隧道塌方原因与处理论文

隧道塌方原因与处理

摘要：本文通过对某隧道塌方情况的介绍和塌方原因的分析,提出了采取低标号混凝土封填坍腔一定高度形成护拱、固结坍体后三台阶开挖施工成功通过坍方段治理技术。

关键词：隧道；塌方；技术

abstract: this paper introduces a tunnel collapse of the situation and reasons of the collapse are analyzed, and the take regular seal and the cavity fill concrete form a certain height the arch, consolidation tanti after three steps excavation construction success through the soil slip period of treatment technology.

keywords: tunnel; landslides; technology

中图分类号：tu74文献标识码：a 文章编号：

1塌方段工程概况

某单线窄隧道进口施工至dk124+700处，隧道围岩开始变差；施工至dk124+737附近时，在本段开挖过程中发现：左侧围岩破碎，时常掉块，掌子面有滑层且拱顶有煤层出现，煤层厚度o．5～3．om。本段隧道开挖由全断面改为台阶法施工，开挖循环进尺1．8m～2．2m。进口开挖掌子面里程dk124+737，围岩情况为砂岩、粉砂岩、页岩夹煤层；出口开挖掌子面里程dk124+754，围岩情况为白云岩夹灰岩及岩溶角砾岩。7月24日，骤降暴雨，掌子面裂隙水水量明

显增大，右侧滑层掉块，拱顶煤层剥落，掌子面拱部及拱腰发生坍塌，连带已支护好的钢架及超前导管一起坍塌，坍塌纵向长度由开挖面向后22m，塌腔高度自外拱顶以上3m～8m。塌体顶部大部分为煤层及煤矸石。掌子面坍塌后，塌体上方一直有零星塌体掉落。

2塌方原因分析

2．1进口掌子面岩性为须家河组第1段泥岩夹砂岩及薄煤层；出口掌子面岩性为雷口坡组白云岩、灰岩岩溶角砾岩；根据上述情况分析须家河组与雷[]坡组的岩层分界线即在dk124+737附近，在干洞子次生断层影响范围带内，岩层破碎、地下水富集且与地表降水联系紧密，接触带附近可能发育溶洞、暗河等溶蚀现象。

2．2掌子面附近拱顶存在0．5m～3．0m厚的煤层，岩质软且脆，易坍塌，根据当地百姓及政府部门反映，及隧道地表存在的坍塌区域的情况分析，本段隧道附近可能存在煤层采空区。

2．3在塌方发生时天降暴雨，地表水可能通过采空区、岩溶等通道迅速渗流至隧道开挖面，导致掌子面水流量突然增大；同时由于本段左侧及拱部围岩破碎、存在薄煤层等软弱夹层，进而诱发了隧道塌方。

3塌方施工处理方案

3．1塌方后影响段加固处理

首先加强塌方后影响段(dk124+715～dk124+705)初期支护，以防止坍塌向洞口方向发展。加固措施为：

①对dk124+715～dk124+705，长10m地段增设i18工字钢对既

有初期支护进行临时加固，钢架间距1．om；并沿钢架环向间距1．5m 设置法向ф42x3．5mm，l=3．5m注浆钢管压水泥砂浆加固围岩，钢管与钢架焊接；拱背与喷混凝土面紧贴，空隙处喷混凝土封闭。

②增设钢拱架加强地段利用后方仰拱挖方反压回填至接近起拱线位置(预留空腔高度4．5m)形成平台，以稳固初期支护边墙；

3．2塌方段施工处理

主要施工处理方案：

dk124+715～dkl24+737塌方段由于塌体空腔内危石间断崩塌，围岩长时间不能稳定，且塌碴没能完全填满开挖隧底的空腔，塌腔顶部外露。为加快处理塌方工程进度，保证施工安全，采取用c15混凝土封填塌腔至开挖线外2m～3m高度形成护拱的方法，然后在固结的塌体内开挖用三台阶施工方案通过。

施工措施为：

①封堵塌体空腔。利用石碴回填的平台分台阶立模灌注混凝土作成封堵墙，在墙背后对坍体上部空腔开挖轮廓线外3．0m高度范围进行泵送c15混凝土灌注封填。台阶最前端的封堵墙位于

dk124+715处，封填后开挖轮廓线外3．0m高度范围形成混凝土封闭壳体（参见图3．2．4）。

封堵混凝土立模时预留 110孔，插入3—4根ф100钢管，管口高于计划封堵高度，依次在管内压注c15混凝土；由于塌腔纵向较长，一次封堵不能完成，应随上台掘进分段封堵灌注。

②注浆固结坍塌岩碴。对坍碴进行注浆固结，以提高碴体自身

稳定性和强度是暗挖通过坍方的必要措施。注浆管采用ф42长6m 钢花管，注浆孔深6m，与管长一致。洞周注浆孔外插2m，环向间距为lm，中部及下部注浆孔间距可调整为2m。注浆扩散范围为2m～4m，浆液采用c：w=1：1之水泥浆，注浆压力以0．8～1为宜。每4延米为一循环，共计6个循环。

图3．2．5塌体注浆孔布置图示意图

③ф42钢管超前支护。使用y28风动凿岩钻机沿开挖轮廓以3帀 5°外插角钻孔并顶人ф42x3．5mm钢花管每循环长度为6m，搭接长度2m，环向间距0．3m，每4延米为一循环，共计6个循环。注入水泥浆填充钢管以增加其刚度，注浆压力根据实际情况而定，以充满管体为准。

塌腔封填后，塌体采用三台阶法施工，拱部开挖采用中ф42×3．5mm，l=3．5m超前小导管注浆支护，环向间距0．3m，纵向间距1．5m；开挖循环进尺0．5m～0．8m，上台贯通后进行中、下台及仰拱开挖。

④架设工字钢架。进行塌腔封填、注浆固结和施作超前支护后，采用三台阶开挖施工方案。考虑到开挖轮廓线外坍碴厚度较小，上台阶通过塌方体与出口贯通后，再进行中、下台阶法开挖，进、出口同时施作。开挖后在管棚下架设i l8型钢拱架，纵向间距0．5m 一榀，纵向采用ф22钢筋连接，环向间距o．8m；钢筋网用ф1o的钢筋，网格为20x20cm，双层，喷射混凝土厚度25cm，该支护为全断面设置。开挖时设扩大拱脚，宽度0．5m，并在拱脚处并排放2