大管棚注浆法在软岩隧道塌方处理中的应用

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1、大管棚注浆法在软岩隧道塌方处理中的应用乔雪垠（河南建筑职业技术学院河南省建筑工程学校，河南郑州450007）　　摘要：本文以国道112线铁营隧道塌方处理为例，介绍了大管棚注浆结合小导管注浆对塌方段岩体进行预加固并顺利通过软岩隧道塌方段的施工方法，并对塌方处理过程隧道变形与受力的数据曲线进行了简要分析。　　关键词：软岩隧道；塌方；大管棚；注浆　　中图分类号：U455.49　文献标识码：ATheUseofthePipeandCanopyGroutingMethodintheHandlingofSoftrockTunnelCollapseQiaoXue

2、yin(HenanTechnicalCollegeofconstruction,HenanArchitecturalEngineeringSchool,Zhengzhou450007,China)　　Abstract:BasedonthecollapsetreatmentfortheTieYingtunnelofthenationalroad112,thispapermainlyintroducesthepipeandcanopygroutingmethodcombinedwithductulegroutingmethodtostrengthent

3、herockmassinthecollapseandfinallysmoothlygetthroughthesoftrockcollapsesection,andalsobrieflyanalyzesthedeformationofthetunnelandthestressdatacurveintheprocessofcollapsehandling.　　Keywords：softrocktunnel;collapse;pipeandcanopy;grouting　　引言　　铁营隧道位于国道112线河北承德段，全长1105m，隧道最大埋深120

4、.3m。该工程由中铁十一局承建。隧道初期支护内轮廓为直墙半圆拱，在初期支护和二次衬砌之间设柔性防水层。隧道掘进分上下两台阶，第二台阶的高度在2.60～2.65m之间。2004年10月22日下午17：40，距离隧道洞口55m处的K22＋270断面拱顶处的初次衬砌突然掉落，上部破碎岩体随后大块掉落，并且一直持续不停，塌落体很快便将整个洞口封死，5名工人来不及撤离而被困洞中。事故发生后为营救洞内工人，现场采用装载机和挖掘机进行清渣。10月23日16：00，洞内工人获救。第三日即10月24日早晨8：00，隧道再次发生冒顶，洞顶上方山体下陷，形成长轴24m、

5、短轴21m、深4～6m的椭圆形塌坑，之后经小导洞法探明隧道塌方段为K22＋265～K22＋295，共计30m长。1工程地质概况及塌方原因分析1.1工程地质概况　　铁营隧道塌方段洞内主要岩体为斑状混合岩，钻孔取样作物理力学试验所得数据为：容重2.65g/cm3，饱和单轴抗压强度24.8MPa，抗拉强度2.1MPa，静弹性模量2600MPa，建议容许应力2.5MPa。但在上台阶掘进过程中发现K22＋270位置掌子面岩体出现明显的不均质现象：左侧与拱顶部岩体风化严重，而右侧风化较轻。于是对原设计支护进行加强，采用Φ42超前小导管超前支护，H13格栅钢架的

6、间距由原设计的1.0m/榀改为0.8m/榀，径向锚杆采用Φ22螺纹钢，C20喷射混凝土。截至塌方发生之日，铁营隧道共掘进150m长。隧道塌方情况如图1所示（事故发生后以小导洞探明）。图1隧道塌方模型图1.2塌方原因分析1.2.1软弱结构面影响　　在K22＋270、K22＋273处发现的黄色光滑和黑色橡皮质软弱夹层，是造成本次塌方的重要结构面。1.2.2强风化岩体影响　　隧道穿越的岩体结构面不发育，但隧道断面上部分岩体受强风化作用而强度降低。塌方段岩体呈现明显的不均质性：左侧及拱顶岩体风化严重，自稳性差；右侧岩体风化较轻,自稳性远优于左侧及拱顶岩体。

7、尽管隧道开挖前的勘察资料不全面，但设计与施工均对风化岩体的软岩特性给予了足够重视，设计与施工均提高了临时支护强度，但最终仍出现了严重的塌方事故，因此，此次事故属于不可避免的地质灾害。2塌方处理方法2.1洞内塌方体处理2.1.1小导洞开挖　　为掌握塌方段起止准确位置、了解塌落体物理力学性质以及为塌方体开挖做准备，塌方处理方案的第一步是在塌方体中开挖一条断面为1/4圆，半径为2.5m的小导洞。由于原隧道右侧壁直墙保存完好而未受塌方影响，且右侧岩体自稳性较好，小导洞的开挖位置就选在紧靠原隧道右侧壁的塌落体中。如图2所示。小导洞开挖之前应在塌方体外侧表面施

8、作30cm厚的C20混凝土止浆墙；小导洞贯通之后在塌方体内侧施作同样的止浆墙，以备大管棚注浆使用。图2小导洞位置示意图小导