淺埋隧道土質(zhì)覆蓋層坍方冒頂治理

1、淺埋隧道土質(zhì)覆蓋層坍方冒頂治理中國葛洲壩壩水利水水電工程程集團(tuán)有有限公司司第四工程有有限責(zé)任任公司二00五年年十二月月淺埋隧道土土質(zhì)覆蓋蓋層坍方方冒頂治治理【摘要】本文以以向家壩壩水電站站對外交交通專用用公路巖巖門溪隧隧道進(jìn)口口塌方冒頂頂處理為為例，介介紹了坍坍方原因因、坍方方機(jī)理和和處理方方法以及及坍方處處理后的的掘進(jìn)及及支護(hù)?！娟P(guān)鍵詞】淺埋隧道道 土土質(zhì)覆蓋蓋層塌塌方冒頂頂治理【AAbsttracct】Thee arrticcle is exaamplle tthatt thhougght proocesssinng ffor thee coollaapsee off caavinng f

2、for impportt off YAANMEENXII tuunneel in XIAANGJJIABBA hhydrroellecttricc innstaallaatioon ffor traaffiic wway forr a speeciaal ppurpposee outssidee, affterr iintrroduucedd thhe rreasson, thhe mmechhaniism andd thhe pproccesssingg oof tthe colllappse as alsso tunnnellingg annd timmberr affterr prroc

3、eessiing of thee coollaapsee.【Keey wwordds】TThe tunnnell off shhalllow subbmerrsioon covversstraatifficaatioon oof ssoill teextuure tthe colllappse of cavvingg hharnnesiing一、工程基基本情況況和地質(zhì)質(zhì)條件向家壩水電電站左岸岸對外交交通專用用公路巖巖門溪隧隧道全長長7166m，為為單洞雙雙向交通通隧洞，隧隧道凈空空95m。進(jìn)進(jìn)洞口開開挖斷面面寬111.722m，高高8.882m，按按上下臺(tái)臺(tái)階分層層開挖，上上臺(tái)階高高度5.86

4、mm。進(jìn)洞洞樁號(hào)KK5+0053，隧隧道軸線線與山體體邊坡走走向成斜斜交銳角角，屬偏偏壓進(jìn)洞洞。巖門溪隧道道進(jìn)洞口口處埋深深約5.8m左左右，屬屬淺埋段段隧道，根根據(jù)隧道道進(jìn)洞口口洞臉邊邊坡開挖挖地質(zhì)情情況顯示示，該洞洞段巖性性均為侏侏羅系中中統(tǒng)沙溪溪廟組的的泥巖，為為沉積巖巖，巖體體節(jié)理裂裂隙發(fā)育育且破碎碎。洞口口起拱線線上2.2m處處有一煤煤層，煤煤層厚339cmm左右，煤煤層上部部巖石為為強(qiáng)風(fēng)化化紫紅色色泥巖，節(jié)節(jié)理發(fā)育育，極為為破碎，巖巖石整體體性、結(jié)結(jié)合力差差，煤層層下部為為中等風(fēng)風(fēng)化灰色色粉砂質(zhì)質(zhì)泥巖，較較為破碎碎。邊坡坡巖石上上覆蓋層層厚度在在3-55m，局局部有66m，覆覆蓋層

5、主主要為紅紅色粘土土夾孤石石，覆蓋蓋層與巖巖石接觸觸面土壤壤含砂性性。洞口口右側(cè)有有部分土土質(zhì)覆蓋蓋層在開開挖線內(nèi)內(nèi)。整個(gè)個(gè)洞口段段圍巖節(jié)節(jié)理裂隙隙發(fā)育，且且較破碎碎，結(jié)構(gòu)構(gòu)松散，自自穩(wěn)性極極差，右右側(cè)山體體土質(zhì)覆覆蓋層非非常薄弱弱，易發(fā)發(fā)生塌方方。二、施工及及坍方情情況隧道洞口段段施工開開挖單循循環(huán)進(jìn)尺尺要求00.8mm，超前前支護(hù)參參數(shù)：超超前錨桿桿28，LL=4mm，石質(zhì)質(zhì)圍巖部部位間距距0.33m，土土質(zhì)部位位間距00.155m，排排距1.2m。初初期支護(hù)護(hù)參數(shù)：系統(tǒng)錨錨桿25，LL=4mm，間排排距1.01.00m；I18型型鋼拱架架間距11榀/00.6mm；鋼筋筋網(wǎng)600.1550

