塌方、大变形岩爆

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1、第十二部分塌方、大变形、岩爆　　在隧道施工的整个过程中，不出现灾害性事故，就是成功的范例。一旦发生灾害性事故，不仅延误工期、大幅度地提高工程费用、也会出现对人身的伤害；同时如处理不当，也会遗留工程质量后患，给维修养护工作造成极大困难。　　从另一个角度看，正由于地质条件是不断变化的，因此根据施工中出现的各种问题，如岩爆、大变形、塌方、突泥突水等，应变地采取各种措施，也应该是动态施工的一个极为重要的方面。　　因此，在事故过程中极力避免和防止灾害性事故的发生，是施工技术人员重要的职责。当这些预计到或不能预计到的突发现象发生时，工程技术人员的应变能力就显得极为重

2、要。　　施工中常常出现的事故有：　　　塌方；　　　大变形；　　　岩爆等。当然，还有一些其他灾害，如突泥突水、瓦斯爆发、有害气体的逸出等。这里重点说明以上几个大家比较关心的，也是比较模糊的几个问题的解决方法和途径。施工要点1.塌方　　塌方是最为经常的、比较典型的一种事故。造成塌方的原因多种多样，有地质上突发的因素，也有人们认识上的因素，但归根结底，地质因素是决定性的。因此加强施工地质工作是避免和防止塌方事故发生的根本手段。必须改变"地质工作是设计人员的任务，而不是施工人员的事"传统观念。把施工地质工作提到应有的高度予以重视。另外也必需改变"不塌方、不赚钱"

3、的观点，树立塌方是可以预测、可以控制的观点，不断培养工程技术人员在不良地质条件下的应变能力和处理能力。　　1.塌方实例　　下面通过一些工程实例，说明处理塌方的一些方法和原则。　　1）成渝高速公路缙云山隧道缙云山隧道是成渝高速公路东段的两大隧道之一，分为左、右两线，长度分别为2478m，2528m。地质主要为灰岩和砂岩，其中灰岩占40％左右，有少量的泥岩和页岩，隧道通过4个断层、5个煤矿采空区，在此段落存在一定浓度的瓦斯，有较大的涌水，最大涌水为20000～30000m3／d，灰岩和砂岩的强度分别为80～120MPa和50-90MPa。其中Ⅳ、V级围岩占2

4、9％，无I、Ⅱ及Ⅵ级围岩。缙云山隧道自西向东穿过南北走向的缙云山山脉南部，通过地区受四川运动主压应力作用，形成复式背斜，隧道中部940m地段位于背斜轴部的T3L+T3J地层上，隧道两端735~813m位于缙云山背斜两翼的T3XJ地层上，最大埋深560m。该隧道除重庆端(左隧551m，右隧289m)采用台阶(上部台阶高度为5.5m)施工外，其余均采用全断面开挖，爆破采用双空直眼掏槽微差分段起爆的光面爆破，支护以常规喷锚支护为主，在V级围岩设格栅，间距1.0m，部分地段增设钢筋网，在断层破碎带及其附近，采用了超前的小导管注浆和超前锚杆预加固措施。洞内钻眼及装

5、碴运输，采用全机械化作业，无轨运输，二次衬砌采用液压台车全断面一次灌注。　（1）坍方的情况缙云山隧道施工过程中，因地质构造复杂，节理发育，地下水丰富以及断层破碎带的影响，先后发生了5次较大规模的坍方，其中以4号坍方为最大，长达22m，宽10~-14m，坍塌高度18~25m，坍方数量达4000~5000m3。（2）坍方发生的原因坍方发生后，经现场调查和研究，认为引起本次坍方的原因如下：.由于岩体破碎、节理发育，致使岩层的层间结合力较低，加上地下水的作用，引起上部失稳、坍塌；.坍方段属于Ⅳ级围岩，离开挖面的距离太大，已达到85.0m，再加上初期支护的强度可能

6、偏低(因地下水的影响，使喷射混凝土的厚度无法保证)，施工时没有安设格栅；.在坍方范围内，发现了一条宽度约1.8～2.4m的断层，致使出现大规模的坍方　（3）坍方的处理措施和步骤.先加固坍方附近的未坍塌部分，采用喷锚支护和小管棚（φ60~80mm的钢花管）对未坍塌的边墙及拱部进行加固，以防止坍方的进一步发展和扩大。　　.利用坍方发生后围岩处于相对的暂时稳定状态，抓紧时间沿坍塌面设外层初期支护(如图1)，其支护参数如下：锚杆：L=3.5～4.5m，φ22mm，间距1.0m×l.0m～1.5m×1.5m；钢筋网：采用φ8或φ12的钢筋，网格间距20cm×20c

7、m；　　喷射混凝土：分两层，第一层5.0～8.0cm，然后施作锚杆和挂网，再复喷第二层10~15.0cm。图1塌方的断面形状及处理示意图.因坍腔的横断面矢跨比H／B=1.8~2.8>0.7，故不设(也难以设置)内层初期支护，但在坍腔内需设置横向和竖向的支撑杆件，本例中采用7.5号角钢横向和竖向支撑两侧及顶部的坍塌面，竖向间距8.0~10.0m，纵向间距2.0~2.5m。角钢的两端与锚杆头进行焊接；.清碴：从洞口向里逐步清碴，同时逐步进行二次衬砌；.待二次衬砌完成之后设置防水层，预埋注浆孔；.施作1.0m厚的混凝土护拱；.设土石缓冲层，厚度1.2～1.5m

8、；.衬砌背后注浆(即填充注浆)。整个坍方的处理，历时5个月，从处理效果来看，保证