福生莊隧道坍塌處理方案

1、福生莊隧道坍塌處理方案(呼和浩特鐵路局 大包電氣化改造工程指揮部，內(nèi)蒙古 呼和浩特 ) 摘 要：文章介紹了福生莊隧道坍塌的施工處理方案，包 括臨時(shí)橫撐、大管棚、型鋼鋼架、小導(dǎo)管等。關(guān)鍵詞：隧道；坍塌；福生莊；隧道工程中圖分類號：U455(226) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號 ：10076921(XX)200121021 工程概況1.1 概述隧道主要位于中低山及丘陵地帶：為大青山及山前丘陵。大青山山體渾厚、高聳，地形起伏，第四系覆蓋層薄。山前丘陵河谷、山谷相間，間 歇性溝谷蜿蜒曲折。相對高差10m120m，自然坡度2080。1.2 工程地質(zhì)概況碎石土：主要分布于隧道進(jìn)出口地表，為坡積作用形成，以玄

2、武巖為主 ，有少量的大理巖，稍濕，中密密實(shí)，級硬土,=450kPa；級圍巖。礫巖夾泥巖：隧道洞身DK567+290DK567+356.4通過該地層。礫巖： 紫紅色，弱膠結(jié)無膠結(jié)，風(fēng)化層厚14m，級硬土,0=300kPa；弱風(fēng)化層，級軟石，0=450kPa；級圍巖；泥巖：紫紅色，風(fēng)化層厚14m，級硬土,0=300kPa；弱 風(fēng)化層，級軟石，0=450kPa；級圍巖，泥巖具有弱膨脹性，按膨脹巖處理。大理巖：為隧道洞身通過的主要地層，在地表也有零星出露，灰白色， 層理產(chǎn)狀 為N15E/85S，節(jié)理裂隙較發(fā)育，節(jié)理產(chǎn)狀為J1：N5080W/86N，J2：水平,節(jié)理間 距0.5m0.6m，微張，縫寬1c

3、m2cm不等，偶有土質(zhì)充填物，節(jié)理面不直，粗糙，延伸 不遠(yuǎn)，未發(fā)現(xiàn)貫穿節(jié)理。強(qiáng)風(fēng)化弱風(fēng)化，強(qiáng)風(fēng)化層厚6m8m，級軟石，0=500kPa ；弱風(fēng)化層，級次堅(jiān)石，0=1000kPa；級圍巖。粉土：主要分布于隧道進(jìn)出口緩坡前緣處，厚約0m5m,淺黃色，中密， 潮濕，級普通土,0=150kPa。粉土：主要分布于山體地表，厚約0m3m,褐黃色，中密，潮濕飽和， 級普通土,0=150kPa。塊石土：主要坡積分布于隧道出口段，厚約3m5m,灰色，成分以玄武巖 為主，余為粉土充填，中密，潮濕，級軟石,0=500kPa。粉土：主要分布于里程DK573+050至隧道出口DK573+330段階地地層中， 厚約0m2

4、m,褐黃色，局部夾銹黃色斑點(diǎn)，成分以粉粒為主，土質(zhì)較均勻，局部夾有零星小 礫石，中密，潮濕飽和，級普通土, V級圍巖，0=150kPa。細(xì)圓礫土：主要分布于里程DK573+050至隧道出口DK573+330段階地地層 中，厚約8m,灰黃色，成分以玄武巖為主，余為雜砂土充填，中密，潮濕，級普通土,0=450kPa。粗圓礫土：主要分布于里程DK573+050至隧道出口DK573+330 段階地地層中，灰黃色，成分以大理巖為主，余為雜砂土充填，中密，潮濕，級硬土, 0=450kPa。漂石土：以透鏡體夾于出口段細(xì)圓礫土層頂、底部，分別厚約0m1.5m 、0m0.5m，淺白色，成分以大理巖為主，余為雜砂

5、土充填，密實(shí)，潮濕，級軟石,0 =800kPa。礫巖：隧道洞身自進(jìn)口DK572+515至DK573+070段通過該地層，紫紅色夾灰 色，泥質(zhì)膠結(jié)，碎屑結(jié)構(gòu)，局部夾泥巖，巖質(zhì)軟，完整基巖，級軟石，IV級圍巖，=5 00kPa，風(fēng)化層厚約15m，級硬土,V級圍巖，=300kPa。1.3 水文地質(zhì)概況1.3.1 地表水沿線地表河流主要有霸王河、大黑河。以卓資縣東的山嶺為分水嶺，霸王河向東匯入黃河旗 海，屬內(nèi)陸河，熱血傳奇私服其主要支流有印河等。大黑河向西流入黃河，屬黃河一級支流。兩河平時(shí)水 量不大，雨季則河水暴漲，流量受降雨的影響明顯。1.3.2 地下水第四系松散巖類孔隙潛水：孔隙潛水根據(jù)其分布及賦

