突泥涌砂造成隧道冒顶塌方的处理.pdf

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1、铁道建筑42RailwayEngineering文章编号：1003—1995(2013)09—0042—03突泥涌砂造成隧道冒顶塌方的处理祁卫华(兰州铁道设计院有限公司，甘肃兰州730000)摘要：梁府台隧道塌方冒顶段为下第三系砂岩夹泥岩与白垩系泥灰岩夹页岩的接触带，围岩总体上成岩作用差，开挖过程中因突泥涌砂造成塌方冒顶。本文从地质情况的突变性和施工的规范性等方面分析了事故发生的原因，根据实际施工条件及工期要求，制定以超前大管棚配合帷幕注浆的处理方案。大管棚对于塌方冒项段加固效果良好，提高了塌方段围岩的整体性，改善了隧道结构的受力。帷幕注浆加固可以

2、很好地处理本隧道出现的突泥涌砂，防止了开挖过程中出现围岩失稳，降低了隧道塌方段施工的风险。关键词：突泥涌砂隧道冒顶大管棚帷幕注浆中图分类号：U458．3文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2013．09．1345～55m)。1工程概况1．3突泥及冒顶梁府台隧道位于宁夏回族自治区固原市，为电气施工过程中，未完全按照既定应急措施完成塌体化单线铁路隧道。隧道地处黄土梁峁区，隧道进口位加固和塌方段隧道超前支护的情况下大方量清理塌体于梁府台沟，出口位于大庄水库边缘台地，隧道整体埋(约1000nl)造成了进一步塌方至冒顶。洞

3、顶出现直深较小，最大埋深77m。隧道全长522m，起讫里程为径约10Ill，深4～5m塌陷漏斗。DK11+895一DK12+417。2塌方冒顶事故原因分析1．1涌砂前施工情况进口端围岩地层为白垩系下统泥灰岩，上部以淡2．1工程地质原因黄色为主，下部以青灰色、深灰色为主，成分以黏土矿梁府台隧道DK12+088～DK12+126段(塌方物与石灰质的混合物为主，隐晶质结构，层状构造，泥段)为下第三系砂岩夹泥岩与白垩系泥灰岩夹页岩的质胶结，节理发育，暴露后易风化崩解，强风化。其中接触带，围岩总体上成岩作用差，而第三系砂岩，泥质掌子面上部发育一小褶皱，岩体破

4、碎，岩质较软，手掰弱胶结，在地下水的作用下，工程性质恶化，稳定性极易碎，拱顶掉块严重。设计为V级围岩支护措施。差，开挖过程中围岩极易产生坍塌失稳现象。出口端围岩为下第三系浅红色泥岩，成分以黏土2．2水文地质原因矿物为主，局部可见黑色锰质斑点，泥质胶结，层状构砂岩地层中赋存有大气降水、第四系孔隙潜水补造，节理不发育，岩质坚硬，锤击不易碎，围岩整体稳定给形成的基岩裂隙(孔隙)水，且DK12+088向小程性好，无水，不易开挖，掌子面开挖方式为破碎锤掘进。一侧地层主要为泥灰岩夹页岩，DK12+126向大里程设计为Ⅳ级围岩加强段支护措施。一侧地层主要为泥岩，

5、均为隔水地层，两侧隔水层被开1．2涌砂及塌方情况挖透后，砂岩内的基岩裂隙水释放，致使成岩作用差、2011年10月18El出口端掌子面开挖至DK12+胶结弱的灰白色砂岩在水力作用下呈饱和散砂状涌动126处，泥岩层挖透后掌子面前方有粉细砂涌动流出，流出。无明显地下水渗出。涌出粉细砂为灰白色，细粒结构，2．3施工原因成岩作用差，泥质弱胶结，结构松散，含有一定地下水。塌方后，未按照“先加固，后开挖”的原则进行处粉细砂涌动流出导致掌子面失稳坍塌(塌方段埋深理。在未对流砂体进行注浆加固，且没有对隧道进行必要的超前支护的情况下，采取了大方量清理塌体及收稿日期：2

6、013．01．15；修回151期：2013—06—20流砂(约1000m)，导致洞顶形成大的空洞，且暴露作者简介：祁卫华(1983一)，男，甘肃兰州人，工程师。时间过长，造成洞顶塌陷直至地面，形成冒顶。2013年第9期祁卫华：突泥涌砂造成隧道冒顶塌方的处理433．2塌方段处理措施3冒顶处理方案1)拱部158。范围内采用61o8超前大管棚注水泥塌方处理措施的制定严格贯彻“宁强勿弱、稳扎砂浆加固塌方体，环向间距0．4m。大管棚长度24m，稳打、安全第一”的宗旨，遵循“先加固、勤量测、管超搭接5RI，外插角5。～10。，分别于DK12+130-DK12前

7、、短开挖、强支护、早封闭”的原则，确保施工和结构+133、DK12+110～DK12+113处扩挖管棚工作室，安全。并施作导向墙。3．1塌方影响段加固措施2)全断面帷幕注浆。浆液有效注入范围应根据处理塌方时，首先应对塌方影响段进行加固，只有实际施工情况进行确定，通过有限元软件ANSYS对该在影响段完全处理完成后，才可进行塌体的处理。隧道加固情况进行模拟分析，确定注浆加固的范围为1)经现场测量，本次塌方影响段为塌体外5m，DK12开挖轮廓周边不小于4m，每一循环长度20m，见图+083-DK12+088和DK12+126-DK12+131段。1。注浆

8、孔孔底间距按3m控制，扩散半径试验确定，2)加强监控量测，及时进行断面扫描(问距1～预计掌子面设3环周边注浆孑L，一环水平