隧道塌方處理加固技術(shù)探析

1、隧道塌方處理加固技術(shù)探析摘要：對于隧道塌方來說，其原因是多種因素單一或者共同造成； 本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出隧道塌方的誘因，同時通過結(jié)合實(shí)例，提出該隧 道塌方所采取的處理技術(shù)，為同類工程提供技術(shù)參考。關(guān)鍵詞：隧道塌方；加固處理；安全措施abstract: for the tunnel collapse, its reason is many factors of single or common cause; combined with practical experience, put forward the causes of tunnel collapse, at the same tim

2、e through combining with real examples, the tunnel collapse treatment adopted technology, provide technical reference for similar engineering.key words: tunnel col 1 apse; reinforcement; safety measures 中圖分類號：u45文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號：隧道塌方分析對于隧道塌方來說，其原因是多種因素單一或者共同造成。其中與 隧道本身所處地段的地質(zhì)條件等密切相關(guān)，尤其是對于埋深較淺屬于淺埋 偏壓地段，常年

3、受雨水侵蝕，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，多呈全風(fēng)化狀。 同時坍塌段粉質(zhì)黏土本身自穩(wěn)能力較差，坍塌及洞身開挖處理后產(chǎn)生卸荷 裂隙，將土體切割成塊狀，塊體接觸面比較平整、光滑，黏結(jié)力較差，同 時受兩個多月以來連續(xù)降雨影響，地下水的下滲作用使土體軟化，i韋i巖力 學(xué)性質(zhì)降低，特別是裂隙間的摩擦力降低，致使隧道出現(xiàn)坍塌事故。另外, 隧道坍塌出現(xiàn)原因是未對隧道采取合理的支護(hù)處理。工程實(shí)例某隧道對地表塌坑進(jìn)行分層回填夯實(shí)處理，同時在隧道左側(cè)邊墻外 側(cè)施工4排e 108注漿鋼花管樁，隧道拱部施工e89超前管棚進(jìn)行加固處 理。準(zhǔn)備利用2棉iiw175型鋼作為導(dǎo)向墻施做超前大管棚，之后由于受到 暴雨影響，隧道再次出

4、現(xiàn)塌方現(xiàn)象，塌方量約為500m3,某段地表出現(xiàn)陷 坑，面積約180m2,深度約5米。根據(jù)現(xiàn)場條件、施工現(xiàn)狀以及所處段落 的地質(zhì)條件分析，擬采取地表處理與洞內(nèi)處理相結(jié)合的原則。（1）對隧道洞內(nèi)塌坑采取的處理技術(shù)。針對目前該隧道地表坍塌己 冋填，洞內(nèi)形成一個長約6m,高6.4 m,橫向弧長約5 m的塌坑，為了對 地表高壓旋噴提供作業(yè)面，必須対洞內(nèi)塌坑進(jìn)行封閉處理。首先對塌坑進(jìn) 行噴射碇多次封閉，封閉厚約30cm后采用42nmi的鋼管進(jìn)行密排支護(hù)， 鋼管靠近支護(hù)側(cè)焊設(shè)于支護(hù)鋼架頂面，前方靠近土體，再噴射栓約30cm 進(jìn)行封閉，在施作過程中預(yù)留llonrni回填注漿管，采用泵送砂漿回填密 實(shí)。（2）通

5、過對隧道洞內(nèi)的坍方體坡面采取加固處理，以有效地保證地 表處理時的安全。在進(jìn)行地表處理之前先于坍體坡腳進(jìn)行簡單的處理，并 噴15cm厚的混凝土封閉，在洞內(nèi)坍塌體采用長度不小于6米©42小導(dǎo)管（管壁鉆孔，間距30cm,梅花型布置）打入坍塌體內(nèi)，間距按10*1.0 梅花形布置，采用水灰比1： 0.6-1:1水泥漿每個孔按先稀后濃法進(jìn)行注漿處理，固結(jié)約24小時后襯砌臺車進(jìn)行退出至已襯二襯地段外約2版處。 避免地表處理時發(fā)生新的溜坍，危及地表設(shè)備和人員安全。(3) 對隧道坍塌體地表采取預(yù)加固處理。在處理坍塌體時鑒于該隧 道再次發(fā)生坍塌，并在地表形成陷坑，地表坍穴邊緣為隧道中線左側(cè)約10, 右側(cè)

