雷打石隧道冒頂處理及效果分析

張 冠 男

(廣東潮惠高速公路有限公司，廣東 汕尾 516700)

雷打石隧道冒頂處理及效果分析

張 冠 男

(廣東潮惠高速公路有限公司，廣東 汕尾 516700)

結(jié)合雷打石隧道工程開挖冒頂處理情況，分析了隧道開挖冒頂原因，提出采用洞內(nèi)注漿加固超挖區(qū)、加強冒頂監(jiān)控量測、加強支護參數(shù)等處理措施，工程實踐表明，經(jīng)過處理后的隧道變形均在規(guī)范允許范圍內(nèi)，取得了良好的效果。

公路隧道，冒頂處理，監(jiān)控量測

1 工程概況

雷打石隧道為分離式隧道，左線全長872 m，最大埋深110.6 m；右線全長938 m，最大埋深約104.5 m。左右線間距為15 m～28 m，為小凈距隧道。隧道所處地貌總體處于東南沿海丘陵地區(qū)，局部為平原、山間洼地，并以低山丘陵為主。

整個區(qū)域地層主要由耕植土、沖擊粘性土、破殘積粉質(zhì)粘土組成的第四系覆蓋層和燕山期花崗巖及其分化層組成，巖層發(fā)育程度中等，大部分巖性較好，部分地區(qū)處于斷裂帶，地質(zhì)較穩(wěn)定。但洞口的明洞位置孤石較多，淺埋偏壓嚴重，隧道洞口處開挖采用雙側(cè)壁導坑法。

2 隧道災(zāi)害概況

2.1 冒頂情況

2014年6月22日10點，隧道左線左導洞K40+912～K40+913段，在開挖過程中出現(xiàn)約3 m3塌方(見圖1)，由于隧道上方存有一處沖溝，并經(jīng)連續(xù)幾天暴雨后，地表雨水沿地表裂隙滲透至洞內(nèi)，引發(fā)隧道上方地表局部范圍約2 m×2 m，深度為6 m的坍塌，塌方由沖溝位置斜向延伸至左導洞拱頂位置(見圖2)。

2.2 冒頂原因分析

1)此段圍巖條件差，覆蓋層薄，巖體裂隙發(fā)育，含水量大，偏壓嚴重，初支承受松散圍巖荷載，同時地表水的沖刷、浸泡、沖蝕加速了隧道洞頂圍巖的失穩(wěn)和滑塌，誘發(fā)洞內(nèi)塌方。

2)施工過程中對隧道地質(zhì)情況認識不足，隧道超挖未能及時采取措施補噴，整個初支拱頂處于脫空狀態(tài)，不符合新奧法中與圍巖共同承受荷載，拱架的鎖腳錨桿未按要求進行打設(shè)。

3)施工過程中對監(jiān)控量測認識不足，施工過程中曾多次將監(jiān)控數(shù)據(jù)進行反饋，但未能及時采取相關(guān)措施，造成塌方。

3 冒頂處理方案

3.1 前期處理措施

1)為了確保塌方面積不再擴大，立即組織人員對隧道上方既有沖溝進行暫時改移，引流地表水排出，避免地表水繼續(xù)沖刷，同時對左導坑掌子面處利用洞渣進行回填。

2)利用混凝土噴射機在坍塌位置噴射10 cm厚C25混凝土護壁，防止坍塌擴散，并在頂部噴射防水埂阻止地表水滲透。并在塌方處增設(shè)一榀Ⅰ22型鋼拱架，鋼拱架采用間距1.5 m Φ28鋼筋縱向焊接，保證塌方處支護的整體穩(wěn)定性。另外及時噴射混凝土封閉掌子面，利用已支護完成的拱架上方預(yù)留的注漿管，將拱架上方空腔用水泥漿填充密實(見圖3a))。

3)待洞內(nèi)空腔壓漿完成，并且形成一定強度后，再將洞頂?shù)乃教幭然靥畈糠址勖夯?，再回?0 cm噴射混凝土，最后垂直于隧道打設(shè)4根φ5 cm的排水管，將其與隧道環(huán)線排水管順接，以達到封閉地表水和引流部分地表下滲水的目的，并增加部分徑向錨桿(見圖3b))。

3.2 后期處理措施

1)加強塌方處隧道監(jiān)控，在塌方位置四周布置地表沉降觀測點，及時監(jiān)測地表情況，加大地質(zhì)超前預(yù)報和監(jiān)控頻率，以保證施工安全和質(zhì)量。

2)停止左線洞身開挖，在塌方處理后，先完成沖溝改移，并對隧道左段偏壓段施作偏壓擋墻。

3)左線K40+910～K40+918段左上導洞每榀鋼拱架增設(shè)2根鎖腳錨桿，將徑向錨桿布置間距加密。

4)左線K40+910～K40+918段左下導洞施工時，開挖采用跳槽開挖法，進尺控制在1 m內(nèi)，及時安裝拱腳和仰拱鋼拱架，以保證洞身穩(wěn)定。

5)鋪設(shè)防水板前，在隧道左洞K40+910～K40+918之間增加三道環(huán)向排水管，布置間距為2 m，加強此部位的排水效果。

4 處理效果分析

為保證隧道施工安全和冒頂圍巖處理后的穩(wěn)定，在冒頂斷面附近增設(shè)一個監(jiān)測斷面，從監(jiān)測結(jié)果上看：量測數(shù)據(jù)拱頂及周邊收斂變形基本相似，周邊收斂的數(shù)值略小于拱頂下沉數(shù)值，洞頂下沉起初變化很大，在注漿階段處于最大值，但隨著漿體慢慢凝固，拱頂下沉趨于穩(wěn)定，整個變形得到控制(見表1)。

表1 冒頂斷面監(jiān)測表

5 結(jié)語

1)對于隧道覆蓋層淺，裂隙發(fā)育，地表沖刷嚴重，施工方要做好“引水、排水”工作，減少圍巖的侵泡，確保圍巖承載能力。

2)初支嚴格按照設(shè)計參數(shù)進行施工，錨桿打設(shè)要符合要求，鎖腳錨桿與拱架的焊接要牢固以增強初支的整體性，爆破采用光面爆破減少超挖。

3)及時加強監(jiān)控量測，對變形結(jié)果及時反饋，有變形異常要及時采取措施進行處理。

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On roof collapse treatment and effect analysis of Leidashi tunnel

Zhang Guannan

(GuangdongChaohuiExpressWayCo.,Ltd,Shanwei516700,China)

Combining with the roof collapse treatment in the excavation of Leidashi tunnel, the paper analyzes the reasons for the tunnel excavation roof collapse, points out some measures including the consolidation of overexcavation areas of hole grouting, improvement of collapse monitoring and measurement and support parameter, and proves by the engineering practice that the tunnel deformation after the treatment achieves better effect within the permitted scopes.

road tunnel, roof collapse treatment, monitoring and measure

2015-04-18

張冠男(1987- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)19-0178-02

U455

A