辛安泉改擴(kuò)建工程隧洞塌方處理措施

呂曉娜

（山西辛安泉供水工程有限公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

辛安泉改擴(kuò)建工程隧洞塌方處理措施

呂曉娜

（山西辛安泉供水工程有限公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

隧洞作為水利工程建設(shè)中的一項(xiàng)重要工程，在其施工過(guò)程中，塌方事故較為普遍，產(chǎn)生的后果不容忽視。以山西省辛安泉供水改擴(kuò)建總干1號(hào)隧洞2號(hào)支洞工程為例，介紹了開(kāi)挖過(guò)程中突遇塌方的處理方法，為隧洞開(kāi)挖、支護(hù)及二次襯砌提供重要的安全保障。

隧洞塌方；圍巖量測(cè)；超前小導(dǎo)管；辛安泉

山西省辛安泉供水改擴(kuò)建工程為山西省“十二五規(guī)劃”大水網(wǎng)建設(shè)中的一項(xiàng)重要工程。辛安泉工程輸水線路總長(zhǎng)165.28 km，其中隧洞長(zhǎng)度17.15 km，管線長(zhǎng)度148.13 km。輸水隧洞分3個(gè)施工標(biāo)進(jìn)行施工，其中1號(hào)隧洞施工標(biāo)是辛安泉輸水總干工程，主洞段總長(zhǎng)約6.66 km，為無(wú)壓輸水隧洞，斷面形式為城門(mén)洞型，凈寬2.5 m，凈高3.035 m，采用全斷面鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度300～350 mm。

1號(hào)隧洞設(shè)2條施工支洞，總長(zhǎng)度約為338 m，斷面為城門(mén)洞型，凈寬3.65 m，凈高3.0 m，采用全斷面鋼筋混凝土襯砌，IV、V類(lèi)圍巖襯砌厚度400 mm。

1 隧洞塌方段概況

辛安泉供水改擴(kuò)建工程總干1號(hào)隧洞2號(hào)支洞上游ZG 3+535～ZG 3+437里程段，處于塌方段。

2號(hào)支洞工區(qū)上游掌子面ZG 3+535處圍巖全部為黃土，含砂量較大，土質(zhì)松散，拱頂?shù)魤K現(xiàn)象嚴(yán)重，該里程段在開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)了涌水、坍塌等情況，掌子面涌水出流量約為8 m3/h，屬于松散堆積層孔隙水。

2 塌方段處理方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量，該段圍巖全部為黃土，且含沙量較大，極容易在水的作用下液化，出現(xiàn)拱頂?shù)魤K現(xiàn)象；另因洞內(nèi)滲水、涌水，致使該段出現(xiàn)洞內(nèi)塌方。確定塌方處理方案如下：

在ZG535～ZG555段兩側(cè)鉆孔，將水引排出來(lái)，避免擠壓鋼拱架；每榀鋼拱架增加鎖腳錨桿，每榀4根，每根長(zhǎng)2 m；鋼拱架底部增加橫向鋼支撐，然后做25 cm的混凝土墊層。

在ZG 3+535處開(kāi)始施做超前支護(hù)小導(dǎo)管，導(dǎo)管采用直徑42 mm×3.5 mm的無(wú)縫鋼管，每環(huán)45根，每2 m一環(huán)，環(huán)向間距10 cm，每根長(zhǎng)4 m，縱向搭接長(zhǎng)度不小于1.5 m，外插角10°～15°。

對(duì)ZG 3+535～ZG 3+437里程土洞段進(jìn)行注漿，注漿采用直徑42 mm的超前小導(dǎo)管，管壁四周打8 mm的注漿孔，注漿孔間距10 cm，呈梅花形布置，注漿采用1∶1的水泥凈漿，注漿壓力為1.0～1.5 MPa。

上述支護(hù)完成后，開(kāi)始對(duì)撐子面進(jìn)行開(kāi)挖，為盡量減少土體擾動(dòng)，采用挖機(jī)開(kāi)挖，人工配合修鑿。每次開(kāi)挖將兩側(cè)土清出，中間預(yù)留核心土，并且每次開(kāi)挖不超過(guò)30 cm，然后架立鋼拱架，鋼架采用兩榀鋼架并排焊接在一起，增加鋼拱架的支撐能力，間距30 cm，每榀鋼架8根鎖腳錨管，長(zhǎng)2 m，雙層鋼筋網(wǎng)片，連接筋加密至30 cm一根，逐榀向前頂進(jìn)，堅(jiān)決不允許冒進(jìn)。

