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某公路隧道塌方处理

日期：2016-9-9 9:17:10　来源：互联网　浏览数：
　

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1· 工程概况
    某二级路隧道设计为单洞双向双车道，全长490 m。隧道建筑限界净宽为10． 5 m，净高为5． 00 m，隧道最大埋深为115． 3 m。隧道穿越区属丘陵地貌，由于长期风化、剥蚀切割作用，隧道通过地段山体较陡，沟谷发育。地表普遍为残坡积层覆盖，植被发育，进口段位于两冲沟交汇处，设计围岩为Ⅴ级。两隧道均采用三心圆曲墙式断面。
    2 ·塌方概况
    该二级路隧道进口段开挖到K2 + 480 时，出现掉块现象，掌子面湿润，有明显塌方迹象，于是立即撤出施工队，安排带班人员在现场观察，并准备喷混凝土封闭掌子面，在准备喷混凝土时掉块加剧，掌子面拱顶发生坍塌，坍塌段桩号为K2 + 480 ～ K2 +484，塌方段纵向长度为4 m，横向弧形宽度为9 m，最高处高度估计达到5 m。塌方现场见图1。

    3· 塌方原因分析
    该公路隧道塌方段位于山谷冲沟交汇处，设计围岩为Ⅴ级，该塌方段围岩处于土石交界段，围岩从强风化逐渐转化为中风化围岩，掌子面围岩为中风化围岩，裂隙发育，中夹软弱夹层。且围岩含水较丰富，有水滴从围岩裂隙中滴出，观察塌腔、塌渣发现，拱顶为强风化围岩，呈黄色粘土状，中夹块状孤石，自稳能力极差。开挖时采用上下台阶法，开挖进尺为1． 5 m 左右，没有留核心土。隧道开挖形成悬空面之后，受爆破振动，掌子面软弱节理裂隙发展成为破裂面，拱顶软弱层无自稳能力，从而导致掌子面开挖后坍塌。
    4 ·塌方处理
    塌方处理总体思路为先加固后处理，先护后挖，确保施工安全。同时根据《公路隧道施工技术规范》14． 5． 3 条: 尽快施作锚喷联合支护封闭塌穴顶部和侧部，在保证安全的前提下，将碴堆摊平，并在碴堆上架设施工临时支架，临时支架可以稳定塌腔顶部，还可以作为施工平台。具体步骤为: 对塌腔内初喷封闭→施作临时支撑→支护塌腔→开挖塌渣、施作隧道内初支→施工塌腔内护拱、充填塌腔→施工仰拱封闭成环→施作二衬。
    4． 1 处理方法
    该塌方处理，由于塌方后塌腔处于临时稳定状态，掉块现象停止。故立即组织施工队对该塌方进行处理，共历时5 d，完成该段塌方处理，恢复了正常的隧道施工。
    塌方后利用塌方处于临时稳定状态这个时间段，立即组织车辆拉洞渣回填掌子面以加固掌子面，防止掌子面继续塌方，填土高度以便于人员进塌腔施工为宜。回填后以塌渣作为施工平台及时喷射4 cm 厚的C25 混凝土对坍塌面及掌子面的外露围岩进行封闭，初喷完成后，用端部直径不小于15 cm 的圆木按1．5 m ×1． 5 m 间距对塌腔顶部进行临时支撑( 如图2 所示) 。圆木之间采用横木连接，竖向间距为1．5 m，圆木端部加木垫板。然后沿径向打设长4 m 的ＲD25N 中空注浆锚杆，梅花形布置，间距80 cm ×80 cm; 挂设两层Φ8 的钢筋网，间距为20 cm × 20 cm，并与径向锚杆焊接牢固，再喷射C25 混凝土6 cm; 根据塌方轮廓线，纵向间距每隔80 cm 安装一榀S4 型格栅拱架，每榀格栅拱架分多节加工、安装，并确保钢架紧密支撑到坍塌面。格栅拱架的拱脚应落在围岩岩体上，格栅拱脚尽量与ＲD25N 中空注浆锚杆焊接相连，格栅拱架之间用间距为1 m 的Φ22 螺纹钢筋连接。每榀格栅钢架打设16 根锁脚锚杆，锁脚锚杆采用Φ22 砂浆锚杆，锚杆长度为4 m。钢架安装完成后，再喷射C25 混凝土20 cm。

    从桩号K2 + 480 起，初期支护按照S( V) 型衬砌形式施工初期支护。按每榀40 cm 间距，安装Ⅰ18 工字钢拱架，工字钢之间用Φ22 螺纹钢筋按20 cm 间距连接。挂设双层间距为20 cm ×20 cm 的Φ8 钢筋网，喷射厚22 cm C25 混凝土。完成洞内初期支护后通过预留的泵送混凝土管口，泵送混凝土回填满塌腔。洞口K2 + 465 ～ K2 + 495 段，二次衬砌增加双层钢筋，钢筋参数与明洞相同，N1，N2 主筋间距调整为30 cm。
    4． 2 塌方过程中的施工监测
    塌方处理过程中应加强对隧道围岩的监测。处理过程中有一名专门的安全员进行安全观察，对塌腔围岩以及施作的初期支护进行不间断观察，重点观察是否出现掉块、滚石及裂缝等现象。同时在靠近塌方段隧道拱顶每5 m 布设一个观测点，每天测量两次，以监测初期支护的动态变化。
    塌方处理完成后，掌子面继续掘进过程中还应监测观察塌方区初期支护的拱顶下沉及周边收敛变形量以及初期支护混凝土有无开裂现象。
    4． 3 处理效果
    该隧道塌方处理完成后，掌子面继续掘进，经过后续施工中监测观察，塌方区初期支护的拱顶下沉及周边收敛变形都很小，初期支护无开裂、裂缝现象出现，安全的通过了塌方区完成了施工。这充分说明塌方处理取得了良好的效果，采取的处理方法是切实可行的。
    5 ·结语
    1) 公路隧道施工中当遇到软弱围岩或节理裂隙发育的破碎围岩，施工地形处于马鞍形、土石交界地段易发生塌方。
    2) 隧道发生塌方后应充分利用围岩临时稳定的时间段立即处理，以防止塌方延伸从而造成更大的损失。塌方处理时应遵循“先加固，后处理; 先支护塌腔，后清理塌渣”的原则。支护塌腔时应先做临时支撑对塌腔进行支护，临时支护施工快，可以为施工提供安全保护和用作施工工作平台。
    3) 塌腔采用格栅拱架结合锚喷支护，隧道内初支采用工字钢拱架结合锚喷强支护，能安全成功的通过塌方区。
    4) 及时的喷混凝土封闭塌渣面对稳定塌渣面，提高施工安全性是有很大作用的。塌方段应及时施工仰拱，及早使该段隧道初期支护封闭成环。二衬应该加强并尽早施工。处理过程中应加强对隧道围岩的监控。