淺談隧道塌方處理的施工技術(shù)

但磊

中鐵七局武漢公司 湖北武漢 430000

摘要：針對(duì)隧道施工中出現(xiàn)的因地質(zhì)原因造成的較大塌方，文章結(jié)合歐帕拉隧道的斷面尺寸、地質(zhì)情況等從施工安全處理的角度，對(duì)塌方處理施工的超前支護(hù)、過(guò)程換拱等關(guān)健技術(shù)作了探討。

關(guān)鍵詞：塌方處理；軟弱圍巖；施工技術(shù)

一、隧道概述

歐帕拉隧道全長(zhǎng)3527m，為巴白公路的控制性工程。隧道地質(zhì)主要為碳質(zhì)頁(yè)巖，其自身穩(wěn)定性較差，遇水易軟化成泥，圍巖劃分為IV、V級(jí)圍巖。隧道V級(jí)圍巖開(kāi)挖斷面尺寸為寬11.32m，高9.96m。

二、隧道塌方段工程概述

歐帕拉隧道從K53+235里程處始掌子面巖層揭露的地質(zhì)為薄層狀強(qiáng)風(fēng)化碳質(zhì)頁(yè)巖夾灰?guī)r，巖體裂隙發(fā)育，呈碎裂結(jié)構(gòu)，掌子面中上部擠壓褶皺現(xiàn)象明顯石英條脈發(fā)育，掌子面掉塊嚴(yán)重。

項(xiàng)目部在進(jìn)行圍巖K53+246.8-247.4段立架?chē)婂^施工后，發(fā)現(xiàn)掌子面K53+247.4-248段拱頂初噴砼面有開(kāi)裂掉塊現(xiàn)象，且異響聲音明顯。帶班人員立即通知洞內(nèi)人員撤離，后約十分鐘左右，掌子面開(kāi)始出現(xiàn)大塊掉落，隨后掌子面左側(cè)上部大面積塌落，并將靠近掌子面已施工完畢的初期支護(hù)壓塌，坍塌繼續(xù)擴(kuò)大，在約15分鐘左右，塌方從掌子面向洞門(mén)方向發(fā)展，一直延伸到K53+235樁號(hào)左右。

經(jīng)塌方后現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)，K53+235～K53+248段拱架左上部分出現(xiàn)寬4-5m，弧長(zhǎng)近15m的塌穴，塌渣主要為粉末細(xì)顆粒狀，灰白色碳質(zhì)頁(yè)巖。K53+235斷面塌方示意見(jiàn)圖1。

三、塌方處理方案

根據(jù)隧道揭露的圍巖及斷面尺寸綜合考慮，采用大管棚超前支護(hù)過(guò)渡塌方段，再逐榀換拱處理塌方變形段。

1、回填反壓

①.對(duì)K53+215-K53+235段洞身迅速采用洞渣進(jìn)行回填反壓，從K53+215處開(kāi)始起坡逐層填筑洞渣至隧道K53+235處拱頂。

②.填筑時(shí)先填筑K53+215-K53+235段洞身兩側(cè)拱腳，再逐層向上填筑，K53+215-K53+235段洞渣反壓回填縱剖面見(jiàn)圖2。

2、未塌方段加固處理

①.對(duì)K53+215-K53+230段每榀拱架各施作8根（環(huán)向間距2m）3m長(zhǎng)的φ42鎖腳錨管進(jìn)行加固；

②.對(duì)K53+220-K53+230段未塌方段噴砼面外側(cè)沿原拱架位置整環(huán)架設(shè)I18工字鋼拱架套拱，套拱間距按60cm布設(shè)，縱向采用φ22鋼筋連接，鋼筋環(huán)向間距為1m。3、封閉回填洞渣面

為防止注漿施工過(guò)程中漏漿，對(duì)K53+215-K53+230反壓回填洞渣面采用噴射10cm厚的C25砼進(jìn)行封閉。

4、大管棚超前支護(hù)

①.在K53+230-K53+232里程段正洞二襯凈空內(nèi)施工C30砼導(dǎo)向墻，導(dǎo)向墻厚0.45m、寬2m，墻內(nèi)埋設(shè)5榀，間距40cm的Ⅰ18鋼支撐，鋼支撐與預(yù)埋φ127導(dǎo)向管焊成整體，且預(yù)埋管間隔按照5°、7°的仰角上抬坡度。該導(dǎo)向墻替換原設(shè)計(jì)二次襯砌永久存在。108大管棚施工示意見(jiàn)圖3。

