小議隧道損害的分析與整治方法

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1坍塌經過

2013年4月9日00：10分，掌子面出完渣后，施工人員發現拱頂處掉渣掉塊，立即組織人員及設備撤出掌子面，約10分鐘后拱頂產生大面積坍塌，超前小導管被拉出巖面，坍塌深度約5m。坍塌體為土夾石松散堆積體，夾雜大塊孤石。K38+652～K38+650立好的2m（4榀）鋼拱架被大塊孤石沖擊變形。

2地質描述

原設計隧道埋深18～20m，圍巖為第四系塊石、碎石夾少量土層，機構較松散，地表坡角30°～40°，圍巖穩定性差。該段成硐條件差，易產生塌頂。根據坍塌后現場塌落體分析為土夾石松散堆積體，夾雜大塊孤石，有軟弱夾層和滑移面，與設計不符。

3坍塌原因分析

隧道掌子面位于淺埋、偏壓、土夾石松散堆積體內，且有大塊孤石，有軟弱夾層和滑移面，坍塌處圍巖松散，粘結力和自穩能力極差，拱部松散的土石全部滑坍造成坍塌，也使后方施工完畢的初期支護遭到破壞。

4坍塌處理方案

復噴混凝土5cm，以抑制圍巖變位。K38+650～+660未坍塌段的處理，未坍塌段10m范圍內沿徑向全斷面打設內徑φ42小導管（壁厚4mm），對圍巖進行壓漿處理，讓松散圍巖粘結成整體，增加環向圍巖拱形穩定性，防止在清除塌方體時因側壓力導致該段初期支護失穩再次發生塌方。要求導管長度4m，間距1(縱)×1m（環）。注漿固結完畢后，對K38+652～K38+650被大塊孤石沖擊變形立好的2m（4榀）鋼拱架進行拆除換拱，并按設計要求打設鎖腳錨桿和初期支護系統錨桿。對掌子面坍塌下來的松散堆積體采用φ42小導管進行注漿固結，使上臺階形成核心土，保證掌子面的穩定。K38+650～K38+640坍塌段處理。a、從未坍塌段K38+650處向坍塌段K38+650～K38+640打設雙排φ42超前小導管，布設范圍：拱部180°，小導管長度4.5m，搭接長度不小于2m，并注漿。采用人工風鎬環向開挖預留核心土法施工。環向開挖時，要邊清渣邊噴射砼封閉，防止虛渣滲漏造成小的坍塌。b、架立I18鋼拱架（每循環進尺不大于50cm，開挖面盡量小，能支立鋼拱架即可），鋼拱架拱腳處各打設4根φ42鎖腳錨管，長度4m，并注水灰比1:1水泥漿。鋼拱架縱向連接采用φ22鋼筋，環向間距1m，與鋼拱架焊接。采用Φ8單層鋼筋網片，網格間距20×20cm。打設系統砂漿錨桿，長度6m，縱距0.5m，環距0.8m，每根系統砂漿錨桿要求與鋼拱架焊接牢固。在通過坍塌段過程中，在K38+650～K38+640拱頂處埋設3根φ150mm鋼管，深入坍塌空腔內部。在K38+650～K38+640坍塌段拱頂埋設8根φ50注漿管，深入坍塌空腔內部。通過坍塌段后，埋設φ150mm鋼管對塌方空腔內壓入C25砼封閉缺口，空腔內壓入的砼厚度約為1.5～2m，砼在空腔內自流找平，形成整體保護層。壓入的砼達到終凝時間12小時后，通過埋設的φ50注漿管對塌方空腔進行注漿填充、固結處理。

5施工質量控制措施及預防措施

每次開挖進尺能支立1榀鋼拱架即可。出現小的坍塌后，及時對裸露巖面噴射C20砼進行封閉。加強監控量測。隧道埋深18～20m，在處理坍塌期間，每1次/2小時的頻率觀測地表沉降。隧道內洞頂沉降觀測點及收斂點在塌方地段加密，每1次/2小時的頻率觀測洞頂沉降和收斂。洞內監控量測及地表觀測如有異常，值班人員鳴哨，洞內施工人員迅速撤離。施工時，應設專人負責統一指揮，施工現場嚴禁閑雜人員隨便出入，洞內施工時必須設專職安全員加強觀察，一旦出現險情立即組織人員撤離；加強施工作業面照明設施，避免因燈光較暗，造成安全隱患；在施工作業中，隨時注意頭頂是否有不穩定碎石，如有發現應及時處理，避免發生掉塊砸傷施工人員的情況發生；在進行注漿作業時，要有專人負責，隨時監控注漿壓力和注漿量，同時設專人觀察四周變形情況，并根據量測數據隨時調整注漿壓力，防止因注漿壓力過大，造成變形加劇，造成危險；嚴格控制鋼拱架支護尺寸，嚴格按照圖紙進行施工；鋼架接頭處是受力的薄弱環節，做好鋼架聯接及鎖腳錨管（桿）的施做；本段圍巖結構松散破碎，應按照圖紙及規范要求，初支應及早封閉成環，盡快施做仰拱及二襯，以確保施工人員、機械安全。

6結語

等坍塌處基本穩定后，對坍塌空腔進行噴射砼封閉；然后對未坍塌段進行加固；對坍塌空腔內壓入砼。最后再按照管超前，人工風鎬環向預留核心土法開挖，短進尺，強支護，勤量測的原則通過坍塌段。為以后公路隧道坍塌處理提供了經驗。

作者：李榮軍單位：中鐵一局集團第二工程有限公司