煤矸石地层隧道塌方处理技术

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1、煤矸石地层隧道塌方处理技术摘要：在煤矸石隧道小出现塌方时，要通过地表注浆加固和隧道内长人管棚注浆，来达达内外兼治的目的；再配合超前小导管沣浆，重新开挖隧道塌体，埘隧道塌方进行综合治理，以保证施工及运营发全文章结合吉林省某隧道处理塌方的工程实践，着重论述了不同岩体条件卜的注浆技术及塌方体内大管棚安装技术，及为类似地质条件下的施工提供借鉴和参考。   关键词：煤矸石 隧道塌方地表注浆 管棚 系统支护   中图分类号：U458．3   文献标识码：A   l 塌方情况   吉林省某隧道在捌进到K8+023处时，突然发生了大塌方，塌方纵向长度为22

2、m，造成已开挖段架市的拱架扭曲变形，坍塌碴体堆积在隧道令断而内，从外侧尤法看出塌洲情况。由于工人的及时撤离，并术发生人员伤亡事件。根据坍塌岩体探明，隧道围岩为煤矸石地层，岩质为碳质页岩，碳质泥岩央砂岩，岩体呈典型的仃夹土状结构，岩石呈碎屑磷片 状，有光洋，遇水软化，用手极易扳断。该断层处地农等岛线密集，离差变化较大，在纵向20m的塌方段，埋深从36m，下降到24m。   调查分析结果表明：由于勘测资料中未明确标示该断层，施工中未引起足够重视；而且该段断层内围岩状况相当复杂，加上该段围岩为渗透性岩体与阻水性岩体交错分布，长时问的降雨降低了岩盘

3、之间的摩阻力，使上役围岩结构发生了根本性变化；而浸水岩体则饱含水分，软化后自重增加，在爆破冲击波扰动下，沿隧道内的断层带发生滑裂而引致塌方。     2塌方区处理基本原则   隧道塌方后清有关专家进行了勘察，并用高密度电阻牢仪进行了空洞、裂缝及断层带检测(图1)，发现掌子面及塌方体正处于一个横向断层带与纵向断层带的交汇处，塌方体正上方的围岩已完全松散千塌陷，在地表上形成了不规则的半环形裂缝，岩层已小具备自稳性。在隧道内塌方面已架矗完毕的拱架基本止都受到了破坏，隧道断面的三分之一部分为变形的拱架之下的架空区，两侧拱架也发生向内挤压现象。专家们

4、分析后得出结论，必须从地表进行注浆，在隧道内施作大管棚，并以小导管配合注浆，边开挖边进行观测，以达到稳扎稳打、逐步理的效果。根据控量测数据和现场情况，制定步走的处理方案，   第一步是从洞外运上分层堆码砂袋进行反压坡脚，先对碴体表面喷射混凝土封闭保护。在碴体以 外的区段进行仰拱封闭及二次衬砌施工，尽量缩小塌体后方围岩影响区域，同时，对不能衬砌而初期支护已经开裂或变形的区段喷射混凝土和进行环向注浆补强；确定围岩基本稳定后，第二步以地表注浆和超前大管棚为主要措施，地表注浆范围以稳定塌体区域为原则，大管棚长度为50m，并以超前小导管配合，处理坍塌

5、碴体及空洞，对四周围岩进行加固；第三步主要是坍塌碴体的重新开挖和重新支护。   3塌方区处理方案  3．1后方围岩补强   在后力Ф42稳定Ⅸ域，确定了不能立即衬砌的区段后，环向打入Ф小导竹作为注浆管，注浆管长度不短于5m，间距为60cm×60cm，注浆采用l：1的水泥净浆，主要针刘‘围岩裂隙及受塌方影响变形扰动的松散体。，注浆后，根据监控量测数据，后方围岩已趋于稳定后，再实施下一步施工方案。    3．2地表竖向锚杆注浆  先对地表和隧道内的土石特性进行试验，基本了解了陔地层的特性后，歼始确定主要的施工方法和工艺(图2)。   3．2．1

6、钻孔及安装注浆管   (1)钻孔过程中，如个别坍孔较严重，不能成孔，该处可以先不钻孔和安管，待其它位置孔位安装并注浆完毕且浆液初凝后，再补钻剩余的孔。钻孔结束后，及时清孔，塞紧孔口，防止杂物堵孔致使钢管无法正常安装。  (2)根据地表实测高度，加工长度不等的Ф42×3．5mm无缝钢管，并在无缝钢管上打压浆孔。 钢管加工长度根据实测洞顶覆盖层厚度确定，下端至隧道开挖轮廓线外50cm，地表出露钢管20cm。现场拼接时，要防止断管并保持安装顺直。   (3)施作止浆盘：将下好的钢筋网片进行现场拼接，并与钢管焊接在一起，以保证钢筋网的整体性。然后喷

7、射混凝土(15cm)，封闭山体表层，并基本保持与原始地形一致(图3)。  3．2．2配制浆液  注浆以劈裂注浆为主、渗透注浆为辅。渗透注浆：主要通过浆液与地下水形成具有一定慢度的聚合反应物，从而加强岩体颗料问胶结，阻塞渗水通过，防止颗料流失造成岩体结构破坏并起到止水作用；劈裂注浆：通过高压劈裂挤密软弱岩休，利用强度较好的浆液凝固体并使其在软弱层嘶彤成骨架，约束岩体变形，提高岩体的繁体稳定性，同时用浆液置换岩体中的饱水空问，从整体上提高岩体抗水软化能力。从现场情况来看，地表岩层属于软弱松散体，注浆要求主要对隧道拱顶以上进行允填，以形成永久性加

8、固体，并应以满注和高强度为前提。依据上述原因，设计注浆参数如下：  注浆浆液采用水泥币．液浆，水灰比为1：1。  单孔注浆量：0．8H(m3)，H为钻孔深度；  注浆速度：90L