下平洞室塌方處理施工技術(shù)

摘要：The \"Summary\"：the Article discusses a hydroelectric power station under construction technology of tunnel collapse treatment，cave rock mainly v class-oriented，rock crushing，construction difficulties and complex geological conditions require special construction support to ensure safety.Aiming at the flat under complex surrounding rock and tunnel collapse treatment points step by step to prepare the construction，make the Organization even more specific detail，hoping to provide some reference to similar projects.

關(guān)鍵詞：洞室;塌方處理;施工技術(shù)

一、工程概況

下平洞室總長(zhǎng)388m，目前已完成264.5m，剩余123.5m開(kāi)挖施工。洞室開(kāi)挖呈城門(mén)洞型。圍巖主要為O-S1角閃斜長(zhǎng)板巖夾片巖，薄層狀?yuàn)A中厚層狀，上覆基巖厚約50～160m。位于斷層F4上盤(pán)，片理裂隙均與洞線大角度相交，結(jié)構(gòu)面發(fā)育，巖體較破碎，位于地下水位之下。

二、塌方描述及臨時(shí)措施

2012年9月16日上午09：50下平段開(kāi)挖至K0+634.5時(shí)，作業(yè)工人正進(jìn)行鋼拱架掛網(wǎng)、噴射混凝土施工，發(fā)現(xiàn)掌子面部位巖性發(fā)生變化，伴有掉塊發(fā)生，巖石呈現(xiàn)黑色膠泥狀，風(fēng)化嚴(yán)重比較破碎，有軟化現(xiàn)象，沒(méi)有強(qiáng)度，為確保施工安全，及時(shí)采取噴射C25混凝土進(jìn)行封閉，但掉塊嚴(yán)重，夾雜有滲水現(xiàn)象，封閉混凝土無(wú)效，工作面掉塊加劇，針對(duì)這一狀況現(xiàn)場(chǎng)管理人員當(dāng)機(jī)立斷疏散現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員，迅速離開(kāi)施工現(xiàn)場(chǎng)，塌方高度約15m，長(zhǎng)度約8 m。由于塌方一直持續(xù)不斷進(jìn)行，呈片層碎屑體，要求施工暫停，待其穩(wěn)定后再做處理。同時(shí)安排專(zhuān)職人員安全距離處進(jìn)行監(jiān)控，至9月19日塌方一直持續(xù)進(jìn)行，隨著時(shí)間的延續(xù)塌方次數(shù)隨之減少，19日當(dāng)天9：40發(fā)生一次、12：35發(fā)生一次。

針對(duì)洞內(nèi)塌方發(fā)生，項(xiàng)目部即刻安排測(cè)量人員每隔2個(gè)小時(shí)檢測(cè)相鄰拱架是否有變形發(fā)生，并投影至地表處進(jìn)行觀測(cè)，是否有沉降發(fā)生。經(jīng)測(cè)量塌方洞頂埋深為80m，位置位于廠房后邊坡開(kāi)口線以上約30m位置處。

三、塌方原因及處理方案

該洞段掌子面前方約35m，有F4斷層經(jīng)過(guò)，該斷層厚度為20-60m，受斷層破碎帶影響，掌子面處巖石多為填充且已泥化、軟化，從而導(dǎo)致大塌方。另外掌子面由于有地下水的侵滑，使松散巖體間內(nèi)摩擦力降低，也是造成該洞段塌方的一個(gè)重要原因。

根據(jù)塌方持續(xù)不斷這一實(shí)際情況，為可能減少對(duì)其擾動(dòng)，要求禁止對(duì)現(xiàn)場(chǎng)塌滑石渣進(jìn)行清除，觀察塌方情況，待其基巖面穩(wěn)定。綜合以上塌方原因，初步擬定以下二種處理方案。

