隧道塌方处理方案探讨

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1、隧道塌方处理方案探讨李自夺（河北建设集团有限公司路桥分公司）摘要通过张石高速涞源至涞水段太平梁和塔崖驿隧道发生的塌方案例，总结塌方处理方案，为隧道工程塌方处理提供借鉴经验。关键词隧道塌方处理1隧道塌方简介及处理方案重要性1.1隧道塌方定义理解隧道工程在开挖进尺过程中遇到围岩出现断层、破碎带、溶洞、涌水、流砂等围岩结构变化，未采取预支护措施、施工不及时或施工质量差等原因，造成围岩失稳，形成滑塌，出现隧道塌方。1.2隧道塌方形成原因1.2.1在风化、破碎围岩或穿越断层且地下水丰富段落，未提前采取超前辅助措施，爆破开挖后围岩坍塌。1.2.2未进行超前地质预报工作

2、，或预报内容偏差较大，对前方实际存在的断层、涌水等易滑坍岩层未起到预防作用。1.2.3超前支护搭接长度不足、有效长度短、注浆不饱满等超前支护施工不规范。1.2.4掌子面后方已支护段落有隐性滑动面，在前方掌子面爆破震动后导致后方滑落塌方。此类情况主要发生在未设计钢支撑的II、III级围岩，正常锚喷支护后，表面未发现有滑层，但在前方爆破震动后，使后方隐性滑层坍塌。1.2.5施工开挖方法不正确，如应采用“上下台阶开挖”，而实际采用“全断面开挖”等。1.3科学、合理及切实可行塌方处理方案的重要性在隧道工程施工中，受地质构造变化、地下水发育及其它原因，出现塌方频率很

3、高。塌方后造成隧道工作面停工，少则几日，多则数月，人员窝工、设备闲置；且增加塌方处理费用；危及施工安全。因此，选择一个安全、经济、高效的塌方处理方案至关重要。2小塌方处理方案塌方高度＜3m，或塌方体积＜30m3的塌方称为小塌方，小塌方多出现在围岩较差的IV、V级围岩局部岩石独立发育，与周边岩石未连接成整体，或独立岩块周边为强风化破碎岩地段。小型塌方在保证安全的前提下，要采取简单、快速的方法进行处理，具体方案介绍如下：2.1观察塌方稳定后，对塌穴表面进行喷射C25混凝土，厚度10cm，进行封闭处理；2.2以钢支撑强支护，钢支撑可以采用型号不低于16#的钢格栅

4、或工字钢拱架，钢支撑间距不大于1.0米；2.3钢支撑架立后，喷射C25号混凝土，先把钢支撑厚度范围内喷满，然后自钢支撑侧面向塌穴空洞内喷射同标号混凝土，直至喷满为止。2.4此塌方处理完毕，向前进尺，短距离内要遵循“短进尺、弱爆破”，减少对塌方体的扰动，避免二次塌方的出现。3中塌方处理方案塌方高度3~6m，或塌方体积30~100m3的塌方称为中塌方，中塌方多为正“八”型节理发育或滑层带、断层等不良地质条件下形成，塌方后短期内塌穴能处于稳定，塌体下方组织施工较为安全，具体方案介绍如下：2.1待塌方稳定后，对塌穴表面进行喷射C25混凝土，厚度10cm，以封闭加固

5、；2.2及时施作钢支撑，钢支撑可以采用型号不低于18#的工字钢拱架，钢支撑间距不大于0.75米；钢支撑架立完毕后，把钢支撑厚度范围内喷射C25混凝土。2.3在初支内预埋混凝土注浆管，注浆管至少留2根以上，保证其中一根注浆管顶部伸至塌穴空洞上部，注浆管底部与钢拱架焊接。2.4使用混凝土输送泵经预埋注浆管向塌穴空洞内注C25混凝土，应分层进行，分层厚度控制在1米左右，待下一层混凝土形成一定强度后方可浇筑上一层混凝土，以底层混凝土作为承载体，支撑上部荷载。分层浇筑，直至混凝土注不进为止，此时塌穴空洞基本注满。4大塌方处理方案塌方高度＞6m，或塌方体积＞100m3

6、的塌方称为大塌方，多发生于隧道通过浅埋、岩溶流泥、自稳性较差的软弱破碎地层、断层破碎带以及大面积淋水或涌水地段出现的塌方。此类塌方危险程度高、处理难度大、时间长，需根据不同的地质、塌穴稳定情况及塌穴规模，分别采取不同的处理方案，下面结合张石高速两起隧道大塌方案例，进行处理方案的分析、总结。4.1塔崖驿隧道右幅塌方4.1.1塌方概述塔崖驿隧道右洞按照II级围岩上台阶开挖施工至距洞口316米处（桩号RK61+531），钻爆法施工爆破后，掌子面前方9米（RK66+531~+540）范围拱部及左侧边墙部位出现塌方，塌方高度达20多米，塌方量约3000m3，塌方为岩

7、层节理交汇处出现滑层所造成，塌方岩石呈红色，岩石表面风化、有夹杂物。塌穴内出现较大的空洞，且不间断向下坍塌，且石块粒径较大，人员在下方施工没有安全保证，下附塌方现场照4.1.1。4.1.1塔崖驿隧道右幅塌方现场照4.1.2塌方处理方案4.1.2.1封闭塌方表面用C25喷射混凝土对掌子面及塌穴表面进行喷射混凝土，封闭加固。喷射混凝土厚度控制10cm以上，对塌穴内喷射混凝土可以采用挖掘机斗捆绑喷锚管或喷锚管绑于钢管人工高举等方法进行喷射混凝土。4.1.2.2加固后方自塌方起点位置（RK66+531）向后方加固3米，加固采用立设18#工字钢拱架，立设7榀，间距5

8、0cm。锁脚锚杆采用Φ50×5mm注浆小导管，长度4米，每榀工字钢