6、約8m,長約15m,受坍方的牽引，地表左側(cè)出現(xiàn)多處裂縫，根據(jù)地表 開裂情況，土體均受到擾動同時均受到地下水的影響，土體變的更加松散、 穩(wěn)定性差，受施工條件限制，從洞內(nèi)進(jìn)行加固，其施工安全性及可靠性相 対較小，而通過地表對受擾動地段土體進(jìn)行加固，可改善土體力學(xué)性質(zhì)， 地表加固后洞內(nèi)施工風(fēng)險(xiǎn)相對較小，且安全可靠。對地表陷坑進(jìn)行分層夯 填，為防止大量雨水由陷坑流入隧道內(nèi)，造成人面積坍塌現(xiàn)象，故立即對 陷坑進(jìn)行分層夯填，并預(yù)留出不小于5%排水坡，在塌陷區(qū)外側(cè)設(shè)置截水溝。(4) 對隧道左側(cè)邊墻外側(cè)設(shè)置4排©89鋼管抗滑樁，間距1. 0*1. 0m, 梅花型布置，并進(jìn)行注漿。對坍塌松散體采用高壓

7、旋噴樁加固處理技術(shù)， 考慮到本隧道坍塌體范圍大部分為粉質(zhì)粘土及粉質(zhì)粘土夾塊石，整治范圍 隧道拱頂埋深最小處18m,最大處達(dá)到22mo如仍采用鋼花管注漿在所處 的地質(zhì)條件無法達(dá)到理想的加固效果。而釆用高壓旋噴注漿，施工簡便， 在粘性土及塊石土中加固效果好，可以增大土體摩擦力和粘聚力，改善其 性質(zhì)，確保洞內(nèi)施工安全及結(jié)構(gòu)安全。根據(jù)現(xiàn)場形成坍塌體以及地表裂縫情況，綜合洞內(nèi)情況所采用的處 理措施具體考慮如下：對于隧道縱向長度段20m,其坍塌物松散，該范圍 地表處理需及時實(shí)施。而dk141+240dk141+265段30m,考慮到原該已鋼 花管進(jìn)行地表注漿加固，靠近右側(cè)增加3排©89注漿鋼花管

8、，縱向間距1.0,橫向間距1.0。為坍塌體確保洞內(nèi)清方形成作業(yè)空間的安全，加固深 度控制在初支頂面，在坍塌坑范圍隧道開挖輪廓線深入仰拱底部。旋噴樁 高壓水泥漿的壓力應(yīng)大于20mpao水泥漿水灰比宜為1.01.1。在制作水 泥漿時，可適當(dāng)摻入外加劑。高壓旋噴樁施工步驟包括鉆機(jī)就位、鉆孔、 插管、高壓噴射注漿、拔管、清洗。噴射管與高壓注漿泵的距離不宜大于 50m,鉆孔位置與涉及的偏差不得大于50mm。分段噴射注漿的搭接長度不 得小于300mm。在卵石土、碎石土和角礫土等較硬的土層中，應(yīng)先采用 110mm鉆機(jī)引孔后旋噴注漿。地表預(yù)加固結(jié)束后，應(yīng)及時在地表建立完善 的地表觀測網(wǎng)，觀測網(wǎng)格尺寸1 omx

9、iomo應(yīng)對各監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行閉合測量。(5 )對隧道地表處理完成后，清理坍塌體同時在 dk141+225. 1-dk141+226. 1立3棉hw175型鋼鋼拱架,在拱架外側(cè)焊接4) 120導(dǎo)向管(間距40cm),并在每棉拱架上增加鎖腳錨管進(jìn)行加固(每棉 拱架鎖腳錨管不得小于4根，長度不小于5米，鎖腳錨管必須采用l型鋼 筋與鋼拱架焊接牢固)，最后噴射c30混凝土作為導(dǎo)向墻使用。超前大管 棚采用4>108鋼管，設(shè)置范圍為拱部180°范圍內(nèi)?？紤]到鉆機(jī)工作臂長 5m,二襯已施作至dk141 + 223. 1,空間較小,大管棚外插角較大，達(dá)22° 左右，但此環(huán)大管棚必須穿過坍塌

