专家隧道塌方处治方案

专家隧道塌方处治方案（精选5篇）

专家隧道塌方处治方案 第1篇

隧道塌方施工处治技术研究

文中以某长大隧道的.一处坍方为例,详细阐述了坍方的发生过程和施工处治方案,并分析了塌方原因,说明了隧道不良地质段施工时应重视水的处理和初期支护的重要性,可供隧道施工参考.

作 者：魏东 作者单位：中铁二局股份有限公司,广州分公司,广东,深圳,518015刊 名：中国水运(下半月)英文刊名：CHINA WATER TRANSPORT年，卷(期)：10(1)分类号：U457关键词：隧道 施工 坍方 处理技术

专家隧道塌方处治方案 第2篇

众所周知, 在地质条件复杂的特长深埋隧道中, 涌水突泥是隧道施工过程比较常见的病害问题, 处治较为复杂, 并且由此引发的隧道塌方事故则是最为常见和典型的病害类型[1,2]。因此, 在隧道施工过程中, 除了重视超前地质预报工作外, 在分析病害发生原因的基础上, 应采取有效的处治措施, 尽量避免病害问题的进一步恶化, 减少生命财产损失, 从而建立科学有效的预防与处治体系[3,4,5]。基于对依托隧道的病害原因进行分析, 对比以往处治经验, 提出了特长隧道涌水及塌方的处治对策, 取得较好效果。

1 工程概况

1. 1 项目概况

隧道所在区域的地貌表现为中山区侵蚀、剥落现状, 山顶最高处约为1 672. 79 m, 最低处约为1 149. 24 m, 该区域洞身的上部分居住的人群较多且较为密集, 周边分部的道路也比较多, 该隧道的上部有一条隧道通过, 在其进口段, 有一条隧道从其下方横穿。由于隧道附近粉砂岩与正长岩的较多, 因此容易产生较多陡坎, 同时由于地貌构造产生的大量影响, 使其产生较陡的产状, 其倾角的范围为40° ~ 60°。隧道进口地段的坡度范围在40° ~ 75°, 出口段的坡度范围为30° ~ 50°。

1. 2 涌水、塌方情况

当隧道开挖至断面ZK32 + 090 的时候, 地下水涌出的形状呈现股状 ( 100 m3/ d) ; 当隧道掘进至断面ZK32 + 080时, 地下水涌出的形状呈现为淋雨状, 其涌水增量已达到200 m3/ d, 同时出现小型塌方; 断面ZK32 + 075 处, 地下水涌出的形状呈现为股状, 而后, 隧道内部的涌水量大约为2 000 m3/ d, 至今已经开挖835 m, 洞内涌水量经监测大约为2 000 m3/ d, 导致距离掌子面大约50 m范围内, 其积水的平均深度已经达到1. 5 m的范围, 进而无法继续施工;当隧道掘进到断面ZK32 + 065 的时候, 测得ZK32 + 075 ~ZK32 + 070 段的地下水涌水量为2 746 m3/ d, 地下水涌出形状呈现为股状; 当隧道开挖到断面ZK32 + 055 的时候, 测得ZK32 + 090 ~ ZK32 + 055 段地下水的涌水量为2 873 m3/d; 当隧道开挖到断面ZK32 + 045 时, ZK32 + 090 ~ ZK32 +045 段测得其地下水的涌水量为2 745 m3/ d, 地下水涌出形状仍呈现为股状。

1. 3 涌水原因分析

综合分析隧道掌子面所暴露的具体情况以及超前预报所测得的结果可得出: ZK32 + 090 至ZK32 + 045, 掌子面极其破碎, 围岩结构松散, ZK32 + 090 至ZK32 + 075, 掌子面中泥状所占面积较大, 综合分析关于其破碎带的延伸情况, 经过判断得出该段为一条断层, 正长岩为该断层带中的主要组成成分, 因多发生裂隙切割, 因此, 经常出现碎石~碎块、夹泥等结构。

2 涌水处治对策

2. 1 双层小导管超前预支护

通过超前支护来充填围岩的孔隙以及裂隙, 可以很好地对围岩进行加固, 通常选择水泥浆液进行充填, 并具有止水的作用, 由于顾及到某些隧道段的涌水量很大, 采用水泥- 水玻璃浆液的注浆材料效果更佳, 其凝胶时间更短, 具体参数见表1 所示; 超前支护一般选用 Φ42 注浆小导管, 并且每环布设67 根; 其单根导管长4. 5 m, 保证搭接长度要大于1. 0 m。

2. 2 周边注浆

1) 参数选取与设计。因为该地质条件较为复杂, 用理论方法来确定隧道围岩的注浆范围较为困难, 所以通常用经验方法来确定。地质环境对隧道影响很大, 地下水富集, 因此, 选用双层小导管, 进行断层破碎的超前支护, 将迅速提升围岩的稳定性。

