淺談隧道初支下沉處理

周樹榮

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司(陸通監(jiān)理公司))

1 下沉原因分析

2011年7月至9月間zk40+890—918段拱頂沉降迅速且累計位移量很大，初支混凝土已侵入二襯14～55cm，初支混凝土面環(huán)向裂縫較多，最大裂縫寬度達(dá)到40mm，初支出現(xiàn)大面積剝落現(xiàn)象，洞頂?shù)乇沓霈F(xiàn)裂縫，裂縫寬度達(dá)到15cm。

根據(jù)地質(zhì)勘查資料及洞內(nèi)施工情況分析該段初支下沉原因如下:該段地層由泥巖、砂巖、以及煤層組成，層位不穩(wěn)定，圍巖松散破碎，夾有松散煤層，伴有滲水，自穩(wěn)性較差，洞頂左側(cè)存在塌方堆積體，對隧道產(chǎn)生偏壓影響，綜合以上原因?qū)е略摱纬踔鲁燎窒蕖?/p>

2 侵限處理方案及技術(shù)措施

(1)對洞頂塌方體進(jìn)行清理整平，減少偏壓影響，對已開挖邊仰坡采用L=12m錨桿框架梁防護(hù)，對左側(cè)邊坡塌方處先采用漿砌片石嵌補(bǔ)，防止再次坍塌。

(2)初支下沉段采用換拱處理，換拱前先對需拆換拱架段采用臨時拱架加固，用以加強(qiáng)原襯砌支護(hù)，防止注漿過程中原初期支護(hù)噴射混凝土崩裂或拱架出現(xiàn)大的變形，確保施工安全。

(3)對該段進(jìn)行全環(huán)注漿加固，注漿管采用φ42×4鋼花管，花管前端加工成錐形，尾部留50cm不鉆孔，作為預(yù)留止?jié){段，L=4.5m。環(huán)向間距1.0m，縱向間距0.5m，漿液采用1∶1水泥漿，注漿壓力0.5～1.0MPa。為保證注漿效果，采用止?jié){閥門止?jié){待漿液初凝后再卸下閥門，用塊凝水泥砂漿封閉管頭。

(4)換拱應(yīng)逐榀分段進(jìn)行，采用I20工字鋼，間距0.5m，每榀分段長度控制在0.5m。為保證施工安全，拆換拱時應(yīng)自上而下鑿出原初期支護(hù)并在原設(shè)計開挖輪廓線的基礎(chǔ)上將預(yù)留沉降量增加至28～40cm，初噴4cmC25混凝土，安裝新拱架施作鎖腳錨桿和縱向連接筋后復(fù)噴C25混凝土至設(shè)計厚度。新鋼架材料規(guī)格于原設(shè)計保持一致，鎖腳錨桿采用φ76×6鋼花管，L=6m，每端2根，縱向連接筋采用φ22HRB335連接，間距1m。置換后的工字鋼與環(huán)向注漿小導(dǎo)管焊接起來。施工時應(yīng)注意保證拱架接頭連接質(zhì)量及拱架安裝質(zhì)量。

(5)鋼筋網(wǎng)在拱架安裝后施工，網(wǎng)片尺寸應(yīng)按設(shè)計要求加工，應(yīng)在初噴后安裝，鋼筋網(wǎng)應(yīng)與拱架點(diǎn)焊在一起，使鋼筋網(wǎng)在噴混凝土施工時不晃動并能與拱架形成整體。噴射混凝土應(yīng)按設(shè)計配合比制作，強(qiáng)度必須符合設(shè)計要求，施工時為控制回彈量應(yīng)控制好風(fēng)壓，噴射方向與巖面垂直，應(yīng)自下而上分片進(jìn)行。噴射混凝土不得出現(xiàn)脫落露筋等現(xiàn)象，且表面應(yīng)平整圓順。

(6)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控測量，特別是已經(jīng)完成置換的初期支護(hù)，重點(diǎn)是拱頂沉降和周邊收斂兩項(xiàng)，對量測數(shù)據(jù)及時進(jìn)行分析處理，對出現(xiàn)的問題及時處理。

(7)及時施工仰拱，在有工作面情況下且初期支護(hù)基本穩(wěn)定后及時施工二襯，長度不宜超過3m。

3 安全措施

(1)所有進(jìn)入隧道施工現(xiàn)場的人員，佩戴好安全防護(hù)用品。

(2)操作空間盡量不要放置雜物，做到有情況施工人員能夠無障礙迅速撤離施工現(xiàn)場。

(3)現(xiàn)場施工時，設(shè)專職安全人員在場監(jiān)視圍巖變化，用哨聲通知作業(yè)人員撤離。

(4)施工期間，現(xiàn)場安全員和技術(shù)人員對各部支護(hù)定期檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)有突變或異變時，立即通知現(xiàn)場負(fù)責(zé)人，采取應(yīng)急措施或通知施工人員撤離危險地段。

(5)加強(qiáng)圍巖開挖后監(jiān)控量測，根據(jù)量測數(shù)據(jù)分析結(jié)果，反饋指導(dǎo)施工，保證開挖和換拱的安全和質(zhì)量。施工中，指定專人對洞內(nèi)圍巖及洞頂?shù)乇砦灰谱兓闆r進(jìn)行觀測，出現(xiàn)異常情況立即停工處理。

(6)在施工段設(shè)置高壓救生風(fēng)管，現(xiàn)場標(biāo)示逃生方向，施工過程

4 注意事項(xiàng)

(1)換拱處理工序繁瑣，各工序要求銜接緊密，施工中應(yīng)按部就班，精心組織，統(tǒng)籌安排，不可為趕工期盲目施工

(2)拱架拱腳處虛渣應(yīng)清除干凈，不能懸空，為防止因下臺階變形初期支護(hù)拱腳懸空距離過長而產(chǎn)生安全隱患，每次拆換不超過2榀

(3)換拱前的環(huán)向注漿加固是方案成敗的關(guān)鍵，施工時應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求施工，嚴(yán)格控制注漿量及枝江壓力，根據(jù)P-Q-T曲線圖及鉆芯取樣分析檢查注漿效果，入未達(dá)到要求應(yīng)重新補(bǔ)注。

(4)施工中應(yīng)嚴(yán)格控制鎖腳錨桿及縱向連接筋與拱架的連接焊接質(zhì)量，盡可能增加焊點(diǎn)面積，確保焊接牢固。

(5)仰拱開挖后應(yīng)及時對仰拱基底做物探，探明拱底下是否存在采空區(qū)，如存在采空區(qū)應(yīng)按照設(shè)計要求進(jìn)行加固處理。

(6)二襯施工前應(yīng)按審計要求完成隧道防排水工作。對于滲水點(diǎn)應(yīng)將水引出，并適當(dāng)增加環(huán)向排水管的數(shù)量。防水板不得有破損，焊接必須牢固。

5 結(jié)束語

通過架子頭隧道侵限現(xiàn)場處理，認(rèn)為根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)水文及其它具體條件，采取對侵限段圍巖注漿加固，超前小導(dǎo)管和鋼拱架逐段加固阻斷處理方案是安全可行的，未出現(xiàn)坍塌事故，該處理方法可以用于類似工程中去。

在地質(zhì)條件較復(fù)雜的隧洞施工，根據(jù)實(shí)際施工情況，做好預(yù)防措施，比如直接預(yù)報法、地質(zhì)分析法、地質(zhì)物探綜合分析法，避免初期支護(hù)變形侵限情況發(fā)生才是最好的選擇。