㈠ 方案一

鑒于塌方空腔基巖可能存在不穩(wěn)定情況，處理過(guò)程中塌方堆渣禁止任何擾動(dòng)，處理主要分三部分進(jìn)行。

第一部分：首先采用手風(fēng)鉆把小導(dǎo)管送入塌方松散渣體內(nèi)，間距暫定為2m*2m，小導(dǎo)管長(zhǎng)度為3m-6m，小導(dǎo)管灌漿花孔間距為10cm-15cm梅花型布置，外露渣體1m，然后對(duì)塌方體石渣表面進(jìn)行臺(tái)階砂漿混凝土（摻入早強(qiáng)劑）澆筑封閉施工，臺(tái)階走向與堆渣體自然坡一致，每個(gè)臺(tái)階搭接為20cm，厚度為30cm-50cm，形成止?jié){板，同時(shí)為處理塌孔區(qū)安全處理提供保證。待砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后，對(duì)塌方松散渣體采用小導(dǎo)管固結(jié)灌漿的方法進(jìn)行充填、加固。固結(jié)灌漿的目的，是充填松散體的孔隙，使松散渣體充分膠結(jié)，增加堆渣體的整體性，同時(shí)為拱頂以上處理提供一個(gè)穩(wěn)固抵抗體，從而為隧洞再開(kāi)挖創(chuàng)造條件?？紤]到塌方渣體內(nèi)空隙大，吃漿量大，灌漿分二序進(jìn)行，一序孔用砂漿回填，這樣做可以有效防止串漿堵塞進(jìn)漿通道，二序孔采用純水泥漿灌注。

第二部分：利用原塌方段最后一榀拱架作為支撐，采用超前小導(dǎo)管進(jìn)行固結(jié)灌漿處理，同時(shí)可兼作支撐作用，超前小導(dǎo)管外傾10°—15°，間距為20cm，長(zhǎng)度為3m-6m，每隔1m布設(shè)一排超前小導(dǎo)管，小導(dǎo)管的尾部與鋼拱架進(jìn)行焊接固定，形成小導(dǎo)管管棚。施工時(shí)每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺、鋼拱架支護(hù)控制在30-50cm，下導(dǎo)連接筋采用φ25鋼筋，間距為30 cm;圓弧段采用10#槽鋼進(jìn)行棚閉，間距為30cm。同時(shí)頂拱設(shè)計(jì)3m、6m長(zhǎng)小導(dǎo)管間隔布置進(jìn)行頂拱回填、固結(jié)灌漿加固處理，對(duì)塌方空腔區(qū)形成洞頂覆蓋層，其間排距分別為2m*2m，在頂拱灌漿處理前對(duì)最后一榀鋼拱架與掌子面的空隙部分進(jìn)行噴射C25混凝土封閉處理，盡量減少漏漿，回填灌漿分層按照開(kāi)挖支護(hù)每進(jìn)尺1m，回填灌漿2m厚依次進(jìn)行。小導(dǎo)管支護(hù)跟進(jìn)過(guò)程中如成孔困難，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師同意可采用自進(jìn)式中空注漿錨桿進(jìn)行代替。

第三部分：塌方段過(guò)渡完成后再行開(kāi)挖時(shí)采用中間預(yù)留核心土、兩側(cè)及頂拱采用風(fēng)鎬開(kāi)挖1.5m距離，以滿足鋼拱架施工空間需要，同時(shí)開(kāi)挖前采用3m長(zhǎng)小導(dǎo)管灌漿進(jìn)行超前支護(hù)施工，如不能成孔可考慮采用自進(jìn)式中空注漿錨桿代替，間距控制在20cm，前后循環(huán)支撐搭接至少大于1m長(zhǎng)度，完成后采用鋼拱架強(qiáng)支護(hù)、錨桿、掛網(wǎng)、噴射混凝土加固處理。

㈡ 方案二

簽于該部位存在不同程度的掉塊塌方現(xiàn)象，且塌方渣體呈粉碎狀，說(shuō)明該部位巖石受斷層影響為松散碎石擠壓帶，為了阻止塌方的繼續(xù)延伸，塌方體石渣禁止進(jìn)行擾動(dòng)，該方案處理主要分為三部分。