因为围岩结构破碎, 要充填裂隙, 所以要选择1. 0 MPa的注浆压力, 并且选用纯压式灌浆的方式进行注浆。通常根据注浆的扩散范围来计算注浆孔的间距, 同时确定其扩散范围, 因其地质环境复杂, 确定较为困难, 因此, 通常按照经验来确定注浆孔的间距, 该隧道段的注浆孔布置如下: 环向间距1. 5 m, 同时纵向间距1. 5 m, 梅花形排列, 孔径 Φ46 孔口管为0. 5 m长的 Φ54 热轧无缝钢管, 并且注浆孔与隧道的轴线为60°, 注浆孔深为4. 5 m。

2) 注浆材料的选取。此隧道段适宜注浆。一般情况下, 选用悬浮型非药液系, 同时要起到封堵地下水的作用, 因此, 选用水泥- 水玻璃浆液 ( 即CS浆) 作为注浆材料效果较好, 其可注性好、凝胶时间较短, C∶ S = 1∶ ( 0. 4 ~ 0. 6) ( 体积比) , 水泥浆的水灰比0. 8∶ 1 ~ 1∶ 1, 采用42. 5 普通硅酸盐水泥, 水玻璃模数为2. 8, 其浓度为35 Be。

3) 注浆工艺。一般情况下选择全孔一次性注浆的方式, 但是成孔时差要分两段, 并选用前进式注浆。对一个注浆段而言, 应选用从两边到中间的注浆顺序, 施作顺序为两序隔排, 对同一排孔而言, 应按照由上到下的顺序来注浆。原设计涌水段的洞身围岩级别为Ⅲ级, 其支护类型级别为Ⅲ级支护, 因此, 为加大其稳定性要增强支护的强度。

当该段隧道产生涌水现象时, 针对涌水地段选取的处治措施主要为: (1) 增强一定的排水能力, 应迅速将洞内的积水排出洞外, 同时设置集水坑, 有利于抽入和排放; 当掌子面突显两股涌水 ( 其直径约10 cm) 时, 该隧道应该立即增加2 台口径为10 cm和6 台口径为8 cm的水泵, 沿隧道两侧布设3 道抽水管道 ( Φ150) , 同时在每根管道上增加2台增压泵 ( 功率为7. 5 k W) , 将洞内的水排出。 (2) 增加临时钢架或加强钢架脚的加固措施, 及时施作位于掌子面附近3m处的初期支护结构。 (3) 通过地质探测对掌子面前方实际情况进行了解, 在相应掌子面安插探孔, 调查清楚前方地质环境后, 按照实际情况, 制定下一步的处理措施。 (4) 要分析具体情况改变衬砌类型, ZK32 + 075 ~ ZK32 + 045 段的围岩用Ⅴ加强支护类型来代替原设计的 Ⅲ 级支护类型, ZK32 + 045 ~ ZK32 + 035 段围岩用Ⅴ加强支护类型来代替原设计的Ⅲ级支护类型, ZK32 + 035 ~ ZK32 + 025 段围岩用Ⅳ加强支护类型来代替原设计的Ⅲ级支护类型; 隧道洞身部分的衬砌类型支护参数见表2。

4) 隧道结构防水采用原设计方案。

3 塌方处治方案

塌方的主要因素是断层, 一般情况下塌方易出现在断层破碎带的这段范围内, 坍塌之后, 整个塌腔暂时稳定状态, 所以可以得出此种塌方的整治方法可参考洞内岩石类。大多采用类似“WNF”的方法来治理该段隧道塌方。

产生坍塌后, 在其表面喷射混凝土, 此措施的目的是避免洞内发生掉块现象的出现, 混凝土内部使用更多数量的I18 工字钢, 更进一步加强其强度, 因为此段隧道塌方的塌腔规模比较小, 在模注混凝土上一定部位预留孔, 在塌腔中充填C20 混凝土, 为加强排水的力度, 根据具体的情况, 在塌腔内相应的部位布设半打孔单壁波纹管, 在此之后及时浇筑二次衬砌。

要考虑围岩的具体情况来改变隧道的衬砌类型, 对于断层的影响, 具体措施为: 用 Φ42 注浆小导管代替原设计的药卷锚杆, 并保持布置间距不变, 单根长度设置为4. 5m。相应的措施如下。

1) 考虑到围岩的实际状况, 改变相应的衬砌类型, K30 + 512 ~ K30 + 522 段由 Ⅴ 加强级支护代替 Ⅳ 加强级支护, K30 + 522 ~ K30 + 592 段由Ⅴ加强级支护代替Ⅳ加强级支护, 将拱顶右侧系统锚杆用 Φ42 注浆小导管以及注浆采用水泥- 水玻璃浆液代替药卷锚。

2) 通过采用 Φ42 双层注浆小导管对隧道进行超前支护, 在设计中, 在拱顶1200 范围内布设注浆小导管, 然后可按照具体情况对其范围进行加强, 在K30 + 548 ~ K30 +592 段, 要对洞顶右侧60° ~ 120° 范围内进行支护。此范围内增设注浆采用水泥- 水玻璃浆; 双层注浆小导管, 其相应的参数亦见表1。

