隧道塌方处理方案

锣鼓洞隧道左洞塌方段处理方案

1、隧道工程工程地质及水文地质条件

粉质粘土、块石、角砾、强风化泥质板岩、弱风化泥质板岩，岩石极限抗压强度19MPa，受F7断层影响，岩层褶皱构造强烈，隧道地层出现挤压和压扭断层，节理裂隙发育，裂隙纵横交错，层理产状不规则，岩层风化严重，局部呈软弱夹层产出，岩石经开挖暴露后极易风化变软，若初噴砼不及时，开挖面常有掉块现象。

2、锣鼓洞隧道简介

锣鼓洞隧道位于竹溪县水坪镇。左线起讫桩号为ZK193+215～ZK194+600，长1385m；右线起讫桩号为YK193+210～YK194+600，长1390m；隧道最大埋深约228m。属鄂西中山-低山丘陵区，地貌为构造剥蚀低山-丘陵地貌和构造剥蚀中-低山地貌。地表水系发达，地下水较发育，分布不均匀。地表水和地下水水质较好，对混凝土无腐蚀性。隧道区属构造剥蚀侵蚀中低山地貌，海拔高程一般约为460.0~713.0，拟建隧道穿越一座山体，拟建隧道经过区域地表地形整体起伏较大，在隧道进口有岩堆发育，直径大于200m，高差20~30m,自然坡度30°左右，岩性为灰岩。隧道施工段属于XS5a衬砌类型，长100m。

3、塌方基本情况

锣鼓洞隧道左洞在施工过程中经中交二院监测单位预警，ZK193+276~300段短时间内有较大沉降，现场处理办法掌子面停工，并对ZK193+276~300段紧贴初期支护钢拱架进行临时支撑后，经监测围岩基本稳定，洞身位于强风化泥质板岩中，岩层极粉碎，岩体自稳能力极差，极易发生塌方，施工单位正在对下沉段进行返工换拱处理，已处理完成约9.6米，2011年2月26日晚8:20许，现场在对ZK193+281~281.6段换拱时，发生特大塌方冒顶事故，洞前位置ZK193+271.6，塌体竖直位置未知，地面塌坑长20米，宽18米，塌陷深度7米，洞身埋深约38米，塌方体积约1100立方米，二衬台车关在洞内，塌方发生时，所有人员已安全撤离。

4、塌方原因分析：

依据设计图纸判断，该塌方段为富水软弱断层破碎带，强风化泥质板岩，岩石风化强烈，节理裂隙极发育，岩体十分破碎。塌方段距洞口42m，属Ⅴ级围岩，初支后的砼表面有不规则裂缝，出现地下水渗漏较少，经监控量测结果表明围岩及初支有不稳定趋势，即围岩滑移力在不断加大，加之该段已经发生过较大的沉降，岩体蠕动变形过大，内应力破坏，岩体基本无自稳能力，由于换拱时断面暂时失去支撑力，最终失稳，岩体由下往上呈漏斗状迅速塌方至顶部。坍塌物均为松散块状泥质板岩，大部分块径在1~10cm，少量为10~35cm，塌方体现在仍处于未稳定状态，在地表现场观测，地表塌穴在不断向掌子面方向扩大。

附图片1 ：锣鼓洞隧道洞顶地表塌坑

附图片2 ：锣鼓洞隧道洞顶地表塌坑

附图片3：锣鼓洞隧道洞内塌体，已压毁台架

处理方案

塌方事故发生后，引起各方的领导高度重视，经过现场的勘察、分析后，均提出自己的方案，紧急处理（各方意见基本保持一致），事故处理归结有以下二种：

紧急处理：

1、立即对洞内塌方体进行堆积土袋形成反压，防止塌方体进一步扩大。

2、洞外塌方冒顶处立即拉上警戒线，并派专人24小时值班，防止行人及施工人员掉入坑内出现安全事故。同时洞内也设置警戒线，除抢险施工人员外其他闲杂人等不得入内。

3、洞外塌方冒顶处的深坑及周边全部立即采用防水材料覆盖处理，防止雨水渗入塌方体增加土体自重导致塌方继续扩大。同时在塌坑周边开挖环形临时截水沟，阻断和引排山体坡面流水。

事故处理：

治塌先治外，后内部，洞外采用小导管对塌坑进行注浆，喷砼封闭，挂钢筋网，后回填坑洞，浇筑10-15cm厚混凝土封闭坑洞即可，洞内采用CD法开挖。

1、山体注浆锚固为主，超前小导管侧壁导坑法开挖为辅。

1）对山体塌方极其已经明显开裂处进行地表整体注浆，充填岩体裂隙

并固结，改善岩体力学性能，提高岩体自稳能力，注浆材料用水泥：水玻璃：水=1：0．6：l的混合浆液，70~100钢花管，间距1.5m~3m布置。

2）注浆完毕后，待山体稳定后，方可进行洞身开挖，采用超前Φ42注浆注浆小导管L=5m@40cm，侧壁导坑法掘进，做到随挖随支。

2、大管棚注浆超前支护为主，超前注浆小导管侧壁导坑法开挖为辅。

1）在塌方段断面后退2米施做Ф108管棚，长度30米，环距40cm，仰角5°~7°，所注浆液采用：水泥：水玻璃：水=1：0．6：l的混合浆液，保证浆液在30 s内凝固，终浆压力2．5 MPa，结合现场情况，终浆压力可适当调整，但最大不超过3 MPa。.注浆量以实际注浆计算。

2）管棚施做完毕后，观测地表沉降数据稳定后，方可进行掌子面开挖，采用超前Φ42注浆注浆小导管L=5m@40cm，侧壁导坑法掘进，做到随挖随支。