长操隧道施工技术案例及疑难问题分析
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关键词 ： 隧道 ， 塌 ， 形 ， 理 坍 变 处
中图分类号 ： ５ Ｕ４５
文献标识码 ： Ａ
１ 工程概 况
质灰岩 、 砂岩块石级煤块 ， 块石直径 １ ｍ－６ ｒ， ０ｃ － ０ｅ 不规则 、 散 ， ａ 松
隧道全长 ９ ０ｍ， 口里程 Ｋ１ ９ 进 ４＋０ ０ 出 口里程 Ｋ１ ＋０ ０ 根据寻访该段为当地村 民采煤 而形成 的采空区 。 ４， ５ ３。 ３２ ０ ）０ ８年 ３月 ３ １日， 台阶开 挖至 Ｋ１ 上 ４＋３ ４时 ， ３ 左侧拱 顶 隧道纵 断面为下坡 ， 坡度为 】 ．‰ ， １４ 单洞公路 隧道 。
２ 原 设计情 况
岩， 采用 Ｖ级浅埋复合式衬砌 ， 中 Ｋ ４ ４ ～Ｋ１ ２ ， ４ 其 １ ＋００ ４＋１０ Ｋ１ ＋
出现坍塌 ， 坍塌物 为废弃坑 道充填物 ， 煤矸石 、 煤块 、 页岩呈不 规 ４ ２０ ）０ ８年 ４月 ２ １日， 台 阶 ０ｍ～３ｍ 断面 开挖至 Ｋ ４＋ 上 １
・
３６ ・ ０
第３ ６卷 第 １ ３期 ２０ １０年 ５ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣ ＴＵＲｔ
Ｖ０ ． ６ Ｎｏ １ １３ ． ３ Ｍａ ． ２ ０ ｙ ０１
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ ｛０ ０ １ ．３ ６０ １０ —８ ５ ２ １ ）３０ ０ —２
长 操 隧 道 施 工 技 术 案 例 及 疑 难 问题 分 析
张 云 飞
摘 要 ： 过 对 隧道 原 设 计 情 况 及 工 程 坍 塌 现 状 的介 绍 ， 析 了其 坍 方 的原 因 ， 讨 了一 系 列坍 方 、 形 施 工技 术 处 理 措 通 分 探 变
施， 并对处理效果作 了论述 ， 以期 为同类工程积累相关经验。
大概 内容 ： 更改 围岩类别 ， 加强一 个级别支 护 ， 减小格 栅间 该隧道于 ２ ０ 年 ６月 １ ０７ ３日开工 ， 分为进 出 口两个工 区组 织 变更 ，
径 环 开挖 ， 全隧采用 新奥法施工 ， 口 １ 段采用三 台阶施工 。其 余 距 ， 向锚 杆 改 为 小 导 管 ， 向钢 管 注 浆 。 进 ０ｍ
Ｋ１ ＋５ ３ ， ４ ８ 处 目前进 口因地质 原因 、 变形 问题 、 在注浆 加 固及 更 程处施工开挖时发生 坍方 ， 清理坍方后 ， 发现煤矿采空区巷道 ， 局 换初期支护 ， 口工区施工 正常。 出 部采空区巷 道 多处 已坍 塌 ， 多数 为鸡 窝状煤 区， 过 ２ ０ 大 经 ０ ８年
松 Ｋ１ ＋０ ０ ４ ４ ～Ｋ１ ＋ １０ Ｋ１ ４ ８ ， ４＋９ ０ Ｋ１ ４～ ５＋０ ０段 为 Ｖ 级 围 则 堆 积 、 散 。 ３