3) 对于K30 + 512 ~ K30 + 592 段内的塌腔, 进行支护时, 应布设厚1. 00 m的C25 防水混凝土对其进行封闭, 在混凝土内部增加间距为50 cm的I18 工字钢进行支撑, 同时在顶部留孔, 采用C20 混凝土对其空腔进行充填。

4) 位于K30 + 548 ~ K30 + 592 段内部的塌方, 范围在一定程度上较大, 因此, 在开挖后要进行周边注浆, 采用水泥- 水玻璃浆进行注浆加固。

5) 此段的开挖方法是选用预留核心土分部开挖的方式, 并且要保证其开挖长度≤1 m, 采用跳槽开挖的方式进行下台阶施工, 要及时施作二次衬砌。

4 涌水及塌方应急措施

当隧道发生涌水及塌方时, 为了确保损失能够降到最低, 应采取必要的事故应急措施, 主要的应急措施如下:

1) 一旦发生隧道涌水、塌方事故应首先向相关单位和人员报告事故等级, 同时采取应急预案措施; 涌水事故一旦发生, 涌突水处的工作人员应该立刻远离涌突水事故现场, 迅速进行自救工作。

2) 立即令施工现场作业人员全部停止施工, 撤离现场, 随后对全部作业人数进行盘查, 确认人员伤亡情况, 以及对作业人员是否处于危险状态进行确认, 同时第一时间对施工现场进行封锁, 以防止人员在危险区域受到伤害。

3) 在确认没有作业人员伤亡或没有作业人员处于危险状态后, 为了防止事故进一步扩大, 应立即明确抢险方案, 组织各部门进行抢险工作。

4) 在确认有人员伤亡情况后, 首先对伤员进行救援工作, 使伤员尽快撤离危险区域, 联系当地的医疗救护中心, 最迅速地对伤员进行最好的救护工作。

5) 在抢险方案进行过程中对围岩情况以及地下水情况随时进行观察; 坍塌事故发生时, 为了防止坍塌的再次发生, 应该同时对坍塌地段的周围进行加固措施; 涌突水事故发生时, 为了防止涌突水引起坍塌, 应该对突水点的周围地段进行加固措施。

6) 针对事故原因进行分析并对纠正措施进行制定。

5 结语

为了对该条特长隧道涌水及塌方病害发生的原因进行综合分析, 结合了实际施工过程中发生的涌水和塌方事故, 并以隧道施工期间发生的涌水、塌方事故为依托、详细勘察资料为基础, 该涌水塌方地段存在具有储存地下水的断层破碎带, 涌水量在隧道开挖后将随着时间变化逐渐衰减。并提出了针对此病害特点的有效处置措施, 取得的效果较好, 对同类型地质条件的隧道施工有借鉴价值。通过对隧道病害进行分析和处治研究, 对于存在于隧道工程建设中的问题, 有必要对超前地质预报工作进行加强、对动态施工、管理水平以及对预防隧道工程病害和安全的能力进行提高。

摘要：基于某特长隧道涌水及塌方病害案例, 分析病害发生原因, 结合经验处治方案, 对隧道病害段进行双层小导管超前支护, 加强开挖过程的周边注浆工作, 从而提高围岩的支护级别, 并且重视涌水段的排堵工作。涌水及塌方的处治方案和应急措施可进一步丰富和完善特长隧道工程病害的防治体系。

关键词：公路隧道,涌水,塌方,处治对策

参考文献

[1]胡居义, 张永兴, 欧敏, 等.重庆金山隧道左洞进口段塌方及处理措施研究[J].中国地质灾害与防治学报, 2005, 17 (3) :137-140.

[2]陶玉敬, 彭金田, 陶炳勋.隧道涌水量预测方法及其分析[J].四川建筑, 2007, 27 (6) :110-111, 114.

[3]李建军, 杨鲜明, 黄水亮.大相岭隧道涌水塌方处理技术[J].路基工程, 2010, 28 (6) :216-218.

[4]崔芳, 高永涛, 吴顺川.长人隧道涌水中水岩相互作用机理研究[J].金属矿山, 2011, 46 (1) :18-20, 36.

浅埋隧道塌方处治方法探析 第3篇

【关键词】浅埋；隧道；塌方；原因；处治

1、实例分析浅埋隧道塌方出现的原因

隧道在开挖过程中出现塌方的原因主要来自多个方面，包括地质因素、认识因素、设计因素、施工因素等。首先在地质因素的多变和不可预见是导致塌方的重要因素，由于施工地段的地质条件复杂，在施工过程中遇到围岩本身属性不稳定，结构松散以及断层、节理裂隙发育带等不良地质条件均增加了塌方出现的可能性。其次认识因素主要是指在施工人员及设计人员错误的思想观念，只为眼前利益而对于施工安全方面缺乏重视；第三是设计因素，在涉及隧道时由于前期受勘探设备和费用的限制而没有进行全面而细致的勘探，不能准确的分析地质情况，最终导致地质灾害；第四是施工因素，所采用的施工方法与地质条件不符或者违反了施工技术相关规范要求也会造成塌方。