6、存特征可分為兩種。一種分布于霸王河 、大黑河河谷區(qū)漫灘及階地的細(xì)圓礫土、粗圓礫土及砂層中，地下水位埋深2m3m，受大氣 降水和地表水補(bǔ)給，水量豐富。另一種分布于大青山山前傾斜平原區(qū)及殘丘區(qū)砂類土和圓礫 土中，埋深1m30m，受大氣降水及大青山基巖裂隙水補(bǔ)給，水量豐富?；鶐r裂隙水：分布于低山丘陵區(qū)各類基巖的節(jié)理、裂隙中，主要受大氣降水補(bǔ)給，多以下降 泉形式排泄，水量大小受巖性、節(jié)理、裂隙發(fā)育程度及構(gòu)造控制，水位隨地形起伏而變化， 一般埋藏較深，水量較小。地下水對混凝土不具侵蝕性。2 原設(shè)計(jì)情況地層為第三系上新統(tǒng)礫巖，局部夾有泥巖，具有膨脹性，圍巖級別為級。Dk572+600+690段支護(hù)參數(shù)為：

7、1榀/08m的I18鋼架；結(jié)合鋼架在拱部設(shè)雙層42超前小 導(dǎo)管進(jìn)行預(yù)支護(hù)，小導(dǎo)管環(huán)向間距04m，長度40m。網(wǎng)噴混凝土25cm；系統(tǒng)錨桿長 3.5m，間距0.80.8m。二次襯砌采用級圍巖膨脹巖鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度50cm 。 其中Dk572+600+650段采用CD法施工，臨時(shí)支護(hù)中隔壁采用I18型鋼鋼架，噴混凝土采用濕 噴C25混凝土25cm，錨桿22砂漿錨桿，間距0.8m0.8m，長3m。3 施工及塌方情況截止XX年12月3日，上臺階開挖掌子面里程為Dk572+700,下臺階掌子面里程Dk572+642 ，仰拱里程Dk572+618，二次襯砌里程Dk572+571。塌方情況：XX年1

8、2月2日23時(shí)10分，該段初期支護(hù)局部鋼拱架出現(xiàn)明顯變形。XX年12 月3日2：40分，DK572+640DK572+665段右側(cè)出現(xiàn)小范圍擠突塌方，逐漸發(fā)展到大面積塌方 ，塌方體掩埋整個(gè)隧道斷面。地表出現(xiàn)大面積沉陷，沉陷處尺寸2219m。沉陷處外圍出現(xiàn) 不同程度的裂縫。塌方段地質(zhì)情況：施工段以泥巖為主，夾有砂巖，巖質(zhì)較軟，具有膨脹性，綜合判定為 級圍巖，故與原設(shè)計(jì)圍巖相符。4 原因分析本段位于淺埋段，巖質(zhì)較軟。隧道開挖后初期支護(hù)沒有及時(shí)封閉，暴露時(shí)間太長，長達(dá)6 0m鋼架沒有及時(shí)封閉，仰拱及二次襯砌沒有及時(shí)施做，導(dǎo)致初期支護(hù)逐漸變形。Dk572+640+650段原設(shè)計(jì)為CD法施工，實(shí)際為臺階

9、法，失去臨時(shí)支撐。5 處理方案洞內(nèi)塌體附近Dk572+620640設(shè)150鋼管做臨時(shí)橫撐，其中Dk 572+630640塌方影響段范圍，試做尚未施工的仰拱及二次襯砌，防止塌方進(jìn)一步擴(kuò)展， 以確保施工安全。Dk572+640665塌方段采用108管棚對拱部150范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)支護(hù)，管棚長度為30m ，環(huán)向間距為40cm。結(jié)合管棚在拱部采用42超前小導(dǎo)管注漿對圍巖進(jìn)行預(yù)支護(hù)加固，小導(dǎo) 管長度為4m，環(huán)向間距為40cm，外插角控制在30，拱部與管棚交錯(cuò)布置，縱向搭接不得 1.5m。Dk572+640665塌方段全斷面設(shè)2榀/m I20b型鋼鋼架，全斷面噴C25混凝土厚27cm。拱 墻設(shè)8鋼筋網(wǎng)片，間距