加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，支護(hù)完成后兩小時(shí)內(nèi)布設(shè)監(jiān)控量測(cè)設(shè)備監(jiān)控，2 m一個(gè)斷面，及時(shí)量測(cè)，若有不正常的沉降，立即停止施工，撤離現(xiàn)場(chǎng)，并上報(bào)項(xiàng)目部管理人員。

3 塌方處理

3.1 鋼拱架施工

架立鋼拱架，鋼架采用兩榀鋼架并排焊接在一起，增加鋼拱架的支撐能力，間距30 cm，每榀鋼架8根鎖腳錨管，長(zhǎng)2 m，雙層鋼筋網(wǎng)片，連接筋加密至30 cm一根。

3.2 錨桿施工

在支鋼拱架段增加鎖腳錨桿，每榀4根，每根長(zhǎng)2 m，鎖腳錨桿采用砂漿錨桿的工藝施工。

3.2.1 施工工藝

本隧洞內(nèi)錨桿長(zhǎng)度為2 m，且錨桿孔為下傾或水平時(shí)，采用“先安插錨桿，后注漿”的方法施工，其工藝流程為：孔位放樣、鉆機(jī)就位、鉆錨桿孔、沖洗、風(fēng)干、安放錨桿、注漿、補(bǔ)封。

3.2.2 施工材料

普通砂漿錨桿的選用長(zhǎng)度為2 m，直徑為20 mm的螺紋鋼筋。

水泥砂漿標(biāo)號(hào)按照設(shè)計(jì)要求不低于P.O.32.5，采用最大粒徑小于2.5 mm的中細(xì)砂，水泥砂漿配合比通過(guò)試驗(yàn)選定，且強(qiáng)度不低于20 MPa。

按設(shè)計(jì)要求選擇外加劑，其主要成分不得對(duì)錨桿產(chǎn)生腐蝕作用。

3.2.3 錨桿鉆孔、清孔

錨桿孔用YT-28型氣腿鉆進(jìn)行作業(yè)。

錨桿按設(shè)計(jì)方案鉆孔，孔位偏差≤100 mm，孔深偏差≥50 mm。

鉆孔完成后，用風(fēng)力機(jī)械將孔內(nèi)巖屑吹出孔外，并將孔口作臨時(shí)性封堵。

3.2.4 錨桿安裝與注漿

用人工安裝錨桿。采用先插桿后注漿的工藝施工，灌漿管、排氣管與錨桿同時(shí)安裝。砂漿灌注采用砂漿泵進(jìn)行，灌漿管距孔底50～100 mm，邊注漿邊向外拔管。

3.2.5 錨桿施工質(zhì)量保證措施

對(duì)錨桿的施工動(dòng)態(tài)檢測(cè)，是指施工單位安全部門(mén)對(duì)錨桿的質(zhì)量及施工進(jìn)行抽查，并做記錄，有專(zhuān)門(mén)的負(fù)責(zé)人簽字；監(jiān)理單位對(duì)其材料及施工各工序重點(diǎn)抽檢，并做好記錄備案，負(fù)責(zé)人簽字。錨桿施工質(zhì)量終身負(fù)責(zé)，因材料質(zhì)量或者施工工序錯(cuò)誤、偷工減料出現(xiàn)安全問(wèn)題，追究其法律責(zé)任。

3.3 墊層施工

為防止地下水上涌，ZG 3+654～ZG 3+535段鋼架底部增加橫向鋼支撐，然后施做25 cm的混凝土墊層，杜絕地下水的上涌。

3.4 超前小導(dǎo)管的施工

在ZG 3+535處用超前小導(dǎo)管做超前支護(hù)用，導(dǎo)管采用直徑42 mm×3.5 mm的無(wú)縫鋼管，每環(huán)45根，每2 m一環(huán)，環(huán)向間距10 cm，每根長(zhǎng)4 m，縱向搭接長(zhǎng)度不小于1.5 m，外插角10°～15°。