本次探究实例隧道为双向四车道单向行车分离式隧道，出口分左右两个洞口，围岩性质属强风化、全风化花岗岩闪长岩，结构松散，呈现碎状、裂状，多为硬度较小的岩石，极易坍塌或出现冒顶等严重的灾害；还有残坡积土且土体中夹杂较多的球状中风化花岗闪长岩以及大量的孤石，这些孤石呈现无需堆积，且孤石与孤石之间的空隙和空洞均较大，稳定性较差。在开挖过程中出现了初支拱顶的大幅度下沉导致停工，由于手地下水的影响撑子面和拱脚部位的围岩土体趋于饱和，必须将水排出，但是在排水过程中流水导致流泥现象，使得地表下沉，之后在对撑子面进行封堵时拱顶出现了土体掉落，出现大面积土体坍塌，最终导致了冒顶塌陷。

2、处治方法及实施

隧道塌方处理通常要遵循“先加固、防扩展、后处理”的原则，因此针对实例隧道塌方首先要进行的就是加固，这也是处治塌方的重要步骤，故采用帷幕注浆和地表注浆的方式进行加固，具体措施如下：

2.1帷幕注浆

帷幕注浆是指将按一定配比混合的浆液注入到不良地質富水带，浆液由轴向辐射状布孔注入，随后渗透并扩散到土体的空隙中，并迅速凝固，从而使土体具有一定的强度，同时在不良地质富水带开挖轮廓线及底部形成堵水帷幕，将地下水流的通路切断，并最终达到稳固土体、切断水流的目的。具体操作程序为首先是一系列准备工作，然后根据实施注浆前的地质勘探和参数设计进行布孔和钻孔，最后将注浆管甚至孔道将进行注浆并检查注浆效果。帷幕注浆是一个循环的过程，每个循环布孔相同，注浆钻孔正面图如图1所示。根据具体情况设置孔的深度，选择合适钻头成孔和套管的管长。注浆浆液由水泥浆和水玻璃按照10：3的比例进行配比，根据施工现场的具体时间确定凝胶时间。注浆方式选择全孔一次性压入的方式，调整初始压力和最终注射压力，如果在注浆过程中出现了冒浆或者串浆要将注浆顺序改为由里向外和由上到下。注意在塌方注浆时要考虑到塌陷处的空袭较大、空洞过多的情况，常常会出现注浆无力、吃浆过大的现象，面对这种情况在注浆量达到一定程度后要暂停进行换孔注浆。

2.2地表注浆

地表注浆液的配比与帷幕注浆液的配比相同，须严格选择注浆液配比的材料，并搅拌均匀，注意要随拌随用。在注浆前首先要用清水将注浆孔冲洗干净，控制合适的压强，从孔底板用清水返压冲洗，直到冲出来的水中不含任何泥土和杂质，确保注浆孔的通常，以保证注浆的饱满和密实。在注浆的过程中要选择孔底返浆的注浆方式，控制合适的注浆压强，直到新浆液溢出孔口才可以停止注浆，且在此过程中不能随意抽拔注浆管及孔口，具体设备工作图详见图2。

帷幕注浆和地表注浆能够有效的增强隧道不良地质的稳定性，从而确保以后隧道开挖的可实施性。在完成对隧道的帷幕注浆和地表注浆后应选用三台阶七步的方法，并结合超前小导管支护进行后续的开挖，紧密衔接各项工序操作，是围岩暴露的时间缩短，以防止围岩失稳现象的发生，与此同时严密监测施工情况，加强围岩支护结构，确保隧道开凿的顺利和安全。

3、结语

专家隧道塌方处治方案 第4篇

1 塌方情况

2009年12月23日凌晨, 掌子面YK16+262拱部发生坍塌。坍塌体从坑道开挖面拱部涌出, 长度约12m, 呈锥坡状, 掌子面附近初期支护无明显变形, 喷射混凝土肉眼可看出坍塌冲击力造成的裂纹, 裂纹贯通整个支撑环, 掌子面施工的超前注浆导管部分被折弯显露出来。掌子面附近的喷射混凝土有环向裂纹, 坍塌掌子面相对应的山顶出现整体塌陷, 塌孔呈椭圆形, 最大直径8m, 深度最大8.5m。

2 塌方综合处治方案

针对隧道拱顶下沉、塌方的情况, 经过论证和分析, 处治流程如下:山顶坍塌孔、裂缝防排水处理→隧道内塌方处理→拱顶地表注浆→仰拱地基处理→置换钢拱架→山顶坍塌孔回填封闭。

2.1 山顶坍塌孔、裂缝防排水处理

沿山顶地表裂缝长度延伸方向人工清除裂缝周围的植被和表皮松土, 裂缝每侧清除2.5~3.0m范围, 用C20喷射混凝土封闭, 防止地表水渗入。距裂缝5m外挖一道30×30cm临时截水沟, 沟内喷射混凝土, 其上铺设防雨布, 防雨布的边角均用喷射混凝土封闭。

