小議隧道坍塌及經(jīng)驗(yàn)補(bǔ)救
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1隧道進(jìn)口正洞某處塌方處理
1.1工程地質(zhì)及支護(hù)情況
D2K111+084～+140段地質(zhì)及支護(hù)情況：該段設(shè)計(jì)為Ⅲ級(jí)圍巖，巖性為褐紅色安山玄武巖，支護(hù)類型為B段（大跨段）Ⅲ級(jí)復(fù)合式襯砌。初期支護(hù)參數(shù)為拱墻10cm厚C25噴射混凝土，拱部25cm×25cmф6鋼筋網(wǎng)，拱部環(huán)×縱間距1.2m×1.5m長(zhǎng)3m的錨桿，加強(qiáng)支護(hù)為縱向間距1.5m的拱部鋼帶。開(kāi)挖至D2K111+090時(shí)，揭示圍巖變差，節(jié)理裂隙發(fā)育，杏仁狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，杏仁多為石英、方解石，巖體較破碎，拱部右側(cè)有股狀地下水流出，流速約1L/s，圍巖膠結(jié)及穩(wěn)定性較差。四方查看后決定圍巖變更為IV級(jí)圍巖，采用B段IV級(jí)復(fù)合式襯砌，設(shè)置拱墻格柵鋼架及拱部超前小導(dǎo)管加強(qiáng)支護(hù)，鋼架間距0.8m/榀。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(diǎn)D2K111+107～+110段準(zhǔn)備安裝拱架時(shí)，右側(cè)拱部出現(xiàn)掉塊，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員立即通知現(xiàn)場(chǎng)施工人員撤離，20點(diǎn)55分左右，右側(cè)拱部慢慢開(kāi)始坍塌并連帶掌子面右側(cè)坍塌。人員撤離后在準(zhǔn)備將開(kāi)挖臺(tái)車用鏟車拖出時(shí)，晚上21點(diǎn)23分拱部右側(cè)瞬間發(fā)生垮塌，將開(kāi)挖臺(tái)車掩埋，直至晚上22點(diǎn)時(shí)所有人員撤離時(shí)，左側(cè)拱部仍然有巨石滾出，塌方總量約60m3~70m3。6月24日早10點(diǎn)時(shí)，右側(cè)拱部已經(jīng)基本穩(wěn)定，現(xiàn)場(chǎng)查看，塌方石方量約80m3，其中最大粒徑石塊直徑達(dá)1m～1.5m。10點(diǎn)以后有零碎孤石滾出，下午17點(diǎn)40分左右，右側(cè)再次出現(xiàn)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(diǎn)30分，再次出現(xiàn)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(diǎn)，塌方基本穩(wěn)定，塌方已導(dǎo)致7榀拱架被砸壞，塌方量約400m3～500m3。
2原因分析
地質(zhì)原因該段圍巖為安山玄武巖，位于地質(zhì)蝕變帶，巖體擠壓破碎，“X”型剪切節(jié)理發(fā)育，穿透性好，巖體被切割呈獨(dú)立塊狀，無(wú)聯(lián)接性，自穩(wěn)性差，層間多有泥狀物充填，巖石之間無(wú)粘結(jié)力，巖石在自重和層間泥水的潤(rùn)滑作用下形成塌方。施工原因開(kāi)挖進(jìn)尺過(guò)大，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際開(kāi)挖進(jìn)尺達(dá)3m，且未施工超前小導(dǎo)管，由于該段位于大跨段，就給塌方造成了塌方空間；臺(tái)階過(guò)長(zhǎng)，施工時(shí)上臺(tái)階長(zhǎng)度為45m。塌方穩(wěn)定后對(duì)塌方堆積體進(jìn)行反壓，并修整形成臺(tái)階，為下一步施工創(chuàng)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(dǎo)管進(jìn)行加固，小導(dǎo)管環(huán)向間距1.2m/根，長(zhǎng)度4m，和鋼架相連。對(duì)D2K111+093-+103段初支采用I20型鋼鋼架臨時(shí)支撐進(jìn)行加固處理，防止塌方進(jìn)一步向已初支段發(fā)展。每?jī)砷踔т摷茉O(shè)置一榀豎向支撐，臨時(shí)支撐。對(duì)D2K111+093-+103段初支采用長(zhǎng)4m的Ф42錨管進(jìn)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(guò)程中加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)和觀察裂縫發(fā)展及臨時(shí)支撐變形情況，如有異常，立即停止注漿，穩(wěn)定后再進(jìn)行注漿。鉆孔驗(yàn)證注漿效果，效果達(dá)到要求后進(jìn)行下一步管棚施工，不滿足要求時(shí)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)注漿施工。注漿加固效果滿足要求后，逐榀拆除臨時(shí)支撐。施工D2K111+103-+133段長(zhǎng)30m的Ф89注漿大管棚，管棚環(huán)向間距0.4m。管棚注漿完成后，對(duì)堆積體進(jìn)行開(kāi)挖施工，開(kāi)挖采取臺(tái)階預(yù)留核心土法施工，對(duì)原損壞的鋼拱架進(jìn)行逐榀拆換，安全通過(guò)塌方段。
3經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
本次塌方自塌方發(fā)生到處理結(jié)束共耗時(shí)70d（塌方后更換施工隊(duì)伍），可見(jiàn)塌方的損失是非常大的。碰到這種“X”型剪切節(jié)理發(fā)育、穿透性好、巖體被切割呈獨(dú)立塊狀、無(wú)聯(lián)接性的圍巖時(shí)，從監(jiān)控量測(cè)的結(jié)果看很難反映出變形情況，其發(fā)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(yīng)，形成塌方。而這種圍巖看起來(lái)又給人非常好的感覺(jué)，這正是塌方往往發(fā)生在III級(jí)圍巖段落的原因。因此碰到這種圍巖時(shí)，開(kāi)挖進(jìn)尺控制在0.8m~1.0m，同時(shí)設(shè)置6m~8m的超前長(zhǎng)錨桿，將獨(dú)立的塊狀巖體串聯(lián)起來(lái)形成“糖葫蘆效應(yīng)”，增強(qiáng)圍巖的整體穩(wěn)定性。對(duì)于這種圍巖，當(dāng)已開(kāi)挖段設(shè)計(jì)只采用錨噴支護(hù)，無(wú)鋼架加強(qiáng)支護(hù)時(shí)，在施工過(guò)程可采用2～3根并排焊接形成的Ф22鋼筋束進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，使其在發(fā)生塌方前的變形在初支面能夠反應(yīng)出來(lái)，以便在塌方發(fā)生前及時(shí)采取加強(qiáng)支護(hù)措施。
作者：劉厚美單位：新疆建設(shè)兵團(tuán)
