浅谈隧道小型塌方处理措施

浅谈隧道小型塌方处理措施
摘要：隧道施工过程中难免会出现小型坍塌、变形状况，处理难度大，对病害
处理影响施工周期较长。

小型坍塌变形主要通过反压回填、径向注浆加固、超前
注浆小导管支护、架设横撑、临时仰拱等措施进行处理。

关键词：隧道；小型坍塌；注浆；初支；加固；处理
大石岭隧道为分离式隧道，隧道净空为14.75m×5.0m，最大埋深为89米，长度约为546米，洞口均采用削竹式，隧道围岩主要以Ⅳ、Ⅴ级围岩为主，隧道范围主要以灰岩区和变质
砂岩为主。

大石岭隧道围岩破碎，地下水较发育，洞口浅埋偏压，施工难度较大，施工过程
中难免会出现小型坍塌、变形状况，处理难度大，对病害处理影响施工周期较长。

小型坍塌
变形主要通过反压回填、径向注浆加固、超前注浆小导管支护、架设横撑、临时仰拱等措施
进行处理。

现以在隧道施工过程发生的一次小型塌方及变形处理过程为案例，对隧道塌方及
换拱的处理措施进行简单介绍。

一、小型塌方简介
大石岭隧道右线出口已完成初期支护段出现塌方，塌方段落为RK129+073-RK129+063，
共10米。

岩体为强风化变质砂岩组成，呈颗粒状，松散破碎，遇水易泥化，较潮湿，局部
有滴水，实际坍塌量约1100 m³。

塌方在晚上发生，并未有工人施工。

二、塌方处理措施
1、总体思路
塌方处理施工，本着“稳固当前，先上后下，加固两端”的原则。

技术方案以“逐段稳固、
逐步揭露，各种支护结构协同作用”为主旨，在稳步处理处治坍塌的同时，确保后续施工及运营安全。

2、具体施工工序
C20喷射砼封闭→径向钢花管注浆→超前双层小导管注浆→洞渣反压回填并作为施工平台→管棚施工→人工开挖支护→超前、径向、锁脚注浆加固。

（1）封闭塌体并注浆
塌方险情出现后，采用C20喷射砼对塌渣体进行封闭，封闭厚度15厘米，并在渣体坡面上打设5米长φ42注浆小导管，间距为1.5米梅花形布置，进行注浆加固，注浆共水泥10.5吨，确保塌体稳定。

（2）径向小导管注浆
RK129+082-RK129+074段为二衬至塌方段落，为保证后期施工安全，重新施作对该段落
进行周壁加强注浆固结。

采用5米长φ42注浆小导管，环向间距为1.0米，纵向间距为1.5m，在拱部120°范围内共布设60根。

小导管管壁钻梅花孔，孔径1cm，间距15cm，导管前端做
成尖状，顶进端1.0m长度内不钻孔。

注浆终压2.5MPa，水灰比1：1，注浆材料为纯水泥浆。

（3）超前小导管注浆
在对塌方体现场勘查后，认为渣体较松散破碎，需采取措施加强注浆。

我们采用上中下
三排超前小导管进行单液注浆，上下两排超前导管采用大角度布设，通过注浆封闭需重新开
挖轮廓上下岩体，上下形成一周固结圈，使中间一排小导管有针对性的对开挖轮廓周边进行
加固，下排小导管主要对渣体加固注浆，确保开挖轮廓周边形成3米以上的注浆固结圈。

3排超前小导管共120根，范围为180°，导管长度为4.5米，采用水灰比1：1的纯水泥
浆液进行注浆固结，终压控制在2.5Mp。

通过现场观察及钻孔检测，认为注浆效果显著，岩体固结较好，能有效的保证后期开挖
顺利施工。

（4）洞渣反压回填形成工作平台
在超前及径向小导管注浆结束之后，将前期因塌方掩埋的防水板台车进行割除。

为方便
下一步管棚及初期支护施工，需在原坍塌体范围之外进行洞渣反压回填，为后期施工提供操
作平台，回填洞渣量约为300立方。

（5）管棚施工
考虑到塌方段原地质围岩较差，塌方量较大，为确保该段塌方处理施工安全，在塌方体120°角范围内施作无洞室管棚，环向间距40cm，长度12m，管棚采用φ89无缝钢管。

（6）人工开挖
注浆完成后，开始对坍塌体进行重新开挖，严禁爆破作业，开挖采用人工配合机械施工（破碎锤，风镐等），开挖预留量为25cm，每循环开挖进尺50cm。

开挖时，为防止岩面暴
露面积过大，发生滑落，需边挖边喷C20砼厚10cm封闭岩面，确保初支施工过程中的安全。

（7）初期支护
初期支护拱架采用I22b工字钢，间距由1m调整为0.5m，φ22拉杆，环向间距1m，双
层φ8钢筋网@20×20cm，采用长度5m单榀8根的φ42小导管双锁脚进行加强，径向采用5
米φ42小导管，环向间距1m，喷射混凝土厚28cm。

初期支护的参数根据围岩变化及时调整。

初期支护刚度不足或者关键部位及工序施工要
求不达标，都会使初支在薄弱位置发生鼓包、开裂或者大范围的挤入而发生大变形从而引起
换拱甚至坍塌，因此根据以往施工经验结合大石岭隧道该段塌方实际情况，总结了以下几个
方面：
①加强拱脚位置强度。

由于软岩本身强度低、破碎，法兰盘坐底不实，会导致初支整体
的下沉和收敛。

需清理法兰盘下虚渣，可以有效的约束拱顶的沉降。

②加强法兰盘焊接。

通过在法兰盘两侧加设交叉连接筋，加强法兰盘位置受力及增加前
后两榀钢架的整体性，有效控制初支面受挤压开裂。

③增加锁脚锚杆加强锁脚焊接。

锁脚锚杆主要起到支点作用，通过对锁脚锚杆与拱架采
用U形或L形Φ20螺纹钢焊接，使锁脚与拱架形成整体，另加强锁脚锚杆注浆可以固结拱脚松散岩体，改善拱脚受力环境。

④控制喷射混凝土施工质量。

初支施工质量的好坏直接关系到初支承压能力强弱，开挖
后及时初喷，减少围岩在空气中暴露时间，既可以增加立架的安全性，又能减少掉块，防止
大面积滑塌，严格把好喷射混凝土封闭作为初支最后一道工序。

（8）注浆加固
初期支护完成后，为了对该段周围岩体及前方岩体进行加固，采用每2米进行一次超前、锁脚和径向注浆施工，超前采用长度4.5m的φ42钢花管，每2米施作一环；采用长度5m
的φ42钢花管施作加强双锁脚，逐榀施作；径向依据设计参数进行施作，注浆工艺同前。

通过监控量测显示，该段施作完初期支护后，沉降及收敛值稳定，未出现异常现象。