探讨高速公路隧道坍方救生方案及处治措施论文

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1、探讨高速公路隧道坍方救生方案及处治措施论文.freel，右线隧道长：2510m，双车道单向行车。右线隧道出口段围岩为弱风比－微风比花岗岩，节理比较发育，钻探所取岩芯以长柱状为主，局部为短柱状，呈块(石)碎(石)镶嵌结构。设计为Ⅲ级围岩；右线隧道中间段为微风比－新鲜花岗岩，结理稍发育，岩芯以长柱状为主，呈大块状砂体结构，设计为Ⅱ级围岩。2某隧道坍方情况由于初期支护遭到破坏，隧道发生坍方。坍方段距开挖面(掌子面)70多m，十多名施工人员正在掌子面施工被困。坍方体长约20m(采用地质雷达探测)，初支拱部基本破坏，边墙残留少许，钢格栅亦被拉断。坍方体主要为大块及巨型块石，岩石粒径分布不均，堆积体

2、中含有较多的全强风化粉土夹碎石物质。坍方体封闭了整个掌子面，经过清渣发现坍方顶部为一锥形空腔，高约8m。随着时间的推移，坍方地段一直有不间断的掉块，最后形成一个上大下小的空腔。3坍方原因分析3.1地质条件原设计为V类围岩(相当现行规范的Ⅱ级围岩)，掌子面岩体节理裂隙较发育，隧道拱部被三组节理和一竖向岩脉切割成锥体镶嵌状结构，节理裂隙内充填角砾岩及花岗岩全、强风化物；岩脉呈灰绿色，质软，并含地下水。经研究决定，围岩由V类变更为Ⅲ类(相当现行规范的Ⅳ级围岩)，施工过程对上小下大的锥体稳定性进行了扰动，造成了锥体下沉的趋势。3.2左线隧道施工爆破震动对右线隧道形成二次扰动左线隧道围岩比较好(V

3、类围岩)，当开挖到与右线坍方段对应的地段时采用全断面开挖，爆破震动力较大，造成本以扰动的岩体又一次得到扰动，使上小下大的锥体发生下沉。虽然右线洞身施作了初期支护，暂时控制了围岩的变形，由于拱部围岩节理裂隙发育，又有一条软弱的岩脉，节理面内存在角砾岩及风化岩块，锥形块体间的胶结很差，经过再次震动扰动，当松散体发生的松动压力达到足够大时，应力突然释放作用于初期支护上，由于瞬间应力变化较大，初期支护受力不均，导致初期支护局部承载能力抗剪能力不足，造成剪切破坏，而发生坍方。4抢险措施4.1先行救生孔，向被困人员送水及食物坍方发生后，首先用地质雷达探测坍体范围，由于对坍方形状及其发展不清楚，所以不

4、宜从正面清除坍体，而且时间不能太长，救人是当务之急，因决定参与钻机从左洞向右洞打孔，计算为49m长，两台钻机不停地钻探直至钻通。4.2救生导洞救生孔只能送水和食物，临时解决被困人员的生活问题。必须设法打救生导洞把人员救出。导洞孔径为宽2.5m，高2.2m，能容纳小型铲车出渣，是开挖速度最快的方案。导洞大可采用大机械施工，但时间长、导洞小，只能用人工开挖，时间慢，所以根据小型铲车尺寸，又能尽快打通救生洞，才确定上述导洞孔径。4.3从坍方体正面打洞救人与左洞救援同时进行上述方案是从左洞向右洞打导洞救人，这种方案是比较稳妥安全的最佳方案。但根据坍方的实际情况，必须排除从坍方正面打洞救人。如果从

5、左洞向右洞开挖救生洞，预计得3天时间，当时对坍方处观察，从发生坍方至次日下午，未继续发生掉块现象，抢险小组组织专家及有关人员分析，坍方顶空腔暂时处于稳定状态，因此想从正面突破，原因①坍方暂时稳定，②坍方不长(15m左右)。正面救援方案是：一侧打一救援孔，先行送水和食物，另一侧打一侧壁导坑救人见图1。正面突破坍方体，必须先清除坍方表层大块危石，并及时喷射混凝土封闭坍体。在清除危石过程中看到拱顶露出空洞，经对被困人员喊话，了解到对面坍体坡面处于暂时稳定状况，由于被困人员救生欲望强烈，断然从空洞爬出来，12名被困人员全部安全获救。为什么开始时不从正面抢救呢?根据以往经验，从正面清渣救人，曾发生

6、第二次大坍方，伤亡更惨重。原因是坍方初期坍方处于临时稳定状态，一经清除坍渣，破坏了坍体的稳定，坍体下滑，失去临时支撑的松动的围岩会继续坍塌，这是最危险的举措，不宜推广。常规方法是在最短的时间内先打救生孔，通过救生孔送水和食物以维持被困人员的生命，再开挖救生洞救人，这是比较安全可靠的抢救措施。5坍方地段的处治5.1方案一：大管棚注浆超前支护方案大管棚注浆超前支护方案，主要是采用大管棚从拱部穿过坍体，并嵌入前方稳定的围岩内5m深，形成超前支护的棚架，在其护顶下对坍体进行清除见图2，其步骤如下：(1)首先加固未坍方且被坍方过程牵动受到损坏的初期支护地段，防止坍方范围扩大，使其充分稳定后再对坍体

7、处治。加固方法可采用1206工字钢钢架，临时加固被损坏的初期支护，间距与原初期支护钢架相同。并喷射混凝土，待强度达到设计值时方可处治坍方，以解除后顾之忧。(2)施作大管棚前，对坍方体进行加固，对坍体表面喷射C20混凝土20cm，全面封闭坍体，然后采用φ42长5cm的小钢管向坍体内注浆，以是防止坍体下滑，二是起止浆墙的作用。(3)施作大管棚工作平台，采用φ108×6mm无缝钢花管从拱顶部穿过坍体，并嵌入稳定的基岩5m深，注水泥一水玻璃