10、20cm，邊墻設(shè)25中空錨桿，長4m，1.01.0m，梅花形布置，二 次襯砌采用C30鋼筋混凝土襯砌，厚度55cm。暗挖通過后，對地表塌陷部分及裂縫處分層夯填密實(shí)，填土表面1m深處采用三七灰土夯 填，并高出原始地面，同時(shí)做好與上下游既有坡面的順接，防止地表水下滲。為防止冬季雪 水融化滲入裂縫，現(xiàn)對其頂部臨時(shí)覆蓋防水板以免地表水下滲引起塌孔擴(kuò)散，并在洞頂塌穴 外10m處外修建一道截水溝。等二襯穿過塌方地段后即對地表塌腔進(jìn)行密實(shí)回填，避免因存 在孔洞而造成再次塌方，以確保施工及將來運(yùn)營安全。6 洞身工程施工要領(lǐng)施工中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控量測，根據(jù)信息反饋，及時(shí)改進(jìn)施工方法，調(diào)整支護(hù)參數(shù)；洞身淺埋地段施工一定

11、要弱爆破，短進(jìn)尺，加強(qiáng)地表下沉量測，發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)采取措 施；施工中應(yīng)配備應(yīng)急抽水泵站，以免在一旦發(fā)生突然涌水時(shí)施工受阻，威脅施工安全；仰拱宜超前拱墻二次襯砌，其超前距離宜保持3倍以上襯砌循環(huán)作業(yè)長度。仰拱施工前， 必須將隧底虛碴、雜物、積水等清除干凈，超挖應(yīng)采用同級混凝土回填。仰拱施做應(yīng)一次成 型，嚴(yán)禁分幅施工；防水板鋪設(shè)前，應(yīng)先割除初期支護(hù)表面外露的錨桿頭、鋼筋頭等堅(jiān)硬物，凹凸不平處需 補(bǔ)噴、抹平，局部漏水處先行進(jìn)行處理。二次襯砌灌筑混凝土?xí)r，不得損壞防水板；噴混凝土和混凝土施工應(yīng)嚴(yán)格按照寒冷或嚴(yán)寒地區(qū)有關(guān)混凝土施工的規(guī)定辦理，確保施 工質(zhì)量；施工中應(yīng)分段核對地質(zhì)，如發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)不符應(yīng)及時(shí)提

12、出，以便進(jìn)行變更設(shè)計(jì)。7 施工注意事項(xiàng)該段埋深較淺，且礫巖中夾雜泥巖，具有膨脹性，施工中調(diào)整施工組織，二次襯砌緊跟 初期支護(hù)，防止初期支護(hù)長時(shí)間暴露，發(fā)生變形開裂，導(dǎo)致再次塌方。根據(jù)圍巖條件及監(jiān)控 量測資料，合理確定開挖進(jìn)尺，以確保開挖、支護(hù)質(zhì)量及施工安全。盡早進(jìn)行仰拱落底施工 ，及使支護(hù)結(jié)構(gòu)封閉成環(huán)，以減少圍巖變形，并嚴(yán)格控制落底進(jìn)尺。此處理措施還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場塌方的實(shí)際情況確定，在塌方處理過程中應(yīng)仔細(xì)核對里程及加 固段落，若有出入或發(fā)生異常，應(yīng)及時(shí)通知參建各方，處理措施根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況另行確定 。派專人全天候?qū)Φ乇砑岸磧?nèi)情況加強(qiáng)監(jiān)控，并對監(jiān)控資料進(jìn)行歸納分析，及時(shí)反饋， 以策安全。在處理過程中，堅(jiān)持按“短開挖，早支護(hù)、快封閉”的原則分段施工，開挖前對該段臨 時(shí)支撐拆除時(shí)，應(yīng)派專人對周邊的支護(hù)情況和圍巖情況監(jiān)控。落底時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對鋼架鎖腳錨桿 的強(qiáng)度和數(shù)量，切實(shí)保證塌方受影響地段的安全過渡。本段埋深較淺，施工中應(yīng)盡量減少對 圍巖的擾動(dòng)，以確保安全。立即做好臨時(shí)橫向、豎向橫撐及各種安全預(yù)案，以策安全。在注漿過程中注漿必要時(shí)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)進(jìn)行確定，以確保注漿效果及人員安全。在施工過程中必須確保結(jié)構(gòu)尺寸，嚴(yán)禁侵限。鋼架施工時(shí)