新嶺隧道冒頂塌方處理探析
2015-04-29 00:00:00王朝暉趙占營
基層建設 2015年5期
摘要：隧道工程已經(jīng)成為鐵路、公路和水利水電等大型項目中的重要工程。不良的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)以及由此而引發(fā)的塌方是隧道施工過程中不可回避的問題。隧道塌方的種類繁多，有冒頂塌方、滑坡塌方、圍巖失穩(wěn)塌方，空腔塌方等。杭金衢高速公路拓寬工程新嶺隧道在施工過程中遭遇了冒頂塌方，文章以新嶺隧道塌方為例，介紹隧道塌方處理方案
關鍵詞：新嶺隧道;塌方;處理方案;探析
一、工程簡介
新嶺隧道新建右洞樁號為AYK46+606～AYK48+065，長1459m，其中杭州端明洞段樁號為AYK46+606～AYK46+680，長74m。項目施工的新嶺隧道杭州端右洞進口段施工處存在小煤窯采空區(qū)。早在上世紀五六十年代當?shù)厝罕娮园l(fā)進行煤炭開采，在開采過程中無秩序可循，他們逐煤開采，有露天方式、巷道等方式，無規(guī)劃、無支護措施和管理措施。在新建隧道附近大多為巷道采煤，在上世紀八九十年代遭遇塌方，被迫停止采煤，在既有隧道修建前已遭廢棄，目前隧道進洞口鄰近范圍無新采煤行為。
二、冒頂情況
2014年8月11日，隧道開挖過程中YK46+730處遇到原采空區(qū)探洞，在穿過探洞時，由于洞內(nèi)填充物自穩(wěn)能力較差，造成塌方，塌方方量約250方，塌腔最高處距拱頂約10m，橫向?qū)挾燃s6m，縱向長度約6m，塌落體主要由泥夾雜碎塊石組成，含水量大。8月15日中午，由于探洞塌方后未形成有效穩(wěn)定拱，造成上覆土層進一步坍塌，沖垮反壓回填體，并形成直達地表的洞頂塌陷，造成地表塌陷，當時地表塌坑縱向長度約10m，橫向約7m，深6m，洞內(nèi)塌方體以流塑狀土為主，約1200方。2014年8月15日下午指揮部、設計、監(jiān)理、項目部、新建隧道監(jiān)控單位五方代表一起對杭州端右洞塌方情況進行了現(xiàn)場踏勘。
洞頂塌腔"""""""""""""""""""""""""""""""洞內(nèi)塌方體
三、原因分析
塌方發(fā)生后建設各方共同踏勘現(xiàn)場，分析有一下幾方原因：
- 開挖過程中遇到原采空區(qū)探洞，探洞內(nèi)填充物自穩(wěn)能力較差，均為流塑狀泥土，不穩(wěn)定，自重力較大，極易塌方;而且對該探洞僅作封閉處理，未進一步加固。
- YK46+730樁號洞頂高度僅有20m左右，該處圍巖為松散積土，含水量較大，近期雨季頻繁，地表水下滲，土質(zhì)比較松散，一定程度上影響了土體的穩(wěn)定性。
- 施工人員主觀上輕視，未嚴格按照設計要求進行施工，掌子面預留核心土較少，洞頂壓力較大，造成冒頂。
- 該處地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，施工前未做詳細的地質(zhì)勘察。
四、處理方案
根據(jù)目前采空區(qū)現(xiàn)狀，從地表注漿、施工方法和基底處理三方面對施工圖方案進行動態(tài)調(diào)整。
4.1、洞頂處理
頂部塌穴周邊設置臨時截水溝并采用彩條布覆蓋，對地表塌穴采取泡沫砼加鋼筋網(wǎng)片回填封閉，塌腔壁采用噴射砼臨時封閉。
4.2、影響段處理
1、洞內(nèi)利用透水性較好的宕渣進行反壓回填，回填至距拱頂2.5m標高，回填長度不小于15m，在YK46+723往里設置C20砼擋墻，墻寬2m，墻與掌子面空隙采用M10水泥砂漿充填。
2、AYK46+728～AYK46+713定為影響段（15m），采用臨時拱架進行加固，拱架采用22a工字鋼，間距75cm，臨時支撐工字鋼采用Φ22縱向鋼筋連接，環(huán)向間距75cm，工字鋼與初期支護層應緊貼;AYK46+728～AYK46+718段初支拱部120°范圍增加系統(tǒng)小導管（共13排），小導管采用φ42×4mm鋼管，長4.0m，縱橫間距0.75×1.0m，呈梅花形布置，施工時與原系統(tǒng)錨桿錯開布置。
3、為確保安全、及時通過塌方區(qū)，打設3排Ф76×9mm自進式超前大管棚，第1排位于AYK46+720.5，第2排位于AYK46+722.75，第3排位于AYK46+727.25，具體位置根據(jù)拱架位置適當調(diào)整。環(huán)向打設范圍為塌腔兩邊各延伸2m，管棚打設角度15°（施工時盡量縮小外插角度）。管棚長度：第1排長25m，環(huán)向間距40cm;第2排長25m，環(huán)向間距20cm;第3排長20m，環(huán)向間距20cm。
4.3、塌方段處理
1、AYK46+728～AYK46+738段定為塌方段（10m），塌方段采用S5JQA襯砌，并設置超前小導管，小導管采用Ф42×4mm熱軋無縫鋼管，長5.0m，環(huán)向間距40cm，縱向間距2.0m;塌方段初支拱部120°范圍系統(tǒng)錨桿采用系統(tǒng)小導管代替，小導管采用φ42×4mm鋼管，長6.0m，打設角度60°，環(huán)向間距80cm，縱向間距1.0m，與超前小導管錯開布置;二襯配筋加強。
2、塌方段施工工法采用預留核心土法施工，循環(huán)進尺長度不大于50cm，初期支護必須緊跟掌子面，及時施做仰拱封閉成環(huán)，全斷面初期支護完成后盡快施做二次襯砌。
4.4、過渡段處理
AYK46+738～AYK46+748段定為塌方過渡段（10m），支護參數(shù)按S5JQA襯砌。
五、其他
1、盡快施工AYK46+680至塌方影響段的仰拱及二襯，采用由外向內(nèi)逐段推進的方式進行。
2、加強與監(jiān)控單位的聯(lián)系，特別是在處理過程中及時掌握地質(zhì)超前預報、地表觀測和洞內(nèi)監(jiān)控的相關情況。
六、安全措施
6.1對施工人員和技術(shù)人員進行重新交底培訓，提高參建人員的安全、質(zhì)量意識。
6.2塌方地段設置隔離區(qū)，在對其未完成處理好之前嚴格控制非施工人員進入，防止事故發(fā)生。
6.3施工前要確保水的控制，“先排水、后施工”;而且對于地質(zhì)不明段落施工錢要先探明地質(zhì)情況，對地表沖溝、滑塌、洞穴等不良地質(zhì)情況進行統(tǒng)計，并按照樁號登記在冊，及時處理。
6.4洞內(nèi)設置逃生管道，確保施工人員生命財產(chǎn)安全。
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