.5～1.0 MPa。

圖 1 處理方案示意圖(上臺階)

(5)待注漿結(jié)束8 h后，采用側(cè)壁小導(dǎo)坑中間留核心土開挖，先開挖一側(cè)，完成初期支護后再開挖另一側(cè)并支護，開挖長度為每循環(huán)0.4 m，具體支護參數(shù)為：安設(shè) I18工字鋼，縱向間距0.4 m，拱架之間采用φ22鋼筋縱向連接，環(huán)向間距0.5 m；打設(shè)φ25中空注漿錨桿并注漿，錨桿長度3 m，縱向×環(huán)向間距0.4 m×1 m；布設(shè)雙層φ8鋼筋網(wǎng)，噴設(shè)26 cmC20混凝土，分2～3次完成。在安裝拱架時，拱部高程比設(shè)計高程抬高10 cm，以防止施工中發(fā)生沉降而引起侵界。邊墻完成后最后開挖核心土，如見圖2所示。

圖2 開挖示意圖(注1、2、3、4為開挖順序)

(6)在支護過程中，在拱部以垂直方向向塌方區(qū)預(yù)埋φ100鋼管3根及注漿小導(dǎo)管若干，管長3 m，待塌方處理完成后，由鋼管向塌方區(qū)用噴射機吹入一定量的中粗砂，并壓注水泥漿液，使支護以外形成1.0～2.5范圍的緩沖層。

4 結(jié)束語

整個塌方處理歷時半個月，從處理效果看，保證了工程質(zhì)量和施工安全，處理方案經(jīng)濟、合理、可靠。在以后的隧道施工中，坍塌是不可避免的，本次塌方處理為以后類似的坍塌在處理上提供了寶貴的參考資料，從而有效地保證了隧道施工質(zhì)量和施工進度。

[1]李南峰,施復(fù)興,羅蕓紅.高職院校課程建設(shè)問題探析.十堰職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2004.17(4):14-16.