浅谈某隧道塌方段的处理方案

２０１４年第１期　
（总第２３９期）　
黑龙江交通科技　

ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪＩ　
Ｎｏ．１，２０１４　

（Ｓｕｍ　Ｎｏ．２３９）　

浅谈某隧道塌方段的处理方案　
王鹏　
（贵州高速公路集团有限公司）　

摘要：随着现代社会的发展，国家交通网建设日趋完善。特别是以隧道的交通建设的成就最为引人注目。　
隧道在给人们带来交通便利的同时又由于其自身的特性使得其很容易发生事故，特别是隧道塌方。叙述了　
某隧道塌方的一般处理措施，介绍了不同部位采取不同处理方案的思路以及检测隧道灾害治理效果的ＧＰＲ　
技术原理和测回法等方法，针对隧道塌方问题提出了一些科学有效地措施。　
关键词：隧道；塌方；ＧＰＲ技术　
中图分类号：Ｕ４４５　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１４）０１—０１００—０１　

０引　言　
隧道塌方的处理是一个复杂的过程，由于特殊的地理条　
件以及有限的特学技术水平，这一切的限制条件都使得隧道　塌方的问题越来越为人们所关注。下面就围绕某隧道塌方　问题的一些详细过程展开讨论。　１工程概况　和力黑坝２号隧道位于内蒙古赤峰市巴林左旗白音诺　尔镇及锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗巴彦花镇境内，隧道进口里　程Ｄ２Ｋ１０３＋２０５，出口里程Ｄ２Ｋ１１０＋０８５，单线隧道全长　６　８８０　ｍ。隧道进口位于半径为２　５００　ｍ的右偏曲线上，隧道　出口位于半径３　０００　ｍ的左偏曲线上。为解决施工通风、排　水、运输和减少施工干扰，以及增加作业面，加快施工进度，　超前探明地质，在隧道出口段左侧Ｄ２Ｋ１０８＋０００左侧设置　７４０　ｍ长的斜井。　线路通过局部地段为坡麓地段，上方的岩体因构造、风　化形成的节理裂隙较为发育，其中斜井地质条件差，岩体较　为破碎，已有小范围的崩塌、剥落或落石现象发生，在坡积物　较厚的地段，因路堑、隧道的开挖，可能加剧崩塌、剥落或落　石现象。　２塌方情况及原因分析　２．１塌方情况　在斜井ＸＤ２Ｋ０＋６４０一ＸＤ２Ｋ０＋６３５．５段拱部开挖出渣　后准备支护拱架时拱顶发生滑塌，其中ＸＤ２Ｋ０＋６４０一　ＸＤ２Ｋ０＋６３６．７段为已支护段，已支护段未被破坏，滑塌岩　体主要为坡积碎石土，粒径范围５～４０　ｃｍ大小不等。　２．２塌方原因分析　（１）从滑塌情况以及塌方后暴露岩体面分析，拱顶为板　岩夹杂碎石土夹层，开挖后在岩体自稳过程中产生的下滑力　超过拱顶开挖受力面承受力，发生滑塌。　（２）施工时对地质复杂程度认识不足，对隧道结构的不　利影响认识不足、不清晰，重视程度不够，同时参加施工的人　员经验不足，没有对不良地质灾害很好的进行预测。　３塌方处理方法　滑塌发生后，现场及时对滑落碎石进行除渣清理工作，　并对滑塌段进行超前小导管支护加固，稳定围岩。针对现场　情况，滑塌分两步处理首先对坍顶处受坍顶影响地段进行加　固；其次是对坍顶体进行回填处理。　４塌方处理方案　（１）清除个别危石后，自ＸＤ２Ｋ０＋６３６．７增设１环　２　超前小导管加强支护，小导管环向间距０．４　ｍ，每环１８根，　每根长４．０　ｍ；　收稿日期：２０１３—０８—２３　作者简介：王鹏（１９８１一），男，工程师，研究方向：岩土方向。　・１００・　（２）在滑塌段支护稳定后，滑塌顶部喷射２０　ｃｍ　Ｃ２ｏ混凝　土防护层；　（３）于初期支护背后回填１　ｍ厚ｃ：。混凝土；　
（４）在滑塌段拱部预埋２根注浆管，待混凝土强度达到　
设计强度的１００％后，进行注浆回填，浆液采用１：１水泥砂　
浆，保证拱顶回填密实，无空洞。　
５塌方处理的施工要求　
５．１　防止塌方范围扩大的措施　
（１）一般措施。　
处理塌方时，应先加强堵排水；假设塌方体积较小可先　
对塌方范围进行喷锚再由一端或两端先上后下逐步清除坍　
渣；假设塌方体积较大，宜采用注浆先加固坍体。　
在隧道出现塌方的情况下塌方处理主要分两步进行，首　
先对受塌方影响的初期衬砌裂缝地段进行加固及时施作二　
次衬砌其次是对塌方体进行抢险处理。在现场把握情况的　
基础上认真研究处理塌方对策认真制定处理塌方的步骤、方　
法及预防塌方的施工措施。　
最后要强调的是隧道施工安全与质量并重工期与进度　
从属无论是建设单位、施工单位还是监理单位都应遵从这一　
点。　
在施工中一定要在地质资料详实的基础上科学分析并　
加上超前预报才有可能避免事件发生。　
软弱围岩自身稳定性差塌方出现时以稳定性为主坍塌　
渣体同样对周围岩壁有稳定支撑作用切忌随意开挖。　
防止塌方恶化的有效方法是前方封堵后方加固对塌方　
区形成合围。　
（２）不同部位分段处理方案。　
现场可以分为加固段、坍空段、坍体段和过渡段等４个　
部分。　
根据具体情况采取按不同部位分段处理的方案来处理　
面积大、速度快的隧道塌方。坍体段采用超前支护、弱爆破、　
通过塌方段后，参照ｓ７支护再设一段过渡段；二衬采用　
８０　ｃｍ厚钢筋混凝土，在塌方体和两端一定长度的过渡段以　
承受塌方体的重力及围岩压力；为了防止塌方继续向洞口方　
向发展要对已做初期支护的未塌方段进行加固，也为塌方处　
理提供安全空间；对坍空区架设型钢安全棚架，既作为钢筋　
混凝土的钢筋用，也作为施工安全防护。　
５．２加固段　
为了防止塌方继续向洞口方向发展在拱顶采用注浆小　
导管对围岩进行注浆加固，这个步骤同时也是为了后续塌方　
（下转第１０２页）　
总第２３９期　黑龙江交通科技　第１期　
各荷载工况下，吊杆索力理论值所对应的实测值借助　
吊杆频率测得，并假定吊杆边界条件为铰接，其部分值见表　
２。　
表２　吊杆力理论值与试验值　