3.5 注漿施工

對(duì)ZG 3+535～ZG 3+437里程土洞段進(jìn)行注漿，注漿采用直徑42 mm的超前小導(dǎo)管，呈梅花形布置，注漿采用1∶1的水泥凈漿。超前小導(dǎo)管注漿漿液要根據(jù)巖層的情況和凝膠時(shí)間要求適當(dāng)調(diào)整來(lái)滿(mǎn)足施工需求，用普通水泥注漿的時(shí)候必要時(shí)要加入減水劑。

3.6 監(jiān)控量測(cè)

塌方段內(nèi)外觀測(cè)、隧洞凈空收斂量測(cè)為該塌方段的必測(cè)項(xiàng)目。

圍巖量測(cè)程序，在洞內(nèi)按照V類(lèi)圍巖及斷層破碎帶地段布設(shè)量測(cè)斷面。在施工過(guò)程中，圍巖特性比較突出地段加設(shè)量測(cè)斷面。

量測(cè)斷面測(cè)點(diǎn)布設(shè)，每個(gè)量測(cè)斷面各布置拱頂下沉測(cè)點(diǎn)和一條水平凈空收斂量測(cè)基線。

量測(cè)頻率。隧洞開(kāi)挖后，開(kāi)挖工作面要對(duì)工程及水文地質(zhì)條件進(jìn)行觀察。支護(hù)段還應(yīng)對(duì)混凝土的噴射、錨桿的施工、鋼拱架的支護(hù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察，在觀察中，發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象要及時(shí)匯報(bào)并做好詳細(xì)的記錄，記錄發(fā)現(xiàn)異常的時(shí)間、位置及測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并在詳細(xì)記錄后繪制簡(jiǎn)要的隧洞監(jiān)測(cè)斷面的剖面圖。

4 注意事項(xiàng)

施工時(shí)，由專(zhuān)門(mén)的負(fù)責(zé)人進(jìn)行統(tǒng)一指揮，施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁非工作人員隨便出入，另設(shè)一名專(zhuān)門(mén)的安全員查看圍巖面的變化，一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情立即組織人員撤離；由電工專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)施工作業(yè)面的照明設(shè)施，避免因燈光出現(xiàn)故障或者較暗，造成安全隱患。

在施工作業(yè)中，安全員應(yīng)特別注意頂部的圍巖面是否松動(dòng)，如有發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)處理，避免發(fā)生碎石掉落砸傷現(xiàn)場(chǎng)施工人員的情況；在進(jìn)行作業(yè)時(shí)，負(fù)責(zé)人整體負(fù)責(zé)指揮操作，隨時(shí)留意掌子面變化，安全員專(zhuān)人觀察四周變形情況。

鋼拱架的接頭處是受力的薄弱環(huán)節(jié)，必須做好且檢查鋼拱架的聯(lián)接及鎖腳錨桿的施工；在塌方段施工過(guò)程中由專(zhuān)門(mén)的負(fù)責(zé)人和安全員24 h輪流值班，如發(fā)生異常情況，要及時(shí)匯報(bào)并積極做出相應(yīng)的處理。

5 結(jié)語(yǔ)

塌方處理要做到，在圍巖情況較差時(shí)，要及時(shí)做好支護(hù)，并及時(shí)施工通過(guò)，保證安全施工。遇到塌方時(shí)，要認(rèn)真勘察塌方現(xiàn)場(chǎng)，分析塌方原因，并制定出相應(yīng)可行的實(shí)施方案。整個(gè)施工過(guò)程，要?jiǎng)討B(tài)控制，要根據(jù)不同的圍巖情況，及時(shí)調(diào)整或變更施工方案與技術(shù)，并根據(jù)圍巖的量測(cè)值及時(shí)調(diào)整施工工序之間的步距。

工程塌方段在施工過(guò)程中較為順利，未出現(xiàn)二次塌方，采用此種方法在很大程度上簡(jiǎn)化了施工工藝，降低了施工成本，為隧洞開(kāi)挖、支護(hù)及二次襯砌提供了重要的安全保障，施工效果較為理想。目前，塌方段處理后未見(jiàn)任何異常情況。

TV672+.1

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1004-7042（2017）09-0033-02

呂曉娜（1989-），女，2011年畢業(yè)于陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程造價(jià)專(zhuān)業(yè)，助理工程師。

2017-07-20；

2017-08-24