10、體，故管棚長度取20m, .1換拱過程中 防止因管棚下方土體掉落，根據(jù)旋噴樁施做固結(jié)效果，配合單或雙層"42 小導(dǎo)管支護(hù)。第二次管棚施作，必須確保大管棚搭接不小于5 m,在 dk141+234開始施作一環(huán)20 m長的4)108大管棚。環(huán)向間距40cm,設(shè)置范 圍為拱部140° ,外插角5。左右。(6)對隧道采取三臺階法開挖坍方段，每級臺階長度不超過3叫其拱腳處須擴(kuò)大至60cm,拱部根據(jù)人管棚及高床旋噴樁成樁加固效果，根據(jù) 開挖揭示是否采用單或雙層超前小導(dǎo)管，超前小導(dǎo)管采用42鋼花管并壓 注水泥漿超前支護(hù)；型鋼在坍塌體范圍段（即dk141 + 224.6dk141 + 232

11、.6 段）采用 hw175 型鋼，鋼架間距 0. 5m； dk141 + 232. 6-dk141 + 236 段）采用hw175型鋼,鋼架間距06m,段;dk141+236-dk141+246鋼 架采用i22a型鋼，間距0. 6m, dk141 + 246 z后根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)及地表 加固效果再定采用118 a或i20a及其間距。每處拱腳設(shè)不少于4根鎖腳 錨管，二襯在第二環(huán)大管棚施作后應(yīng)及時施作dk141 + 223. 1-dk141 + 229. 1段二襯，確保施工時坍塌體安全。隧道塌方處理效過程的安全措施對于隧道塌方處理來說，隧道本身的安全性不滿足才導(dǎo)致塌方的出 現(xiàn)，因此在處理隧道塌方過

12、程中，采取有效的安全質(zhì)量保證措施是隧道塌 方處理的重要保障。對參加處理施工的施工人員，進(jìn)行安全質(zhì)量教育，增 加安全質(zhì)量意識，提高施工人員的技術(shù)水平；同時對隧道塌方處理的每道 工序應(yīng)當(dāng)對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，使施工人員知道所施工的工程規(guī)范要 求和標(biāo)準(zhǔn)，并把要求和標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)到位，控制在誤差范圍內(nèi)；對于塌方處理 所采用的各項(xiàng)材料，必須是經(jīng)過檢測合格材料，否則一律不得使用；同時 應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行檢查報(bào)驗(yàn)程序，在處理塌方的每道工序施工完后，經(jīng)自檢、 互檢、專檢合格再報(bào)監(jiān)理復(fù)檢合格后同意進(jìn)行下道工序施工，方可進(jìn)行下 道工序施工；在整個隧道塌方處理過程中應(yīng)當(dāng)必須有一名安全員全程跟班 作業(yè)，觀察掌子面如發(fā)現(xiàn)異常情況立即組織施工人員撤離，防止發(fā)生安全 事故。同時在處理塌方過程中，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)塌方段圍巖監(jiān)控量測，塌方段 每3米設(shè)一個監(jiān)測點(diǎn)，處理完成后立即布設(shè)。一開始每4小時量測一次, 并做好記錄，及時反饋數(shù)據(jù)，隨時掌握圍巖變化情況，采取措施，確保施 工安全。結(jié)語通過對本隧道塌方處理，加強(qiáng)了施工措施，從工程實(shí)踐上取得了較 好的效果，隧道已經(jīng)順利施工，有效地滿足設(shè)計(jì)要求。結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，筆 者建議對于隧道塌方處理應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)是穩(wěn)定圍巖、固結(jié)塌體、同時采取