山顶塌孔内 (含侧壁) 喷射10cm厚C20混凝土, 并在周围挖好排水沟, 水沟底铺设防雨布, 塌孔上搭支架 (图1) 并覆盖防雨布 (图2) , 防雨布边角延伸至水沟位置, 以水泥砂浆将防雨布边角封闭。

2.2 隧道内塌方处理

2.2.1 掌子面、坍塌锥坡体用10cm厚C20喷射砼封闭, 稳定坍塌土体。

2.2.2 塌方掌子面拱顶打入9m的Φ89钢管 (t=4㎜) , 环向间距60cm。因塌方体松散, 无需配备钻机, 采用挖掘机斗齿顶进钢管。安装的钢管一端焊成圆锥形, 便于入孔, 管的另一端在专用的管床上加工好丝扣。为方便施工, 采用3m、6m长管节分段顶进。同时利用洞身开挖台车作为人工操作平台, 根据每根钢管的孔位, 在台车上搭设脚手架作为顶进钢管时定位之用, 为防止钢管末端被损坏, 用30cm长的Φ108钢管一端焊接钢板封闭作为套管置于Φ89钢管末端。为增强钢管的刚度和强度, 以20号水泥砂浆充填。采用液压注浆机将M20水泥砂浆注入钢管内, 初压0.5mpa~1.0mpa, 终压2mpa, 持压15min后停止压注。若未达到压力要求, 应调整砂浆稠度继续压注, 确保钢管内砂浆饱满、密实。

2.2.3 在两根Φ89钢管之间打入长6m的Φ42钢管进行超前支护, 并注浆。超前小导管安设采用挖掘机斗齿直接顶进, 挖机斗齿顶进钢管时, 为防止钢管尾端被挖掘机斗齿损坏, 用30cm长的Φ50钢管一端焊接钢板封闭作为套管置于Φ42钢管尾部。钢管顶入长度不小于钢管长度的9 0%, 并用高压风将钢管内的砂石吹出, 安装注浆机灌注浆液。

2.2.4 塌方掌子面附近的初期支护钢拱架用3.5m长的Φ42锁脚钢管加强固定, 将钢拱架两侧拱腰位置的喷射混凝土凿开, 露出工字钢面, 拱架两侧焊接1 8 工字钢临时竖向支撑 (图3、图4) , 钢支撑基础采用45cm厚碎石, 基础与竖向钢支撑间垫25a槽钢 (图5) , 竖向钢支撑之间用Φ22钢筋连接, 增加横向稳定型。

2.3 拱顶地表注浆

洞口拱顶地表进行注浆处理:注浆区域横向宽15m, 纵向10m, 拟定间距为1.5m×1.5m, 梅花形布置, 注浆采用长10m的Φ108热轧无缝钢管, 壁厚6mm, 管身四周带10mm的溢浆孔, 溢浆孔间距40cm, 孔口2m范围不开花孔。注浆液采用水泥净浆, 注浆材料选择普通水泥, 水泥选用32.5R的普通硅酸盐水泥。水泥浆水灰比为1:1, 注浆时, 配合比的选择原则:吸浆量大, 失浆严重, 注浆压力不上升的情况下采用双浆液, 其余采用单浆液, 注浆初始压力一般较小, 甚至为零, 终压可控制在1.0Mpa。考虑到裂缝部位孔隙较大, 可能遇到吃浆量很大, 注浆压力跟不上去的情况, 对此以控制注浆量为主, 一般达到1.0Mpa注浆压力后, 稳定2-3 min即可停止注浆。注浆工艺流程见图6。

2.4 仰拱地基处理

河源洞隧道洞口段仰拱地基承载力不足, 是导致隧道拱顶发生沉降, 侵入二衬的因素之一。为此对洞口段仰拱地基进行钢管注浆处理 (图10) :注浆区域横向宽12.54m, 纵向10m, 注浆管间距1.0m×1.0m, 梅花形布置, 注浆采用Φ42钢管, 管身前端切削成尖锥状, 钢管总长3.0m, 前端2.0m范围布置梅花形泄浆孔, 泄浆孔孔径8mm, 孔间距30cm。采用手持风钻钻孔, 并将φ42钢管打入孔内, 如地层松软也可用铁锤或手持风钻将钢管直接打入, 如出现堵孔, 用φ20mm钢管制作吹风管, 将吹风管缓缓插入孔中, 用高压风吹孔, 成孔后将钢管插入, 并用胶泥将管口密封。

对于打入的钢管应先冲洗管内积物, 然后注浆。注浆水灰比选用1:1、1:0.8、1:0.6三个等级。浆液由稀到浓逐渐变换, 注浆完成后立即堵塞钢管孔口, 防止浆液外流。若地下水丰富, 可采用水泥—水玻璃双液注浆

2.5 初期支护换拱处理

施作仰拱后, 拆除相应拱、墙位置初期支护, 凿除侵入土石方, 开挖时预留20cm作为预留变形量, 再重新施工初期支护。在河源洞隧道右洞出口换拱过程中, 严格进行地表、拱顶下沉、水平净空收敛三项量测。测点布置见图7。

