隧道坍塌处理方案

钟家山隧道出口左洞ZK91+651~ZK91+641

段拱顶沉降处治方案

一、工程概述：

吉莲高速公路B5标钟家山隧道ZK91+651~ZK91+641段拱顶，于2013年9月6日~11日连续不断沉降。截至2013年9月11日:K91+648累计沉降量-166.2mm、K91+644累计沉降量-176mm、K91+642累计沉降量-169mm。2013年9月12日K91+642断面沉降量为-124.1mm ，经断面检测ZK91+651~ZK91+641段初支均侵线，尝试开挖掌子面Zk91+641出现掉块严重，且本段上导见多处环向裂缝，为施工安全考虑，暂停洞内上导开挖施工。

地质情况：ZK91+651~ZK91+641段地质为强风化页岩(局部夹砂岩)，黄色、黄褐色，泥质结构，片状构造，岩质软，易机械散体，遇水软化崩解，局部夹砂岩(一般2~4m内出现夹层)，裂隙发育，内侧含微量渗水，岩层倾角主呈15~250。开挖后岩层遇水层层剥离，拱顶逐渐掉块坍塌。掉块呈泥质、遇水软化、十分破碎，围岩无自稳力。

该段突水情况：2013年9月16日19：24分掌子面上导内侧股狀出水，水量约7.5m3/h。17日19：10分掌子面上导内侧水量猛增至175m3/h,该隧道为返坡隧道，5台功率为30m3/h水泵仍不能保证掌子面不积水，随调水泥罐车往洞外运水，一直持续至19日水量逐渐减少至35m3/h,掌子面上导内侧持续出水。

二、塌方处理情况

1、2013年8月27日开挖到ZK91+652后，Zk91+652-649拱部形成塌腔，

经四方同意采取：初支拱架采用I22b工字钢,纵向间距50cm，预埋回填管，加临时护拱，待稳定后泵送砼施工。

2、2013年09月04日上导施工至Zk91+641后，监控量测显示Zk91+651-641段护拱明显沉降，经四方讨论，采取：暂停上导施工；上导内侧两榀悬空拱架接至中导，护拱同样接至中导；该段护拱施作至掌子面；在该段拱部加两环5m长¢42mm注浆小导管，每排34根,注浆加固围岩施工。（具体工程量以监理确认量为准）

3、2013年09月05日打注浆小导管后，一直注浆施工至10日后暂停注浆施工。该段围岩还是处于明显下沉阶段。小导管注浆施工未能有效防止该段初支沉降。

三、现场施工及紧急措施情况

钟家山隧道出口右洞上台阶开挖至ZK91+641，仰拱施工至ZK91+679，二衬施工至ZK91+708.2。二衬至掌子面67.2米，仰拱至掌子面38米，施工中严格按照设计标准进行，及时初支衬砌，仰拱与二衬紧跟。

暂停洞内上导开挖施工；专人24小时值班，随时观察沉降情况；加强该段初支监控量测，对掌子面进行喷射20cm厚C25混凝土封闭。

四、下步沉降段处治施工方案

ZK91+651~ZK91+641段拱顶侵线严重，均需要换拱处理，为今后换拱施工安全，在该侵线段初支退后2米ZK91+653处打一排9米长管棚，在拆除该段变形护拱及初支，为后续施工做准备。管棚施工方案如下：

1、在ZK91+653位置进行施工大管棚套拱：采用I22b工字钢，做为管棚套拱架，见《大管棚立面设计图》。在工字钢上成孔φ120，孔的倾斜角度为

50。安装φ120钢管做为管棚套管，并电焊固定在I22b工字钢上，喷射第一层C25混凝土30cm厚。

2、套拱施工：钢拱架在加工场加工制作，I22b工字钢成孔φ120mm，用于安装φ108套管，倾斜角50，运到现场进行安装。I22b工字钢安装到中导坑，采用φ42×5无缝钢管为锁脚注浆小导管，管长3.5m，每榀工安钢13根进行锁脚固定钢拱架。钢拱架安装结束与锁脚注浆小导管安装并注浆后进行挂φ6钢筋网双层，钢筋网规格200×200mm。喷射C25混凝土30cm厚，混凝土配合比掺早强外加剂。

