京承高速公路沙逛廠2號(hào)隧道大塌方的處理

崔永松

(貴州省銅仁路橋工程公司，貴州 銅仁 554300)

京承高速公路沙逛廠2號(hào)隧道大塌方的處理

崔永松

(貴州省銅仁路橋工程公司，貴州 銅仁 554300)

以京承高速公路沙廠2號(hào)施工項(xiàng)目為例，分析了隧道出現(xiàn)塌方的的原因、所處的工程地質(zhì)狀況和具體的施工處理措施。

高速公路；隧道工程；塌方；處理措施

1 高速公路隧道發(fā)生大塌方的成因與特征

1.1 隧道工程設(shè)計(jì)

高速公路的隧道工程設(shè)計(jì)是根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)來進(jìn)行確定的，如地質(zhì)勘察不全面不精確，就會(huì)使隧道設(shè)計(jì)人員采用不適用的支護(hù)方式，從而降低支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用剛度和強(qiáng)度。這里指的地質(zhì)勘察對(duì)象主要集中于：隧道工程所處地段的斷層情況、富水情況、巖爆以及瓦斯等。此外，就目前來說，工程設(shè)計(jì)人員大多采用類比法、理論計(jì)算法以及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控法，來提高高速公路隧道結(jié)構(gòu)施工建設(shè)的穩(wěn)定性。而這些設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用均需要準(zhǔn)確的地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)信息提供支撐，反之，就會(huì)使隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題。

1.2 隧道大塌方特征

京承高速公路沙廠隧道2號(hào)左線發(fā)生的塌方,前后陸續(xù)發(fā)生了5次,累計(jì)塌方長度達(dá)86 m,屬于特大塌方。初步原因分析主要為斷層破碎帶影響,同時(shí)地表水滲透軟化巖層。同時(shí),由于塌方蔓延較快,來不及對(duì)將要失穩(wěn)的支護(hù)進(jìn)行加強(qiáng)處理，因而造成了多次塌方。要想提高大塌方事故的處理效果，相關(guān)建設(shè)人員要明確大塌方的特征，以找出與之對(duì)應(yīng)的處理技術(shù)方法。如圖1所示，為隧道工程塌方段縱斷面示意圖。

圖1 隧道工程塌方段縱斷面示意圖

圖中所示的坍塌體是由松散巖體組成，這就意味著其具有結(jié)構(gòu)極不穩(wěn)定特征。此外，隧道工程塌方地段處在一條壓扭性的斷層破碎帶中間,斷層破碎帶與隧道縱向呈小角度沿右側(cè)向左側(cè)發(fā)展(面向行車方向),斷層破碎帶中有很多不利的結(jié)構(gòu)面,由幾組相互平行的破碎帶組合而成。

2 高速公路大塌方的處理技術(shù)應(yīng)用

2.1 超前小導(dǎo)管注漿支護(hù)處理技術(shù)

該支護(hù)處理技術(shù)是作用于高速公路隧道掘進(jìn)施工過程的重要工藝方法，能夠降低本工程所處地段斷層破碎帶帶來的問題影響。具體來說，就是以預(yù)支護(hù)的方式，來提高隧道掘進(jìn)施工保護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而降低施工建設(shè)過程中發(fā)生塌方事故的頻率及深度。相關(guān)研究表明，從理論角度講，作用于高速公路隧道掘進(jìn)塌方問題的超前小導(dǎo)管注漿施工支護(hù)技術(shù)，所包含的施工內(nèi)容有：鉆孔、封閉工作面、設(shè)置小導(dǎo)管、注漿施工等。

2.2 管棚支護(hù)處理技術(shù)

管棚支護(hù)處理技術(shù)是用來防止隧道或地下硐室的開挖施工受圍巖松動(dòng)以及地表下沉影響的重要技術(shù)內(nèi)容。換句話說，管棚支護(hù)處理技術(shù)就是將一組鋼管沿著隧道開挖的輪廓外設(shè)置好的鉆孔打入地層內(nèi)，來提高隧道結(jié)構(gòu)承臺(tái)地層圍巖應(yīng)力的作用效果。具體來說，施工技術(shù)人員應(yīng)掘進(jìn)前沿開挖工作面的上半斷面設(shè)計(jì)，并在周邊打入厚壁鋼管，以實(shí)現(xiàn)臨時(shí)承載棚的預(yù)支護(hù)操作目標(biāo)。此過程，為增加鋼管的剛度，施工技術(shù)人員可向鋼管中壓力適量的混凝土和鋼筋籠。對(duì)于鋼管壁厚應(yīng)控制在10～30 mm之間，而管徑則應(yīng)控制在80～180 mm之間。

2.3 地表砂漿錨桿支護(hù)處理技術(shù)

地表砂漿錨桿支護(hù)處理技術(shù)是一種作用于地面的支護(hù)技術(shù)，其在隧洞內(nèi)不具備加固條件，但在隧道埋深較淺時(shí)，其地面加固技術(shù)的作用效果顯著。實(shí)際應(yīng)用中，普通砂漿錨桿施工可采用先注漿后插錨桿以及先插桿后注漿兩種施工方法。實(shí)際施工要根據(jù)錨桿的選擇形式，采用先插桿后注漿的錨筋樁施工方法。

3 高速公路隧道大塌方的預(yù)防技術(shù)應(yīng)用

3.1 保證隧道開挖至淺埋段前

高速公路隧道工程在進(jìn)行開挖前，應(yīng)認(rèn)真熟悉設(shè)計(jì)地質(zhì)勘測(cè)圖紙，并組織有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員，認(rèn)真核對(duì)淺埋段的地形地貌、覆蓋厚度、圍巖節(jié)理發(fā)育、破碎程度、偏壓等，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)的地質(zhì)資料，制定詳細(xì)的施工技術(shù)方案。并且要在施工過程中及時(shí)分析和觀察開挖工作面地質(zhì)變化，遇有探孔突水、涌泥、滲水增大和整體性變差等現(xiàn)象，及時(shí)改變施工方案和參數(shù)。應(yīng)完善淺埋段的地面排水和防水設(shè)施，對(duì)地表進(jìn)行加固防護(hù)處理。圍巖較破碎時(shí)，在必要的情況時(shí)考慮打設(shè)地表錨桿、小導(dǎo)管注漿加固處理。

3.2 嚴(yán)格遵循隧道開挖施工原則

在對(duì)高速公路隧道工程的淺埋段進(jìn)行開挖施工時(shí)，要堅(jiān)持“超前探、小斷面、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、快閉和、勤量測(cè)、早襯砌”的施工原則。因?yàn)?，隧道施工不同于其它工程，尤其是淺埋段施工，各工序間應(yīng)相互協(xié)調(diào)配合、連續(xù)緊湊。開挖后盡量縮短圍巖暴露時(shí)間，及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)施工，抑制圍巖位移、下沉或變形量，及早發(fā)揮初期支護(hù)的功效。具體來說，采用適宜的爆破參數(shù)，以減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)；通過光面爆破，提高圍巖自穩(wěn)能力。

4 結(jié) 論

本文分析了京承高速公路沙廠2號(hào)隧道工程建設(shè)時(shí)出現(xiàn)塌方事故的原因、處理技術(shù)應(yīng)用方法以及預(yù)防技術(shù)，其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。

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2017-04-28

崔永松(1987-)，男，貴州沿河人，工程師，研究方向：公路工程方向。

U455

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：1008-3383(2017)07-0158-02