2.5.1 布点观测

施工前, 在洞内该段初期支护钢架上布置监控量测点, 拱顶下沉观测点及净空收敛观测点按每2米一个断面进行布设, 以观测围岩及初期支护结构的变化;洞顶原地表, 每5米一个断面布设地表下沉观测点, 以观测地表沉降。周边收敛、拱顶下沉及地表下沉各项目测点尽量集中断面布设, 以便量测成果分析。

地表下沉观测点, 以隧道中线为中心, 间隔4米布共设5个测点, 从隧道换拱施工开始进行地表沉降观测, 观测频率为每天一次。

拱顶下沉观测点, 在隧道需换拱的初期支护上每三米设置一个点, 换拱施工完的初期支护上每两米设置一个点, 并且在换拱施工完6小时内用水准仪进行第一次观测, 观测频率为每天两次, 直至二衬完成后为止。

净空收敛观测点, 在拱顶下沉观测点同一断面设置, 仪器采用高精度收敛仪, 观测频率同拱顶下沉观测。

2.5.2 测量数据分析

通过对量测结果整理与分析, 及时安排置换钢拱架的时间, 是控制隧道下沉, 保证隧道施工安全与净空的重要一环。根据监控量测单位提供离塌方最近测点YK16+250的数据, 经过整理分析, 该桩号测点的洞内收敛、拱顶沉降、地表下沉数据与时间的曲线关系图见图8、图9、图10。

从上述洞内收敛、拱顶沉降、地表下沉数据与时间的曲线关系图可以看出, 变形曲线在2009年12月23日至2010年1月2日这段时间收敛和沉降由大逐渐变小, 速率变化均匀, 截止2010年1月3日, 变形曲线明显趋于平缓, 表明围岩向稳定方向发展, 则说明隧道变形基本处于稳定状态, 换拱架的工作可以开始。

2.5.3 置换钢拱架

置换钢拱架之前, 首先应将隧道仰拱施作完, 并对初期支护钢拱架施做临时支撑, 即利用换拱台车每间隔一榀对初期支护钢架连接处采用20工字钢架设临时竖撑、横撑, 横竖撑间采用Φ22钢筋连接, 以免在换拱过程中相临拱架受力过大而失稳。

置换顺序:利用换拱台车从大里程逐环进行, 对每环的拱架置换应遵循先墙后拱的原则, 且每次只能开挖一榀;侵入二衬的土方主要以人工利用风镐开挖为主, 严禁采用爆破作业, 尽量减少对围岩的扰动, 开挖预留量20cm。

开挖前要将制作好的Ⅰ20钢架及钢筋网运至现场, 喷浆机等设备调试好, 开挖拆除原初期支护钢架完成后立即对岩面进行初喷, 架设新钢架, 安装Φ42注浆锁脚导管, 将注浆锁脚导管和钢架焊接固定, 并铺钢筋网片, 完成后立即进行C20喷砼作业, 待喷砼强度达到设计强度后方可进行下一循环开挖。对已换拱段, 及时分段施工二次衬砌。

2.5.4 换拱安全控制措施

现场施工时间专职安全人员在场监视围岩变化, 用哨声通知作业人员撤离, 在换拱台架的前后各堆放沙堆, 在极度危险的情况下, 人员可以跳到沙堆上迅速撤离。

施工期间, 现场施工负责人会同技术人员对各部支护进行定期检查。当发现量测数据有突变或异变时, 立即通知现场负责人, 采取应急措施或通知施工人员撤离危险地段。

对换拱段的地表水系进行疏通, 保证地表没有积水, 在降雨的过程中雨水可以尽快的排走, 如地表出现裂缝, 对地表的裂缝灌注水泥浆封闭, 防止有水从裂缝渗入, 对地表裂缝每天进行观察, 一发现有新的情况, 立即采取措施, 根据裂缝的大小, 现场施工的情况, 监控量测资料综合进行分析, 在分析的结果出来后决定是否施工还是采取措施加固。

2.6 山顶塌孔回填及封闭

塌孔段二衬混凝土浇筑完待强度满足设计要求后, 山顶塌孔采用不透水土分层回填, 以小型夯实机具夯实, 厚度以夯实厚度不超过30cm, 回填标高应高出原地面, 再浇注18cm厚C25防水混凝土封顶, 封顶范围较塌孔尺寸大2m。

结语

河源洞隧道右洞出口浅埋偏压段塌方的综合处治历经一个多月, 经过采取综合处治措施之后, 该处通过对洞顶塌方处地表沉降、洞内拱顶下沉以及收敛观测, 均未发现产生大量的沉降和收敛。实践表明该处综合处理技术能够有效处治隧道浅埋偏压段超沉、塌方等问题。

摘要：本文以湖南省汝城 (赣湘界) 至郴州高速公路河源洞隧道为背景, 分析了浅埋偏压段隧道坍塌的机理, 提出了具有针对性的综合处治方案, 且给出了施工浅埋偏压段隧道施工时的注意事项及预防坍塌的办法, 为类似的隧道工程施工提供了参考。

关键词：隧道工程,浅埋偏压,塌方,综合处治,预防

参考文献

[1]JTG F60-2009, 公路隧道施工技术规范[S].人民交通出版社.