3、大管棚设计：采取超长大管棚设计，管棚钢管采用φ89×6mm热轧无缝钢管，钢管长9m，环向间距50cm。节长9m；钢管施工误差径向不大于15cm；钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm；隧道纵向同一断面处的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少需错开1m；管棚长度 L（包括套拱段），见《钢花管构造图》。

4、大管棚施工：在ZK91+665~ZK91+650回填施工平台，平台高3m用于

潜孔钻机工作平台。采用电动液压潜孔钻机1台，进行钻孔及推进钢管。在套拱前将原初衬工字钢间隙剥离，若角度遇到工字钢则在工字钢上气割成孔，然后进行钻孔，先用钻机进行成孔，先成第一环偶数孔，将加工好的φ89×6mm钢管从套管内顶入，钢管连接采用丝扣连接，丝扣长15cm，丝扣采用内丝扣。成孔一个顶入一根钢管，第一环钢管顶入后，立即进行注浆。偶数孔注浆结束后进行第二环奇数孔施工，第二环钢管顶入后进行注浆。见《大管棚立面设计图》。

5、管棚注浆：注浆泵1台；灌注浆液为水泥浆液；注浆参数为水泥浆水灰比:0.5：1，可添加早强剂；注浆压力为0.5～1.0MPa，施工中根据现场情况，确实必要时，可加大至2.0MPa。注浆结束标准为注浆压力逐步升高，达到设计终压并继续注浆15min以上；进浆量，一般为20～30L/min以下。注浆前应进行注浆试验，以调整注浆参数；大管棚注浆固结圈厚度应大于大管棚间距的0.7倍。

6.管棚施工注意事项：应按设计位置施工，钻机立轴方向必须准确控制，每钻完一孔便顶进一根长钢管。管棚施工顺序为自下而上。为保证钻孔方向准确，应运用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，当偏斜度较大时应及时纠正。

各钻孔均应做好施工记录。

五、ZK91+653~ZK91+649段侵线处理

1、第一排超前管棚施工结束后，进行观测沉降情况，待沉降基本稳定后进行ZK91+653~ZK91+649段侵线初支换榀施工，预留沉降量65cm，对侵线I22b 工字钢进行拆除更换，初支工字钢为I22b间距50cm，超前小导管纵向间距200cm一环，每环34根，环向间距40cm，拱脚设水泥垫块。

2、在上导初支换拱施工至ZK91+649时，掌子面水量减少，在ZK91+649拱顶出水，拱顶围岩逐渐坍塌。即采取反压回填，修筑施工平台后，在出水口预留排水管，对掌子面进行C25砼封闭，为下步施工安全，在ZK91+649位置进行第二段大管棚，管棚长度为18米，管棚设置方法与施工工艺同ZK91+653。

六、ZK91+654~ZK91+644段衬砌变更

超前管棚施工结束后，进行观测沉降情况，待沉降基本稳定后进行ZK91+654~ZK91+644段施工。该段初支预留沉降量调整为65cm，初支工字钢为I22b间距50cm，超前小导管纵向间距200cm一环，每环34根，环向间距40cm，拱脚设水泥垫块。

七、后续施工及安全注意事项:

1、钢拱架连接必须用螺栓连接加焊接，连接钢板与工字钢焊接、连接钢板之间的焊接都要进行满焊，才能确保连接质量。每次进度控制在0.5米即一榀工字钢内，严禁冒进。开挖过程中严禁爆破，采用挖掘机慢慢掘进。

2、锁脚小导管及锁脚锚杆必须按设计标准施工到位，拱脚位置必须坚实，将浮土松散体清除，采用预制混凝土块支垫并用喷射混凝土稳固。

3、坍塌段塌腔回填应等初支护稳定后进行，回填过程中要密切观查初