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    小議隧道坍塌及經驗補救

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    小議隧道坍塌及經驗補救

    1隧道進口正洞某處塌方處理

    1.1工程地質及支護情況

    D2K111+084~+140段地質及支護情況:該段設計為Ⅲ級圍巖,巖性為褐紅色安山玄武巖,支護類型為B段(大跨段)Ⅲ級復合式襯砌。初期支護參數為拱墻10cm厚C25噴射混凝土,拱部25cm×25cmф6鋼筋網,拱部環×縱間距1.2m×1.5m長3m的錨桿,加強支護為縱向間距1.5m的拱部鋼帶。開挖至D2K111+090時,揭示圍巖變差,節理裂隙發育,杏仁狀結構,塊狀構造,杏仁多為石英、方解石,巖體較破碎,拱部右側有股狀地下水流出,流速約1L/s,圍巖膠結及穩定性較差。四方查看后決定圍巖變更為IV級圍巖,采用B段IV級復合式襯砌,設置拱墻格柵鋼架及拱部超前小導管加強支護,鋼架間距0.8m/榀?,F場實際施工采用的鋼架為I14鋼架。

    1.2塌方情況

    2010年6月23日晚20點D2K111+107~+110段準備安裝拱架時,右側拱部出現掉塊,現場技術人員立即通知現場施工人員撤離,20點55分左右,右側拱部慢慢開始坍塌并連帶掌子面右側坍塌。人員撤離后在準備將開挖臺車用鏟車拖出時,晚上21點23分拱部右側瞬間發生垮塌,將開挖臺車掩埋,直至晚上22點時所有人員撤離時,左側拱部仍然有巨石滾出,塌方總量約60m3~70m3。6月24日早10點時,右側拱部已經基本穩定,現場查看,塌方石方量約80m3,其中最大粒徑石塊直徑達1m~1.5m。10點以后有零碎孤石滾出,下午17點40分左右,右側再次出現的大的坍塌,砸壞四榀拱架,此事塌方量增加至約100m3。6月25日8點30分,再次出現大的塌方,砸壞3榀拱架,之后有零星石頭塌出。截止6月26日上午11點,塌方基本穩定,塌方已導致7榀拱架被砸壞,塌方量約400m3~500m3。

    2原因分析

    地質原因該段圍巖為安山玄武巖,位于地質蝕變帶,巖體擠壓破碎,“X”型剪切節理發育,穿透性好,巖體被切割呈獨立塊狀,無聯接性,自穩性差,層間多有泥狀物充填,巖石之間無粘結力,巖石在自重和層間泥水的潤滑作用下形成塌方。施工原因開挖進尺過大,現場實際開挖進尺達3m,且未施工超前小導管,由于該段位于大跨段,就給塌方造成了塌方空間;臺階過長,施工時上臺階長度為45m。塌方穩定后對塌方堆積體進行反壓,并修整形成臺階,為下一步施工創造工作面。采用噴射混凝土封閉塌方堆積體。D2K111+093-+103段未破壞的初支鋼架采用小導管進行加固,小導管環向間距1.2m/根,長度4m,和鋼架相連。對D2K111+093-+103段初支采用I20型鋼鋼架臨時支撐進行加固處理,防止塌方進一步向已初支段發展。每兩榀初支鋼架設置一榀豎向支撐,臨時支撐。對D2K111+093-+103段初支采用長4m的Ф42錨管進行徑向注漿加固,錨管間距1.2m×1.2m,梅花型布置;漿液采用水泥砂漿,注漿終壓控制在4MPa~5MPa。注漿過程中加強監控量測和觀察裂縫發展及臨時支撐變形情況,如有異常,立即停止注漿,穩定后再進行注漿。鉆孔驗證注漿效果,效果達到要求后進行下一步管棚施工,不滿足要求時進行補強注漿施工。注漿加固效果滿足要求后,逐榀拆除臨時支撐。施工D2K111+103-+133段長30m的Ф89注漿大管棚,管棚環向間距0.4m。管棚注漿完成后,對堆積體進行開挖施工,開挖采取臺階預留核心土法施工,對原損壞的鋼拱架進行逐榀拆換,安全通過塌方段。

    3經驗總結

    本次塌方自塌方發生到處理結束共耗時70d(塌方后更換施工隊伍),可見塌方的損失是非常大的。碰到這種“X”型剪切節理發育、穿透性好、巖體被切割呈獨立塊狀、無聯接性的圍巖時,從監控量測的結果看很難反映出變形情況,其發生塌方往往是瞬間的,一塊圍巖的滑塌馬上可以引起連鎖反應,形成塌方。而這種圍巖看起來又給人非常好的感覺,這正是塌方往往發生在III級圍巖段落的原因。因此碰到這種圍巖時,開挖進尺控制在0.8m~1.0m,同時設置6m~8m的超前長錨桿,將獨立的塊狀巖體串聯起來形成“糖葫蘆效應”,增強圍巖的整體穩定性。對于這種圍巖,當已開挖段設計只采用錨噴支護,無鋼架加強支護時,在施工過程可采用2~3根并排焊接形成的Ф22鋼筋束進行加強支護,使其在發生塌方前的變形在初支面能夠反應出來,以便在塌方發生前及時采取加強支護措施。

    作者:劉厚美單位:新疆建設兵團

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