[2]长沙理工大学公路工程试验检测中心.隧道监控量测周报、月报[J].

[3]GB50086-2001, 锚杆喷射混凝土支护技术规范[S].中国计划出版社.

[4]JTG H12-2003, 公路隧道养护技术规范[S].人民交通出版社.

隧洞塌方成因分析及处治方案设计 第5篇

摘要：在隧洞施工中，造成塌方的因素很多很复杂，不良的地质条件、施工不当、天气水文的影响、认识因素等因素都有可能造成隧洞塌方的原因，不同项目的水工隧洞，由于所处地域不同，工程地质条件、围岩类别、地下水等差别很大，针对具体塌方问题采取针对性的处理措施是解决隧洞塌方的有效处理方法。本文分析了隧洞塌方产生的原因，提出了针对性的解决方案，为类似的工程事故的处理提供了借鉴的经验。

关键词：隧洞塌方；成因分析；处理方案

1.隧道塌方的原因

1.1不良的地质条件

不良的地质条件指的是施工的隧洞洞身地质较差，围岩的自我稳定能力较差，在施工还没开始之前或是还未进行维护支撑工作的时候，隧洞洞身就发生了坍塌和破坏。地下水的影响，在不同的地域区别很大。如果地下水的腐蚀性过强，对于地质结构的影响会很大。不仅如此，如果施工的区域处于断层褶皱或是其他地形复杂的区域，在施工的过程中也会有很多的不可预见性，那么施工将会变得极为艰难。

1.2施工不当

隧洞坍塌的另一个原因就是施工不当，造成施工不当的因素有可能是对地质勘查的不准确，未对地质的不良因素做出正确的预估和分析。例如在围岩的分级或是需要挖进的循环进尺不能进行正确的评估和最终敲定，导致在施工过程中的失败。还有就是对地下水的分析过程中未能够正确得出结果，对地质的勘测和评估出现了差错，也容易导致施工的不恰当。除了上述这些导致施工不当的原因外，在施工过程中也有不恰当的作用直接导致了隧洞的坍塌。施工过程中爆破失败，会直接导致隧洞的坍塌，这是由于围岩的应力过于集中。又或者是在施工过程中没有按照要求和图纸来进行施工，这种低级的施工不当也会导致隧洞的坍塌。

1.3天气水文的影响

天气气候和水文条件都会对施工造成一定的影响，例如选择施工的区域在天气上经常会阴晴不定，这样对施工也会造成不小的影響，如果在施工的过程中，天降暴雨，强大的暴雨冲刷，极容易产生山体的坍塌和泥石流等情况发生。不仅带来了坍塌的风险，同时也对施工工人构成了生命威胁。其次就是水文对地质的影响，地下水在施工勘察的工作中是中心，地下水分析是地质勘察的基础，因为地下水的成分对地质会产生一定的影响，例如，地下水含有酸性离子或是酸性气体的存在就会具有腐蚀性，无论是对建筑材料还是土质结构都会有一定的影响。

1.4认识因素

认识因素指的是施工队对地质勘察不够，技术水平不够先进等因素。由于在对施工的认识不清，导致了施工失败，隧洞坍塌的情况也时有发生，所以针对这种认识不足的原因，应该运用科学来予以解决。

2.针对隧洞塌方的治理措施

2.1小型塌方

小型塌方是指小规模的坍塌，对于这种情况，首先要对塌方的顶部进行支撑和加固，然后再派专业人员进洞视察，确定原因之后，在保证绝对安全的情况下派遣清理小组进洞进行清理工作。

2.2大中型塌方

对于大中型塌方，最首要的就是对塌方的部位的两端进行支撑加固，避免塌方的继续扩大。同时采用插板法进行支撑后，在其保护作用下进洞，实行边挖边垒砌的方法。

2.3塌方伴随涌水突泥

塌方伴随涌水突泥这种情况，其实施修补工程时难度更大，危险系数更高。首先要保证施工人员和技术人员的生命安全。对塌方导致的涌水突泥，要注重注浆封堵引排水这几个要点。在涌水突泥情况的发生之前要将人员撤离到安全地段，在相应的地段进行支撑加固。

3洞挖塌方治理实例

3.1洞挖塌方经过

某洞挖至8+120m桩号时，岩石由Ⅲ类围岩转变为Ⅳ类围岩。改变洞挖方式，由Ⅲ类围岩的每一循环进尺2m改为每一循环进尺0.8m，支护方式为槽钢[20成拱，间隔0.8m，挂网喷C25砼，拱顶半圆部分锚入钢筋Φ25，L=2.50m，间距@=20cm，在洞挖施工到第5次循环，桩号为8+116.80m～8+116.00m时，在出碴接近结束时，发现开挖工作面的左半边顶部有拇指大的水流从裂缝中涌出，且水流不断地增多。当班组长停止出碴工作，提前组织支护，但支护刚开始，水孔裂缝变大，伴随有泥浆涌出，已经无法再进行支护工作，工人撤出工作面后半小时，洞顶发生管涌塌方，流沙堆积到第三道防护碴堆，塌方体约250m?泥沙。

