軟巖隧洞塌方處理技術(shù)運(yùn)用

董黨 曲勝輝 陳真 王泰峰

【摘要】軟巖變形隧洞是隧洞施工中的難點(diǎn)，初期支護(hù)因變形產(chǎn)生侵入二次襯砌的現(xiàn)象往往不可避免，施工中出現(xiàn)塌方后如何安全的度過塌方段是一項(xiàng)比較難的技術(shù)問題。通過對(duì)本工程交通隧洞軟巖塌方處理技術(shù)的運(yùn)用，為類似工程提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

【關(guān)鍵詞】軟巖；隧洞；塌方處理

1、工程概況

本工程交通洞全長280m， Ⅴ類圍巖開挖斷面為6.3m×6.34m城門洞型，開挖斷面設(shè)置14#工字鋼，工字鋼間距0.8～1.0m，邊頂拱布置Φ22砂漿錨桿，長度3.0m，間排距1.2m，網(wǎng)片材料為Φ6.5@20×20，邊頂拱噴射C20混凝土10cm厚。

1.1 塌方情況

2016年03月05日，交通洞樁號(hào)K1+269～K1+275在一期支護(hù)完成后，頂部變形出現(xiàn)坍塌，經(jīng)過對(duì)塌方段分析，采用對(duì)塌方段頂部澆筑混凝土（帶帽混凝土）的方法進(jìn)行塌方處理；2016年03月29日，在塌方段（K1+269～K1+275）蓋帽混凝土澆筑完成后，繼續(xù)開挖施工時(shí)，K1+275樁號(hào)右側(cè)拱間再次出現(xiàn)塌方；2016年03月30日，洞室頂部范圍出現(xiàn)大面積塌方。

1.2 塌方段地質(zhì)情況

交通洞塌方段圍巖為灰黑色～灰綠色新鮮砂頁巖，為較軟巖，圍巖走向與洞軸線呈平行相交，鱗片狀結(jié)構(gòu)，圍巖十分破碎，洞室內(nèi)總體上較干燥，圍巖類別為Ⅴ類。

2、塌方處理的總體思路

總體思路：塌方段不出渣，采用砂袋將塌方碎渣表面封閉并加固好→對(duì)塌方上部的空腔進(jìn)行混凝土回填→塌方段上半洞兩側(cè)邊墻固結(jié)灌漿、碎渣體開挖、支護(hù)→塌方段下半洞兩側(cè)邊墻固結(jié)灌漿、碎渣體開挖、支護(hù)→掌子面上、下半洞開挖支護(hù)。

2.1 塌方段碎渣表面封閉

首先對(duì)塌方的渣體表面采用砂袋全部封閉，并將沙袋堆碼整齊加固穩(wěn)定，以防止塌方空腔灌注混凝土?xí)r混凝土外漏，塌方碎渣坡腳用編織袋裝砂堆碼加固，加固寬度為2.0m，高度為80cm。

2.2 塌方空腔灌注混凝土

塌方渣體表面封閉加固完成后對(duì)塌方段頂部空腔灌注混凝土。由于空腔比較大，最高達(dá)到12.2m，分二次灌滿，考慮到砼泵管過高而難以加固，混凝土第一次灌注高度為9.0m。

施工流程及工藝如下：

2.2.1 埋設(shè)混凝土泵管及排氣管

為了防止?jié)仓^程中發(fā)生堵管，拱頂空腔范圍預(yù)埋二根混凝土泵管，混凝土泵管伸入空腔內(nèi)部的垂直高度為9.0米，用于第一次灌注混凝土；同時(shí)在第一根預(yù)埋管管身固定一根排氣管，排氣管采用Φ50普通鋼管，排氣管直接通向塌方段頂部。

2.2.2 灌注混凝土及砂漿

塌方段灌注混凝土前，在洞內(nèi)安全地段設(shè)置HTB-60混凝土拖泵，采用二級(jí)配泵送C20混凝土，10m3混凝土罐車運(yùn)輸。

待第一層混凝土灌注結(jié)束后，塌方段剩余空腔部位回填C20水泥砂漿，水泥砂漿灌注采用Ф50鋼管，JJS-2B配漿攪拌機(jī)配合3SNS灌漿泵灌注，Ф50灌漿管穿過第一次預(yù)埋的混凝土泵管進(jìn)行灌漿。第二次砂漿灌注在塌方段邊墻灌漿加固、開挖、支護(hù)完成后隨即進(jìn)行。

2.3 塌方段上半洞碎渣開挖支護(hù)