②.導(dǎo)向墻施工采用先掏槽施工基礎(chǔ)，套拱基底施工寬70cm、厚50cm、長(zhǎng)200cm的C30砼基礎(chǔ)。

③.利用回填的洞渣在K53+227-K53+230段施作鉆機(jī)工作平臺(tái)，工作平臺(tái)場(chǎng)地要密實(shí)平整，確保鉆機(jī)穩(wěn)定，防止在施鉆時(shí)鉆機(jī)產(chǎn)生不均勻下沉、擺動(dòng)、位移等影響鉆孔質(zhì)量。

④.為防止塌孔影響施工，我部采用跟管鉆進(jìn)法施工。首先對(duì)大管棚孔位進(jìn)行編號(hào)，從一側(cè)順次編號(hào)，然后通過(guò)導(dǎo)向墻對(duì)拱頂1200范圍內(nèi)施作雙層φ108超前大管棚，先施做編號(hào)為單數(shù)的孔位，鉆機(jī)先由低孔位向高孔位進(jìn)行施工，管棚環(huán)向間距30cm，每根導(dǎo)管長(zhǎng)23m，導(dǎo)管共37根，總長(zhǎng)851m。管棚施工采用專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍進(jìn)行施工，管棚縱向長(zhǎng)20m，管壁厚6mm。

⑤.在大管棚的跟管完成后，進(jìn)行鋼筋籠的安裝施工及注漿施工，鋼筋籠采用@100cm的φ10箍筋焊接4根φ22的主筋而成；注漿為水泥漿注漿參數(shù)：水泥漿水灰比為1：1（重量比）；注漿壓力不宜超過(guò)0.5MPa，采用間歇注漿，且先用砂漿以控制不必要的浪費(fèi)，且宜派遣責(zé)任心強(qiáng)的管理人員現(xiàn)在控制。

5、拱架施工

①.對(duì)K53+232-K53+248段右側(cè)拱腳至拱頂架進(jìn)行逐榀拆除，拆除后對(duì)拱架逐榀進(jìn)行安裝。先采用風(fēng)鎬逐榀鑿掉K53+232-K53+248段右側(cè)的噴砼、用氧氣乙炔對(duì)該段鋼架逐榀進(jìn)行拆除，按照先拆除拱頂2榀LA單元，再逐步至右側(cè)拱腳LB單元，同時(shí)在塌穴K53+240拱頂處分別預(yù)埋2根Φ150管（分別為泵送砼管及吹砂管）；

②.對(duì)兩側(cè)拱架腳采用槽鋼進(jìn)行支墊，Φ22縱向連接筋環(huán)向間距1m，內(nèi)外雙層交錯(cuò)布置，并設(shè)置雙層φ8鋼筋網(wǎng)片（網(wǎng)格間距20cm*20cm），縱環(huán)向按照間距1.2m*0.6m施作3.5m長(zhǎng)的Φ22的藥卷錨桿；鎖腳采用Φ42注漿小導(dǎo)管，單根長(zhǎng)3m，設(shè)雙排，每榀鋼架設(shè)16根，鋼架與鎖腳錨管采用Φ22的U型卡鏈接，每榀鋼架設(shè)4個(gè)U型卡。

③.對(duì)更換的拱架?chē)娚?4cm厚的C25砼，采用更換一榀拱架就完成一榀拱架的噴砼施工。

6、泵送砼及吹砂施工

在完成換拱施工后，采用打鉆探測(cè)拱頂塌穴的深度，若塌穴深度小于3m，采用吹砂將塌穴填滿(mǎn)；若深度大于3m，則泵送1 m的砼，再吹填1.5m的砂。

7、清理現(xiàn)場(chǎng)

待塌方體處理完成后，清理出反壓回填的洞渣及塌穴滑塌出的千枚巖。清理洞渣采用分步進(jìn)行，先清理隧道中部的洞渣，再錯(cuò)開(kāi)步距清理兩側(cè)拱腳的洞渣，不得一次將洞渣全部清理出隧道。

四、結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)隧道的圍巖情況、塌腔情形，為了能更安全有效的渡過(guò)隧道塌方段，采用洞內(nèi)大管棚超前支護(hù)為一種較好的形式，此文采用的大管棚間隔按照5°、7°的仰角上抬坡度能更有效的確保超前支護(hù)的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D70-2004）

[2]《公路隧道施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T F60-2009）

[3]《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程》（JTJ076-95）

[4]《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F60-2009）

[5]《錨固與注漿手冊(cè)》

作者簡(jiǎn)介：

但磊，（1982——），男，工程師，大學(xué)本科，目前從事項(xiàng)目管理工作。