淺談淺埋隧道塌方冒頂處理技術(shù)

摘要：淺埋隧道施工過程中，塌方是比較常見的一種問題或者災害。實踐中，為了能夠有效避免隧道工程項目施工建設(shè)過程中因塌方而造成的不利后果，除工程建設(shè)項目動工之前必須做好地質(zhì)勘探工作以外，還要在塌方時，快速做出反應。本文將對淺埋隧道塌方原因進行分析，并在此基礎(chǔ)上以某淺埋隧道為例，就淺埋隧道塌方冒頂處理技術(shù)應用，談一下自己的觀點和認識，以供參考。

關(guān)鍵詞：淺埋隧道；塌方；冒頂；處理技術(shù)；研究

隧道是地下建筑物，施工和應用過程中存在著較多的不確定性因素，其中多為突發(fā)性事件，具有較大的可變性。從當前的預測技術(shù)手段來看，難以對地層狀況精準勘探，而且在施工時也會遇到突發(fā)性地質(zhì)變化問題，如果采取的應急和處理技術(shù)措施不當，則必然會導致嚴重的后果。

1、淺埋隧道塌方原因分析

通過對淺埋隧道塌方的原因分析可知，造成塌方的主要影響因素表現(xiàn)在兩個方面，一是擬建隧道工程所在地的水文地質(zhì)條件，二是施工操作。具體分析如下：

第一，水文地質(zhì)條件。淺埋隧道工程施工前，工程規(guī)劃和設(shè)計人員因未能充分勘察擬建工程所在地的水文地質(zhì)情況，而導致施工時遇到各種類型的意外地質(zhì)情況。就隧道淺埋地段而言，其在長期的自然環(huán)境條件下形成，因自然和人為因素的影響，該處的水文地質(zhì)介質(zhì)特征也發(fā)生了較大的變化，而且表現(xiàn)出隨機性特點。淺埋隧道所在地的水文活動，會對隧道施工產(chǎn)生一定的影響?？傊?，水文地質(zhì)條件對隧道淺埋段的影響，主要表現(xiàn)為不確定性、復雜性以及多樣化。

第二，施工操作。隧道工程施工過程中，施工技術(shù)、管理人員，應當對擬建工程工況、環(huán)境條件等有清晰的認知，而且還要做好交底工作。然而，實踐中卻并非如下，很多隧道工程施工單位為搶進度，缺乏對施工人員的專業(yè)技術(shù)培訓，也沒有做好技術(shù)交底，以致于隧道工程施工過程出現(xiàn)了與原先計劃方案相脫節(jié)的現(xiàn)象。在該種情況下，淺埋隧道塌方問題頻發(fā)。

2、工況概述

本文所研究的隧道是雙向四車道，左線全長1940米，右線全長1970米，其斷面為三心圓拱頂曲墻樣式，內(nèi)部襯砌采用的是復合式，結(jié)構(gòu)凈寬度、凈高分別為11米、9米左右。從實地勘察數(shù)據(jù)來看，該淺埋隧道塌方冒頂段地形比較緩，而且地形坡角大約為l0度左右，隧道、地形之間有一定的傾斜角。從地質(zhì)結(jié)構(gòu)來看，自上而下分別是碎石、塊石以及全風化花崗巖和弱風化變粒巖等；同時，該隧道圍巖多處透水性，所以在隧道開挖施工操作過程中，難免會遇到滲漏水問題。在隧道左線施工過程中，出現(xiàn)了坍塌冒頂?shù)仁鹿?，最初洞身的支護結(jié)構(gòu)已經(jīng)遭到了破壞，尤其是其中采用的工字鋼，也出現(xiàn)了嚴重的扭曲，地表形成直徑為4米的坍穴，拱頂覆蓋的土層厚度約為6米，屬于淺埋暗挖段隧道。

3、淺埋隧道塌方冒頂處理措施

3.1隧道洞內(nèi)臨時加固措施

首先，將坍塌面封閉。在淺埋隧道塌方冒頂處理過程中，為了能夠有效防止塌方擴大，應當先結(jié)合實際情況，對塌渣外露面用混凝土封閉，并且根據(jù)具體的工況鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)。

其次，臨時支頂塌方周圍加固措施。實踐中，為了能夠有效避免塌方段對周圍產(chǎn)生的不利影響，洞內(nèi)已經(jīng)開挖支護段作為臨時性的支護加固措施。從臨時支護段工況來看，加固施工操作時，建議選擇工字鋼進行施工作業(yè)，而且縱距以0.5米為宜，而且沿隧道環(huán)向應當緊貼著最初階段的支護臨空側(cè)布設(shè)。在對工字鋼進行布設(shè)時，重點部位是洞身上臺階處，后期下臺階施工過程中，一定要逐榀將其拆除，并做好善后處理。