４ 当 ｔ ：０左 右 ， 准备 喷 射 混 凝 土 时 ， 侧 拱脚 在 左 ９ －Ｋ ４ ９ 段采用拱墙格栅钢架及拱部超前 似２小导管加强 ３ ６时 ， Ｅ晚 上 ９ ０ ０ ４ １ ＋９５ ． ． 坍方段纵 向长 ２ ０ｍ左右 ，当 时 发 ． 支护 ， ４ ２ ～Ｋ１ Ｋ１ ＋１０ ４＋１０段采 用 拱墙 格 栅 钢架 及 拱 部超 前 ０ ５ｍ 至拱下 １５ｍ处崩塌 ， ８ 现在坍穴上方有 ２ ２ｍ×２ ０ｍ 的空洞 ， ． ． 空洞方 向斜 向左前方接 ２砂浆锚杆加强 支护 ， ４＋９ ５ Ｋ１ ９ ～Ｋ１ ＋０ ０段 采用 拱墙格 栅 ５ ３
长约 ２ 并 沿此洞 出现坍塌 。 ０ｍ， 钢架及拱部超前 幅９ 大管棚加强支护 。Ｋ１ ＋１０ ４ ８ ～Ｋ１ ＋２ ０段 近水平 ， ４ ６ ５２ ０ ）０ ８年 １ ０月 １ 日更 换 初 期 支 护 至 Ｋ１ ８ ４＋３ １处 ， 于 ３ 由 为Ⅳ级 围岩 ， 采用 Ⅳ级 复合 式 衬砌 ， 喷 网 支护 。Ｋ１ 锚 ４＋２ ０ ６ ～ ４ ３ ～Ｋ１ ＋３ ９变 形加 剧后 停止施 工作 业 ，． ２ ４ ４ １ ０月 ２日收 Ｋ１ ＋４ ５段为Ⅳ级 围岩 ， ４ ５ 由于为岩层 接触 带 ， 为软 质岩 ， 且 该段 Ｋ１ ＋３ １ 敛观测发现 Ｋ１ ＋３ ３ Ｋ１ ＋３ １段变形 （ ４ ０－ ４ ３ 第二 次更换初期 支护 采用 Ⅳ级加强衬砌 ， 并采用拱墙格栅钢架及 拱部 ２超 前砂浆锚
４ 工程疑 难 问题 简析
６月中旬暴雨后暴露 的地表巷 道 口及对 Ｋ１ ４＋３ ６坍方 孔察 看 ， ４
推测 煤层采 空 区 的大 致走 向 １２ ｏ ）０ ７年 ８月 １ １日上 台阶 开挖 至 Ｋ１ ＋１０ 时 ， 晚 １：０ 结合当时已开挖段进 行 径 向钻孔 ， ４ ２段 当 １０ 具体走 向不 明确 ） 在 Ｋ１ ， ４＋１５ ３ ～Ｋ１ ４＋１ ５线路 左侧 ， ４＋ ７ Ｋ１ 在拱部左侧 至起拱线下部 ０ ５ｍ处 出现掉块 现象 ， １ ． 于 ２日凌晨 （ ７ ４ ２ 从 ４ ２ － ４ ８ 线 ２ ０ 始坍 塌 ， ８ ０ ：０开 早 ： ０坍 方仍 未停 止 ， 面 出现裂 缝 ， 晚上 １５开始 由左 向右至 Ｋ１ ＋２ ０右侧 ， Ｋ１ ＋２ ０ Ｋ１ ＋２ ０ 地 到 Ｋ１ ８ ４＋３４左 侧 ， １ ３ Ｋ ４＋３ ～ ４ ８３ ：０坍塌至地表面 ， 坍坑深 ５ｍ左右 ， １ 宽 １ 该处隧道 路右侧 ， ４＋２０开始 由右 向左 至 Ｋ１ 长 １ ｍ， ０ｍ， 埋深为 １ 本次为第一次 冒顶坍方 。 １ｍ，
。 杆加强支护 。Ｋ ４＋４ ５ １ ５ ～Ｋ１ ＋６５段为 Ⅲ级 围岩 ， ４ ７ 采用 Ⅲ级 复 后 开 始 变 形 ）
合衬砌 ， 拱墙素喷混凝土 ， 拱部砂浆锚杆。
５ 变更 情况
从 ２０ ０ ７年 ８月 １ －２ ０ ７日－ ０ ８年 １ ０月 １ ９日期 间共 发生 ２ ８次
３ 施工过 程
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地段采用上 、 台阶施工 ， 中进 口上导坑现 已施 工到 Ｋ１ 下 其 ４＋３ ２ ６ 塌体 情况 及坍 方原 因 ６
处 ， 台 阶 至 Ｋ１ ＋２ ５处 ， 砌 施 工 至 Ｋ ４＋２ ５ ， 口上导 坑 ６ １ 塌体情 况 下 ４ ８ 衬 １ ４处 出 ． 已施 工 至 Ｋ１ ＋５ ２处 ， 台阶 施 工 至 Ｋ１ ＋５９处 ， 砌 施 工 至 ４ ３ 下 ４ ４ 衬 在 Ｋ１ ＋１０ Ｋ１ ＋２ ３ Ｋ１ ４ ２ ， ４ ９ ， ４＋３ ４ Ｋ１ ＋３ ６ Ｋ１ ＋３２里 ３， ４ ４ ， ４ ６