空腔混凝土注滿、等強(qiáng)以后，對(duì)塌方段上半洞進(jìn)行開挖與支護(hù)，開挖高度約為4.0m，上半洞采用兩側(cè)邊墻固結(jié)灌漿+Ι20工字鋼+Ф48超前小導(dǎo)管的施工方法進(jìn)行支護(hù)。

施工順序及工藝如下：

2.3.1 邊墻固結(jié)灌漿

由于塌方段周圍圍巖整體穩(wěn)定性差，塌方段兩側(cè)邊墻采用固結(jié)灌漿加固，以防止塌方段頂部空腔在回填混凝土后對(duì)邊墻底部范圍形成的側(cè)壓變形。上半洞固結(jié)灌漿管每側(cè)邊墻布置一排，間距1.5m，采用長3.0m的Φ48鋼管，用YT-28手風(fēng)鉆打孔，灌漿管側(cè)斜角度為42度，管身前部2.0m范圍內(nèi)打Φ8的花孔，花孔間距25cm，梅花型布置。

2.3.2 灌漿

用JJS-2B配漿攪拌機(jī)配合3SNS灌漿泵逐孔純壓式灌漿，漿液水灰比為2：1、1：1、0.8：1、0.6：1和0.5：1五個(gè)比級(jí)，由稀到濃，根據(jù)吃漿情況調(diào)換水泥漿，灌漿壓力0.3--0.5MPa，達(dá)到灌漿壓力后穩(wěn)定10min結(jié)束灌漿。

2.3.3 開挖

上半洞開挖，采用短進(jìn)尺，強(qiáng)支護(hù)的方法，每次進(jìn)尺0.5m，采用PC-110反鏟或液壓錘直接挖除碎碴體。

2.3.4 鋼拱架、小導(dǎo)管及掛網(wǎng)噴護(hù)混凝土

開挖完成后及時(shí)進(jìn)行強(qiáng)支護(hù)。

塌方段鋼拱架采用Ι20工字鋼制作，間距0.5m布置，拱架與拱架間采用Ф25螺紋鋼連接，間距0.5m；鋼拱架鎖腳錨桿采用Ф25中空自進(jìn)式錨桿，長度9.0m，每榀拱架布置8根進(jìn)行鎖定。同時(shí)在鋼拱架部環(huán)向布置超前注漿小導(dǎo)管，環(huán)向間距0.3m，小導(dǎo)管為Ф48鋼管，長度3.0m，搭接長度為1.0m，管身布置Ф8注漿孔，注漿孔間距25cm梅花型布置。

每次支護(hù)時(shí)按原設(shè)計(jì)要求及時(shí)布置Ф22系統(tǒng)錨桿，鋼筋網(wǎng)片為Ф6.5@200×200，用PZ-6E噴射機(jī)噴護(hù)20cm厚C20噴射混凝土。

依此類推，完成上半洞開挖支護(hù)。

2.4 塌方段下半洞碎渣開挖支護(hù)

待上半洞處理到掌子面后，進(jìn)行塌方段下半洞開挖，下半洞兩側(cè)邊墻布置一排固結(jié)固結(jié)灌漿管，間距1.5m，與上半洞成梅花型布置，灌漿管長度、角度等技術(shù)參數(shù)以及Ι20鋼拱架等支護(hù)方式同上半洞。

2.5 塌方段以后正常段施工

過了塌方區(qū)后，與掌子面相鄰10m范圍內(nèi)的開挖支護(hù)，采用上下半洞的方式分層施工，上半洞頂拱同樣布置環(huán)向超前注漿小導(dǎo)管，左右邊墻同樣布置固結(jié)灌漿管，頂拱環(huán)向采用小導(dǎo)管Φ48鋼管，長度3.0m，間距30cm，搭接長度1.0m，邊墻固結(jié)灌漿管間距1.5m，外傾角42度。施工方法同塌方段開挖、支護(hù)工藝。

3、結(jié)語

交通洞軟巖塌方段通過技術(shù)攻關(guān)，采用“對(duì)塌方渣體表面封閉加固→對(duì)塌方段回填混凝土→上半洞側(cè)墻固結(jié)灌漿、開挖、支護(hù)→下半洞側(cè)墻固結(jié)灌漿、開挖、支護(hù)”施工，有效地阻止了坍塌范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，安全地完成了塌方處理任務(wù)，并保證了后續(xù)工程施工的順利進(jìn)行，可以為類似工程施工起到指導(dǎo)和借鑒的作用。