第一部分：經(jīng)測(cè)量塌方段洞頂以上埋深80m，為了防止塌方空腔危及相鄰巖體，造成更大規(guī)模的塌方，首先在塌方段投影地表處，沿洞子橫斷面方向布置3個(gè)垂直孔，間排距為2m，呈三角形布置。孔徑為108mm，干鉆直穿空腔頂部，迅速以砂漿回填至空腔頂部，在塌方空腔內(nèi)松散渣體與空腔臨孔面之間形成3個(gè)接觸支撐點(diǎn)，對(duì)于垂直孔灌漿，采用垂直干鉆法自上而下分段鉆孔灌漿，邊鉆邊灌，在洞頂12 m線以上灌漿主要為了加固圍巖，鉆孔受阻時(shí)，適時(shí)進(jìn)行灌漿再鉆進(jìn)。洞頂12m線以下分段長(zhǎng)度為2 m，以保證洞頂12m線以內(nèi)灌漿后的密實(shí)度。

第二部分：對(duì)塌方體石渣表面進(jìn)行噴射C25混凝土15cm厚封閉處理，為處理塌孔區(qū)安全處理提供保證。而后對(duì)塌方松散渣體采用小導(dǎo)管固結(jié)灌漿的方法進(jìn)行充填、加固。固結(jié)灌漿的目的，是充填松散體的孔隙，使松散渣體充分膠結(jié)，增加巖體的整體性，從而為隧洞再開(kāi)挖創(chuàng)造條件?？紤]到塌方渣體內(nèi)空隙大，吃漿量大，灌漿分二序進(jìn)行，一序孔用砂漿回填，二序孔采用純水泥漿灌注。

第三部分：塌落體在經(jīng)過(guò)灌漿固結(jié)加固以后，沿原洞線重新開(kāi)挖隧洞，采用超前支護(hù)、邊開(kāi)挖、邊加強(qiáng)支護(hù)緊跟的方式，開(kāi)挖前進(jìn)行超前小導(dǎo)管管棚支護(hù)，內(nèi)徑為φ42，間距為20cm，外傾角度為10°～15°。塌落體經(jīng)充填固結(jié)灌漿以后，提高了圍巖自身穩(wěn)定能力，開(kāi)挖掌子面能保持直立，小導(dǎo)管管棚法施工過(guò)程中可以進(jìn)行水平棚管鉆孔，并保持孔壁光滑，使得棚管能順利插人，開(kāi)挖后立即對(duì)新暴露的圍巖和掌子面范圍噴5 cm厚素混凝土，完后采用鋼拱架進(jìn)行強(qiáng)支護(hù)，每榀鋼拱架打設(shè)8根鎖腳錨桿，分別在拱腳、拱肩布置，然后采用掛網(wǎng)、噴射混凝土進(jìn)行加固，使支護(hù)與注漿加固的坍方體形成整體支護(hù)結(jié)構(gòu)。

塌方段處理完成后再行開(kāi)挖時(shí)采用中間預(yù)留核心土、兩側(cè)及頂拱采用風(fēng)鎬開(kāi)挖1.5m徑向距離，采用鋼拱架強(qiáng)支護(hù)、錨桿、掛網(wǎng)、噴射混凝土加固處理，進(jìn)尺控制在30-50cm。

四、方案選擇

根據(jù)目前塌方的持續(xù)情況及塌方渣體揭露狀況推斷，該部位巖石可能受斷層影響為松散碎屑擠壓帶。綜合以上二個(gè)方案比較優(yōu)先采取方案一，并得到成功應(yīng)用。方案一優(yōu)點(diǎn)是：施工人員安全可以得到保證;施工處理工序可以得到有效控制。方案二優(yōu)點(diǎn)是：施工作業(yè)人員、設(shè)備安全可以得到保證。其缺點(diǎn)是：地表灌漿施工便道受到制約;打孔深度較深，深達(dá)80m，質(zhì)量難以控制。