3.2洞挖塌方的原因

洞挖进入F5断层带，F5断层是上、下游两座山体的交接处，洞顶覆盖层只有35.00m，岩石破碎，洞挖已经破坏裂隙的原有结构，并已击穿水带。经过几天观测，水流流量保持在6～7m?/h左右，泥沙渗出在半小时左右涌出一次。山坡底部表面发生凹陷，经测量，在洞挖工作面的左上部山体，应该是洞内塌方影响到地表的塌陷。

3.3处理方案

3.3.1方案一

沿山体修一条500多米的交通便道运送地质钻机到塌陷处钻孔，钻孔深30m～35m，钻孔数6～9孔。之后对塌陷处灌压水泥浆，发现空腔则浇筑砂浆或者砼。待塌体固结稳定后，洞内洞挖按塌方体开挖方式恢复施工。 该方案需要的处理时间较长，修路、钻孔、灌浆（砼）工作预计需时25天左右。且灌浆（砼）工作量大，钻机在工作时，塌体不安全，随时有新坍塌发生。

3.3.2方案二

人工配合ZL50装载机清除部分流沙，在塌方体的工作面上，人工用风镐清挖塌方部分，清空到半圆（2.25m）后，先干喷素C25砼5cm后立拱稳固塌方体，挂网喷C25砼15cm，孔顶塌方形成的空腔用块石砼填满。12h后，对工作面倒数第一排拱架处的管棚补充钻孔，完成拱顶半圆管棚的布设，同时对原先塌方处的悬空管棚及注浆不达要求的灌浆孔补充注浆。补充灌浆完成12h后，清除流沙体，完成洞体下半部分支护。同时对渗水处埋φ50塑料管引流集中排水。 工作面恢复工作后，按Ⅴ类围岩的开挖支护方式进行洞挖作业，单循环进迟控制在0.5m，且每间隔一榀拱架（1.0m），必须用φ40，L=2.50m的超前管棚灌浆固结洞体围岩，直到通过F5断层带。经评估，采用该方案。

3.4措施

洞外人工在地面塌陷处周边进行引、排水防护，防止山体水流入坍塌坑。洞内流沙体表面摊辅木板，用人工沿左侧洞壁耙一条排水沟，集中排水；用长度L=1.5m，φ40铁管，人工打入流沙体，铁管周边钻5mm孔，孔距50cm，梅花形布置；利用灌浆机注入水灰比为0.8的水泥浆，水泥浆按5%比例加入水玻璃；灌浆顺序由高处向低处。第一次灌浆完成后，等待1小时进行第二次补灌，灌浆以流沙面有水泥浆冒浆为标准停止灌浆；流砂基层处理后，约10小时，施工人员站在流沙面不会下陷后，在距塌方工作面2.40m和0.80m的拱架顶钻孔施工管棚。管棚仰角在30°左右，钻孔设备使用YT-28型气腿钻机。钻孔完成后用钻机送入周边梅花型钻孔的φ40钢管，管尾2.0m部分不鉆孔，管头制成尖头形状；向钢管注入水灰比为0.6～0.5的水泥浆.水泥浆中加入5%的水玻璃。灌浆分两次进行，灌浆机设置的压力值第一次为1个大气压，第二次为1.5个大气压。每次由低处向高处灌，注灌孔以洞边冒浆或邻近周边孔冒浆或连续灌浆15分钟，灌孔吃浆没变化的，或已达设定的压力的灌孔，停止灌浆。第二次补灌在第一次灌注后5h进行；灌浆作业完成24h后，原本多处渗水的工作面，水流处水流明显减小，流沙停止涌出，水流变清水，证明洞内的塌方体已经得到有效控制。

4.总结

通过本文对隧洞坍塌的讨论研究，我们对其又有了进一步的了解。在隧洞的施工中，坍塌的危险存在很大风险。通过对隧洞坍塌的原因进行分析，我们对掌握隧洞坍塌的治理工作更加清晰。在应对隧洞坍塌的情况，首先要对坍塌的形成原因作出分析，其次是针对这些原因对隧洞进行修补工作，在保障人身安全的情况下，对隧洞进行修补工作。隧洞塌方的研究工作对日后的隧洞施工工作有着巨大的帮助，在科学越来越发达的现代，会有越来越多先进的技术和方法来帮助解决隧洞坍塌的问题，这对于建筑行业来说是一个里程碑。

参考文献：

[1]胡建春. 长河水电站引水隧洞塌方处理方案探讨[J]. 科技通报，2013，02：112-114.

[2]唐林刚. 浅谈水利工程隧洞塌方处理[J]. 低碳世界，2013，22：105-106.