隧道斜井隧道塌方原因和处理方案

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1、隧道斜井隧道塌方原因和处理方案　　摘要：在隧道工程施工中，受复杂的地质情况等多种因素影响，围岩坍塌的现象时有发生，严重影响施工的安全质量。现以沪昆客专××隧道2#斜井辅助坑道施工过程中出现的塌方事件为背景，全面分析隧道塌方形成的原因，研究提出处理塌方的针对性方案，并取得了显著的预期效果，可为同类隧道施工中提供借鉴。关键词：隧道工程塌方原因注浆管棚中图分类号：U45文献标识码：A前言随着铁路建设的不断发展向山区延伸，隧道工程数量越来越多。××隧道是沪昆客专贵州段的一座长大隧道，为满足施工工期要求，加快施工进度，兼顾施工通风，设无轨双车道2#斜井一座，斜井中线与正洞左侧

2、线路中线大里程方向夹角为57°，斜井坡度12.8%，长400米，斜井断面尺寸为8米(宽)×6.5米(高)。7斜井隧区位于云贵高原斜坡地带，隧道洞身穿越区域以碳酸盐广泛分布为主要特征，总体构造发育，处于新华夏系燕山期隔槽式褶皱带的带状向斜上，区内褶皱发育，地下水量丰富，基岩主要为寒武系中统高台组(Є2g)白云岩，部分地段岩层产状凌乱，节理极为发育，岩体破碎。在斜井的开挖施工中，掌子面围岩常呈现为红褐色，围岩较破碎，伴有小股涌水、渗水。1塌方发生的基本情况斜井掌子面施工至里程XJ2K0+077，掌子面为白云岩，红褐色，节理裂隙极发育，岩体极破碎，地下水发育，

3、以股状水为主，左侧拱腰处发育一溶洞，其充填物为松散土质夹少量砂石，软塑，粘性较好，遇水呈泥浆状，随地下水冲刷下泄，溶洞向隧道前进方向延伸。五天后，XJ2K0+064掌子面左侧开始坍塌，与之前溶洞相连，在已初支段左侧拱腰至拱顶形成一纵向长13米，环向宽5米，高6米的锥形空腔(图1)。而后塌方继续扩大，直至掌子面拱部上方全部坍塌。图12塌方原因分析通过综合分析地质构造等因素，结合前期施工情况及探测结果，其塌方原因主要是：1、工程地质原因：坍塌部位位于大岩溶发育地段，岩溶发育沿隧道前进方向发育，溶腔填充为软塑粘土夹少量砂石，溶腔周围岩体极为破碎，节理多为张开节理，节理层面

4、间夹土，在施工爆破扰动下围岩失稳，造成掌子面整体塌陷。72、地下（表）水原因：施工期连续降雨，地表水丰富，通过裂隙进入岩体，同时由于斜井为大坡度下坡洞，地下水在隧道前进方向大量积聚，围岩受水浸泡冲刷严重，在地下水的软化、冲蚀、溶解下加剧了岩体失稳和塌落，强度大为降低，在此“催化”及“恶化”作用下，发生了坍塌。3塌方处理方案及控制要点根据塌方的情况、溶洞发育情况及地质水文状况，认为本次塌方难以稳定，易引起连锁反应，积累和发展扩及到已支护的后段洞身，同时溶洞易发生二次坍塌危及地表。为此，采取先稳定塌陷段后方、加强处理支护坍塌段、适当加强处理塌方过渡段三个阶段处理此次塌方

5、。3.1塌方后段处理3.1.1套拱加固及空腔回填对塌方后段XJ2K0+064~XJ2K0+077段采取先封闭坍塌体、安装临时钢支撑加固，再输送泵泵送C20砼回填拱顶空腔密实进行处理，防止塌方积累恶化：对掌子面进行堆碴反压封闭，并喷射20cm厚C20混凝土封闭，这样既能有效防止坍塌体继续下滑外涌，又能起到止浆墙的作用。对XJ2K0+064~XJ2K0+077段初支内侧安装工字钢临时钢支撑加固。待喷射混凝土强度达到要求后开始从预埋泵管泵送C20砼充填空腔。7图23.1.2拱墙注浆加固对塌方后段XJ2K0+064~XJ2K0+077段拱部及边墙处，采用长4.5m的Φ42注

6、浆小导管进行注浆加固，小导管外插角15°，环向间距0.5m，纵向间距1.0m，从断面拱脚两侧往拱顶方向梅花形布置，小导管端头与初支钢架焊接成整体（小导管加工如图3）。通过注双液浆使钢管伸入范围内形成一个固结的灌浆层，通过浆液的扩散穿透产生胶结作用，提高后段围岩整体承载力，并与套拱支护及初期支护形成一个强大的支撑拱，为下一步的施工安全提高保障。图33.2塌方区段处理3.2.1塌方治理方法分析比较及处理方案经过对本次塌方的综合分析及各种治理方法的深入研究比较，结合工程地质条件，决定对XJ2K0+064~+XJ2K0+044塌方区段采用：按每6m施作一次双层加密12m长超

7、前大管棚循环搭接进行超前支护，管棚内插钢筋笼以加强承载力；利用“双液注浆技术”对管棚实施高压注浆以扩大有效注浆半径并迅速凝固止水，使得管棚与高压注浆加固土体结合成为一有机整体，最大程度地发挥其支护效果。7注浆完成后，坚持“短进尺、早封闭、强支护、勤测量”的施工原则，采用CRD交叉中隔壁法，结合Φ42超前注浆小导管对塌方区段进行开挖，安装I18型钢钢架及仰拱钢架进行支护，确保溶洞塌陷区内安全顺利的通过，到达稳定的基岩开挖面。图43.3塌方过渡段处理及监控量测成功穿过塌方区段，到达XJ2K0+040稳定基岩开挖面后，对XJ2K0+040~XJ2K0+030塌方过渡段