由表２可知，吊杆索力在荷载工况作用下的理论值接近　
于实测值，误差不超过６％，通过荷载试验结果评价表明，阳　
明滩自锚式悬索桥吊杆受力情况良好，满足设计要求。　
４．２主梁挠度对比分析　
主梁在试验荷载作用下，会出明显变形即产生挠度，对　
此分析结果以向下为负。　
如图３所示，主梁受到工况１作用时，中跨由于直接受　
到荷载作用出现较大向下变形，并在跨中处有一１６　ｅｍ的最　
大值，而远离荷载作用位置的主梁会被增大的吊杆力拉起出　现上挠。　在工况２作用下，主梁有与工况１类似的变形趋势，其　值如图４所示，在非荷载作用的临近跨有上挠趋势，最大值　在跨中附近，为５　ｍｍ，在荷载作用的边跨则出现较大下挠，　荷载作用处更是达到８　ｍｍ的最大值。　图３工况１主梁挠度值　６　０　２　端一ｌ６　８　１０　入…　……　…　加劲粱纵向坐标／ｍ　图４工况２主梁挠度值　对于主梁以上两工况，其挠度的模型理论值和荷载试　验实测值可见表３。　表３控制断面理论与试验值　通过表３数据分析可以看出，主跨和南边跨的跨中截面　挠度理论值均大于并接近实测值，这不仅表明结构的刚度满　
足设计要求，而且还能够体现出大桥各主要构件连接稳定，　
具有良好的整体受力性能。　
５结论　
（１）静力荷载作用下，索力变化最大吊杆位于荷载附　
近，相应跨剩余等间距吊杆则由荷载中心向两侧，索力变化　
量逐渐减小；　
（２）大桥吊杆荷载试验实测数值接近理论值，表明其传　
力性能良好，已达到设计要求；　
（３）由于试验荷载作用会使大桥主梁产生变形，其趋势　
与距离荷载位置相关，挠度的最大值位置对应于加载点。此　
外，主梁挠度实测值均小于计算值，说明大桥主梁具有一定　
安全贮备和良好的整体性能。　
参考文献：　
［１］彦娟．白锚式悬索桥［Ｊ］．国外桥梁，２００２，（１）：１３—１５．　
［２］康锐．独塔自锚式悬索桥全桥有限元计算分析研究［Ｄ］．西　
南交通大学硕士学位论文，２００７：４３—５０．　
［３］张俊平．桥梁检测［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００２．２０—２２．　

（上接第１００页）　体的处理提供安全作业区段。两榀钢拱架之间各加设一排　临时工字钢在初期支护的基础上加设纵向间距１　ｍ的Ｉ１６　临时钢拱架加强支护。　５．３坍空段　用预埋的混凝土导管泵送大坍落度的Ｃ∞混凝土，在拆除　止浆墙开始开挖之前要待混凝土达到强度。在已坍空区段用测　回法进行测量，然后用机械纵向顶入架设Ⅱ型钢安全棚架，在坍　空区的初支安全棚架就位后开挖范围内堆码砂袋。　表１测量图　５．４坍体段　处理塌方体可以采用三部开挖、八步流水作业法。第一　步是为了防上弧导开挖时核心土失稳，在上弧导核心土范围　内竖向布设ｃＭ２小导管注浆加固，对塌方体喷射１５　ｅｍ厚　Ｃ∞混凝土封闭塌方体表面。第二步是第一循环施作时沿拱　部及边墙设置注浆小导管超前支护，从破坏里程后退１．０　ｍ，　・１０２・　以１５。外插角打入支护轮廓线。为了确保导管同第一工字　
钢架连接良好，其余循环沿工字钢架外轮廓打人。第三步是　
弱爆破和风镐凿除辅助挖掘机。为了确保掌子面稳定，上弧　
导开挖时，不能损坏核心土。下导坑开挖时，左右相错不少　
于３．０　ｍ，严禁对开马口。测量时的误差要遵循一定的标　
准，标准主要参考表２。　
表２测量标准　

参考文献：　
［１］　刘杰，赵成江．注浆法在黄土地区公路隧道陷穴处理中的应用　
［Ｊ］．甘肃科技纵横，２００８，（４）：７８—７９．　
［２］王军兴．固结灌浆施工及成果分析［Ｊ］．山西建筑，２００５，（１７）：　
ｌ１—１２．　
［３］洪海舂，徐卫亚．地震作用下岩体锚固性能研究综述与展望　
［Ｊ］．金属矿山，２００６，（３）：５４—５５．　
［４］　王艳芬．预应力锚索加固岩体的机理分析和数值计算［Ｄ］．华　
中科技大学，２００７：５—６．