中图分类号 ： ５ Ｕ４５
文献标识码 ： Ａ
１ 工程概 况
质灰岩 、 砂岩块石级煤块 ， 块石直径 １ ｍ－６ ｒ， ０ｃ － ０ｅ 不规则 、 散 ， ａ 松
隧道全长 ９ ０ｍ， 口里程 Ｋ１ ９ 进 ４＋０ ０ 出 口里程 Ｋ１ ＋０ ０ 根据寻访该段为当地村 民采煤 而形成 的采空区 。 ４， ５ ３。 ３２ ０ ）０ ８年 ３月 ３ １日， 台阶开 挖至 Ｋ１ 上 ４＋３ ４时 ， ３ 左侧拱 顶 隧道纵 断面为下坡 ， 坡度为 】 ．‰ ， １４ 单洞公路 隧道 。
２ 原 设计情 况
岩， 采用 Ｖ级浅埋复合式衬砌 ， 中 Ｋ ４ ４ ～Ｋ１ ２ ， ４ 其 １ ＋００ ４＋１０ Ｋ１ ＋
出现坍塌 ， 坍塌物 为废弃坑 道充填物 ， 煤矸石 、 煤块 、 页岩呈不 规 ４ ２０ ）０ ８年 ４月 ２ １日， 台 阶 ０ｍ～３ｍ 断面 开挖至 Ｋ ４＋ 上 １
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３６ ・ ０
第３ ６卷 第 １ ３期 ２０ １０年 ５ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣ ＴＵＲｔ
Ｖ０ ． ６ Ｎｏ １ １３ ． ３ Ｍａ ． ２ ０ ｙ ０１
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ ｛０ ０ １ ．３ ６０ １０ —８ ５ ２ １ ）３０ ０ —２
长 操 隧 道 施 工 技 术 案 例 及 疑 难 问题 分 析
张 云 飞
摘 要 ： 过 对 隧道 原 设 计 情 况 及 工 程 坍 塌 现 状 的介 绍 ， 析 了其 坍 方 的原 因 ， 讨 了一 系 列坍 方 、 形 施 工技 术 处 理 措 通 分 探 变
施， 并对处理效果作 了论述 ， 以期 为同类工程积累相关经验。
大概 内容 ： 更改 围岩类别 ， 加强一 个级别支 护 ， 减小格 栅间 该隧道于 ２ ０ 年 ６月 １ ０７ ３日开工 ， 分为进 出 口两个工 区组 织 变更 ，
径 环 开挖 ， 全隧采用 新奥法施工 ， 口 １ 段采用三 台阶施工 。其 余 距 ， 向锚 杆 改 为 小 导 管 ， 向钢 管 注 浆 。 进 ０ｍ
Ｋ１ ＋５ ３ ， ４ ８ 处 目前进 口因地质 原因 、 变形 问题 、 在注浆 加 固及 更 程处施工开挖时发生 坍方 ， 清理坍方后 ， 发现煤矿采空区巷道 ， 局 换初期支护 ， 口工区施工 正常。 出 部采空区巷 道 多处 已坍 塌 ， 多数 为鸡 窝状煤 区， 过 ２ ０ 大 经 ０ ８年
松 Ｋ１ ＋０ ０ ４ ４ ～Ｋ１ ＋ １０ Ｋ１ ４ ８ ， ４＋９ ０ Ｋ１ ４～ ５＋０ ０段 为 Ｖ 级 围 则 堆 积 、 散 。 ３
４ 当 ｔ ：０左 右 ， 准备 喷 射 混 凝 土 时 ， 侧 拱脚 在 左 ９ －Ｋ ４ ９ 段采用拱墙格栅钢架及拱部超前 似２小导管加强 ３ ６时 ， Ｅ晚 上 ９ ０ ０ ４ １ ＋９５ ． ． 坍方段纵 向长 ２ ０ｍ左右 ，当 时 发 ． 支护 ， ４ ２ ～Ｋ１ Ｋ１ ＋１０ ４＋１０段采 用 拱墙 格 栅 钢架 及 拱 部超 前 ０ ５ｍ 至拱下 １５ｍ处崩塌 ， ８ 现在坍穴上方有 ２ ２ｍ×２ ０ｍ 的空洞 ， ． ． 空洞方 向斜 向左前方接 ２砂浆锚杆加强 支护 ， ４＋９ ５ Ｋ１ ９ ～Ｋ１ ＋０ ０段 采用 拱墙格 栅 ５ ３