3.2處理好洞外地表

在隧道洞外處理過程中，采用自上而下的方式對邊坡進行維護和修正，用挖掘機對坑穴周邊進行擴挖，將其中的泥土、碎石以及腐植土等徹底地清除干凈，其深度一般在3米左右，冒頂洞室呈漏斗狀。采用該種方式既可以確保其穩(wěn)定性，又可以達到卸載之目的。在洞外地表處理過程中，四周設(shè)30*30厘米的排水溝，施工完成后用水泥砂漿對其進行有效的封閉。

3.3塌方漏斗應對措施

第一，漏斗坡面加固。當坍塌面體整好以后，對坍塌面注漿加固，其中漏斗坡面用小導管注漿加固處理。一般而言，小導管的長度為3.5米，使其垂直坡面操作，并且以梅花型對其進行布設(shè)，間距控制在1米*1米，漏斗四壁用規(guī)格為C20的混凝土進行噴涂，其厚度應當在10厘米左右。

第二，塌方漏斗處理。對塌落孔口下方的掌子面而言，其平行于拱頂用挖掘機安放鋼管，環(huán)向的間距控制在30厘米左右，長度為6米，用鋼管將其焊接好，使其一端與未塌方段工字鋼搭接，另一端置于塌碴之上，在鋼管上方蓋上厚度為2厘米的木板，以免坍穴頂回填土施工操作過程中，從坍穴處散落到洞中。坍穴回填過程中，從洞頂開始向坍穴中回填風化土，注意石塊掉落；回填土頂面，需鋪設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)，上下兩層之間的距離應當控制在20厘米左右，鋼筋網(wǎng)應當布滿整個坑穴底面。綁扎施工完成后，對混凝土進行澆筑，其厚度以30厘米為宜。如下圖所示：

（圖1：淺埋隧道坍穴處理）

坍塌體漏斗回填過程中，可以用土和石頭，然后分層對其夯實，而且每一厚的度應當控制在25厘米以內(nèi)，拱頂上方回填厚度為3米，用小導管注漿加固。

3.4洞內(nèi)處理措施

在塌方相鄰段拱頂加固過程中，在拱頂6O度角范圍垂直初期支護面施打長度為3.5米、間距為1.5×1.5米的小導管，然后注入泥漿，其壓力應當控制在1.0MPa左右，對該段圍巖進行加固處理。坍方段處理過程中，主要是對坍穴周圍圍巖進行全部加固處理以后，在對坍方段進行處理，基本的操作步驟是：第一，嚴格按照由外而內(nèi)、自上而下的操作步驟，緩慢將坍塌體清除干凈。在清除坍塌體過程中，應當不斷加強拱頂下沉以及周邊位移收斂的數(shù)據(jù)的觀測和收集，并且用觀測所得的數(shù)據(jù)指導坍塌體的清除工作。第二，環(huán)形清理開挖面土方，初噴時混凝土為4厘米厚，并且架設(shè)工字鋼，彼此之間的距離加密到0.5米/榀，然后掛上鋼筋網(wǎng)，再對其復噴混凝土至26厘米厚。第三，塌落孔口外到上臺階這段，每隔大約4榀工字鋼，就要進行一循環(huán)50×5毫米雙層超前小導管支護，其長度為5米，環(huán)向間距控制在30厘米左右，而且上、下兩層小導管彼此之間應當相互錯開，外插角分別控制在15度和10度左右。每一個循環(huán)的超前小導管，相互搭接的長度應當大于2.5米，而且超前支護范圍為拱頂180度。第四，塌落孔口以外的洞身系統(tǒng)，需要錨桿全部由徑向中空注漿錨桿改為徑向小導管，其長度為4米左右，用水泥水玻璃雙液漿對圍巖進行注漿加固，并且將小導管尾端與工字鋼焊接在一起。塌方后續(xù)段處理過程中，需對其進行適當?shù)丶訌姡_挖過程中預留核心土，其長度應當超過3米，并且采取環(huán)形開挖方式，進尺以0.5米以內(nèi)為宜，而且還要對初期支護各工序的施工質(zhì)量進行嚴格控制。

結(jié)語

總而言之，塌方是隧道工程施工建設(shè)過程中常見的一種事故問題，如果不及時采取有效的措施予以防治，則可能會給隧道施工造成非常大的風險，甚至造成嚴重的安全隱患。因此，應當加強思想重視，不斷創(chuàng)新和改進淺埋隧道塌方冒頂處理技術(shù)，只有這樣才能確保淺埋隧道施工質(zhì)量和安全可靠性。

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