内乡至豫陕界高速公路刘家湾隧道大型塌方处治方案

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1、2008年度优秀科技论文（技术总结）内乡至豫陕界高速公路刘家湾隧道塌方分析及处治方案内乡至豫陕界高速公路刘家湾隧道大型塌方处治方案蒋建忠（中铁十三局集团有限公司武汉地铁项目部湖北，武汉）摘要：内乡至豫陕界高速公路B12标刘家湾隧道全长220米，隧道起止里程K77+005~K77+225，其中出口设计3米明洞，该隧道为双拱连体隧道。2006年11月12日隧道进口方向（K77+005至K77+060段）仰坡上覆山体发生崩塌，致使隧道入口侧山体出现滑移，大片坡积物顺山滑下、崩塌，造成隧道内左洞K77+0

2、05~K77+120、右洞K77+005~K77+132，全部塌陷、破坏。论文针对刘家湾隧道发生的巨大型塌方，介绍了隧道塌方过程和塌方原理，在此基础上较为详尽论述了刘家湾隧道大型塌方的处治措施。刘家湾隧道的塌方教训和成功处理方案对隧道工程的设计和施工有积极的借鉴意见。关键词：隧道工程帷幕注浆结构稳定性施工影响中图分类号：文献标识码：A文章编号：1刘家湾隧道工程地质条件刘家湾隧道位于西峡县黑漆河村刘家湾东侧，进口桩号K77＋005，出口桩号K77＋225，隧道长220米。隧道原设计K77＋005－K

3、77＋025明洞，K77＋025－K77＋222段暗洞结构，K7＋222－K77＋225段为明洞。隧道按双洞单向行车双跨连拱断面设计，净宽14.0米。隧址区属于中低山地貌，隧道进口及出山段基岩裸露，植被发育，山坡坡度45－60°，地面标高在396.62－496m之间，相对高差99.38m。隧址地形见附图1所示。隧址区分布的地层主要为石盆系沙湾组石英片岩。上部灰黄色-青灰色，粒状变晶结构，片状构造。全－强风化岩体节理裂隙极发育，呈微张状，岩体破碎，呈碎石状松散结构；弱－微风化岩体，节理发育，呈闭合状

4、，岩体较破碎，呈块石状压碎结构。隧址区属秦岭构造带东段，断裂及裂隙发育。地层产状为23∠63°，洞轴线与岩层走向夹角14－20°主要发育有四组节理。节理等结构面组合易在拱顶及侧壁形成不稳定楔形体。隧址区地下水以及基岩裂隙水及第四系松散堆积层孔隙水为主，赋水性均相对贫乏，主要由大气降水补给。隧道进出口岩体均为全－强风化二云石英片岩，风化强烈，裂隙发育稳定性差，开挖施工特别是切削坡体易造成大的坍塌。隧道围岩特征如下：①II类围岩：全强风化二云石英片岩，节理裂隙极发育，多呈微张状，局部泥质充填，呈碎石状

5、松散结构。稳定性评价：围岩稳定性差，洞室施工拱部支护不当时，易产生大坍塌及侧壁失稳现象，雨季有降水入渗时，有滴水现象及局部有线状水流渗入。②Ⅲ类围岩：弱风化二云石英片岩，节理裂隙较发育，多呈微张状-闭合状，节理面平直，岩体呈块石状压碎结构。稳定性评价：节理片理等结构面组合在拱顶及侧壁形成不稳定楔形体，围岩稳定性较差，洞室施工拱部无支护时，可产生坍塌，侧壁有时失去稳定，属弱透水层，岩体中有滴水现象-小股渗流。③Ⅳ第11页共11页2008年度优秀科技论文（技术总结）内乡至豫陕界高速公路刘家湾隧道塌方分

6、析及处治方案类围岩：微风化二云石英片岩，节理裂隙较发育，多呈微张状－闭合状，节理面平直，岩体呈块石状镶嵌结构。稳定性：节理片理等结构面组合在拱顶及侧壁形成不稳定楔形体，围岩稳定性一般，洞室施工拱部无支护时，可产生小的坍塌，侧壁基本稳定，属微-不透水层，洞室一般干燥或有湿润感。2塌方前隧道的施工方案隧道剩余洞段采用中导洞法进行施工，中导洞贯通、中隔墙衬砌完成后进行其余部分开挖作业。对剩余洞段的Ⅳ类围岩采用台阶法施工，台阶长度15-20米；左右洞开挖距离控制在30米以上。由于工期紧张，在中导洞开挖的同

7、时，项目部计划左右主导洞侧壁导坑同时进行开挖，以“短进尺、弱爆破、强支护”为主导原则进行开挖，左洞侧导坑开挖断面与中导洞开挖断面纵向间距错开10～15m，右洞侧导坑开挖断面与左侧导坑开挖断面纵向间距错开5～8m。2.1施工工艺与施工方法中导洞开挖及支护→中隔墙衬砌→中隔墙加固→左、右洞上半断面开挖及支护→左右洞下半断面开挖及支护→仰拱开挖→仰拱衬砌→二次模筑砼施工为提高机械化施工的效率，在保证安全的情况下加快工程进度，我们选用宽度为5.96m，高度为7.74m的开挖断面，具体见下图（以Ⅲ类围岩为例

8、），中导洞采用全断面开挖，人工操作风动凿岩机钻眼，采用光面爆破,装载机配合自卸车出渣。中导洞施工中，超前支护采用RDN25中空锚杆，锚杆长度3.5m，环向间距1m，搭接长度1m,锚固砂浆达到设计强度的70%后再进行开挖。开挖后的临时支护采用锚喷支护，锚杆采用φ22砂浆锚杆，长度2.5m，纵环向间距1.0m×1.0m（呈梅花形布置），挂钢筋网，支立I14工字钢拱架，喷射0.16m厚C25混凝土。中隔墙衬砌随中导洞的开挖根据地质情况确定，原则是开挖支护完成后统一衬砌，施工顺序为从中间向