长约 ２ 并 沿此洞 出现坍塌 。 ０ｍ， 钢架及拱部超前 幅９ 大管棚加强支护 。Ｋ１ ＋１０ ４ ８ ～Ｋ１ ＋２ ０段 近水平 ， ４ ６ ５２ ０ ）０ ８年 １ ０月 １ 日更 换 初 期 支 护 至 Ｋ１ ８ ４＋３ １处 ， 于 ３ 由 为Ⅳ级 围岩 ， 采用 Ⅳ级 复合 式 衬砌 ， 喷 网 支护 。Ｋ１ 锚 ４＋２ ０ ６ ～ ４ ３ ～Ｋ１ ＋３ ９变 形加 剧后 停止施 工作 业 ，． ２ ４ ４ １ ０月 ２日收 Ｋ１ ＋４ ５段为Ⅳ级 围岩 ， ４ ５ 由于为岩层 接触 带 ， 为软 质岩 ， 且 该段 Ｋ１ ＋３ １ 敛观测发现 Ｋ１ ＋３ ３ Ｋ１ ＋３ １段变形 （ ４ ０－ ４ ３ 第二 次更换初期 支护 采用 Ⅳ级加强衬砌 ， 并采用拱墙格栅钢架及 拱部 ２超 前砂浆锚
４ 工程疑 难 问题 简析
６月中旬暴雨后暴露 的地表巷 道 口及对 Ｋ１ ４＋３ ６坍方 孔察 看 ， ４
推测 煤层采 空 区 的大 致走 向 １２ ｏ ）０ ７年 ８月 １ １日上 台阶 开挖 至 Ｋ１ ＋１０ 时 ， 晚 １：０ 结合当时已开挖段进 行 径 向钻孔 ， ４ ２段 当 １０ 具体走 向不 明确 ） 在 Ｋ１ ， ４＋１５ ３ ～Ｋ１ ４＋１ ５线路 左侧 ， ４＋ ７ Ｋ１ 在拱部左侧 至起拱线下部 ０ ５ｍ处 出现掉块 现象 ， １ ． 于 ２日凌晨 （ ７ ４ ２ 从 ４ ２ － ４ ８ 线 ２ ０ 始坍 塌 ， ８ ０ ：０开 早 ： ０坍 方仍 未停 止 ， 面 出现裂 缝 ， 晚上 １５开始 由左 向右至 Ｋ１ ＋２ ０右侧 ， Ｋ１ ＋２ ０ Ｋ１ ＋２ ０ 地 到 Ｋ１ ８ ４＋３４左 侧 ， １ ３ Ｋ ４＋３ ～ ４ ８３ ：０坍塌至地表面 ， 坍坑深 ５ｍ左右 ， １ 宽 １ 该处隧道 路右侧 ， ４＋２０开始 由右 向左 至 Ｋ１ 长 １ ｍ， ０ｍ， 埋深为 １ 本次为第一次 冒顶坍方 。 １ｍ，
。 杆加强支护 。Ｋ ４＋４ ５ １ ５ ～Ｋ１ ＋６５段为 Ⅲ级 围岩 ， ４ ７ 采用 Ⅲ级 复 后 开 始 变 形 ）
合衬砌 ， 拱墙素喷混凝土 ， 拱部砂浆锚杆。
５ 变更 情况
从 ２０ ０ ７年 ８月 １ －２ ０ ７日－ ０ ８年 １ ０月 １ ９日期 间共 发生 ２ ８次
３ 施工过 程
Leabharlann Baidu
地段采用上 、 台阶施工 ， 中进 口上导坑现 已施 工到 Ｋ１ 下 其 ４＋３ ２ ６ 塌体 情况 及坍 方原 因 ６
处 ， 台 阶 至 Ｋ１ ＋２ ５处 ， 砌 施 工 至 Ｋ ４＋２ ５ ， 口上导 坑 ６ １ 塌体情 况 下 ４ ８ 衬 １ ４处 出 ． 已施 工 至 Ｋ１ ＋５ ２处 ， 台阶 施 工 至 Ｋ１ ＋５９处 ， 砌 施 工 至 ４ ３ 下 ４ ４ 衬 在 Ｋ１ ＋１０ Ｋ１ ＋２ ３ Ｋ１ ４ ２ ， ４ ９ ， ４＋３ ４ Ｋ１ ＋３ ６ Ｋ１ ＋３２里 ３， ４ ４ ， ４ ６