6、.115m，噴噴砼233cm。施施工至KK5+0065樁樁號(hào)之前前，隧道道右側(cè)土土質(zhì)覆蓋蓋層出現(xiàn)現(xiàn)局部少少量坍塌塌，比較較正常。2005年年12月月24日日，掘進(jìn)到到K50655樁號(hào)后后，掌子子面右側(cè)側(cè)與巖石石接觸面面的黃土土出現(xiàn)不不停往下下掉落、坍坍塌，直直至坍穿穿地表坡坡面，形形成冒頂頂坍方，塌塌出一個(gè)個(gè)凹型漏漏斗形狀狀，坍方方垂直高高度為99122m，坍體體下部為為2.227m，上部部為98.88m的橢圓圓型。坍坍方方量量約2000m33。具體體見下圖圖：三、坍方機(jī)機(jī)理、坍坍方原因因分析1、坍方機(jī)機(jī)理土質(zhì)類隧道道或洞室室開挖后后，由于于圍巖的的C、值較低低，周邊邊一定范范圍內(nèi)很很快發(fā)生生

7、松弛變變形，隨隨著這些些變形的的逐漸擴(kuò)擴(kuò)展，圍圍巖的整整體強(qiáng)度度降低，同同時(shí)土壓壓增加，進(jìn)進(jìn)而引發(fā)發(fā)局部的的塑性破破壞，在在圍巖（土土質(zhì)體）內(nèi)內(nèi)部出現(xiàn)現(xiàn)空洞導(dǎo)導(dǎo)致局部部發(fā)生坍坍塌，局局部（淺淺埋時(shí)在在地表）出出現(xiàn)下沉沉，塑性性區(qū)進(jìn)一一步擴(kuò)大大，土壓壓力劇增增最終導(dǎo)導(dǎo)致整體體失穩(wěn)，大大面積坍坍塌，這這就是坍坍方。這這類坍方方表現(xiàn)為為：坍體體為松散散的砂、土土（或碎碎石）混混合體，數(shù)數(shù)量較大大，坍腔腔形狀較較為規(guī)則則，一般般為圓弧弧形或拱拱形。2、坍方原原因針對本次隧隧道洞口口段坍方方，我們們分析認(rèn)認(rèn)為是以以下原因因：該段左側(cè)側(cè)為風(fēng)化化破碎泥泥巖，右右側(cè)為潮潮濕的粘粘性黃土土覆蓋層層，中間間形成土

8、土與巖石石的大接接觸面，因因黃土的的結(jié)構(gòu)松松散，無無結(jié)合力力，整體體的穩(wěn)定定性極差差。近期連續(xù)續(xù)十多天天陰雨，地地表水浸浸透洞挖挖斷面內(nèi)內(nèi)的黃土土，開挖挖后，黃黃土極容容易形成成坍方、掉掉落；爆破進(jìn)尺尺存在一一點(diǎn)問題題，經(jīng)檢檢查得知知，本次次開挖實(shí)實(shí)際進(jìn)尺尺達(dá)到11.71.88m。四、坍方處處理1、坍方處處理的總總原則安全，塌方方的處理理必須安安全可靠靠，做到到萬無一一失；快速，即處處理時(shí)間間最短，以以保證工工期；保質(zhì)，即保保證工程程質(zhì)量，不不得留下下任何隱隱患；節(jié)約，即整整個(gè)塌方方處理費(fèi)費(fèi)用要最最低。2、坍方處處理的要要點(diǎn)地表處理理，并做做好防排排水；防止坍坍方的擴(kuò)擴(kuò)大；坍方段段的支護(hù)護(hù)。3

9、、坍方處處理的要要點(diǎn)待坍方穩(wěn)穩(wěn)定后，對對坍腔漏漏斗四周周壁及坍坍口進(jìn)行行噴射混混凝土，厚厚度為110cmm，封閉閉坍腔四四周土壁壁，防止止繼續(xù)坍坍方。坍口地表表周圍挖挖截水溝溝進(jìn)行截截水，以以防止雨雨水等灌灌入坍腔腔內(nèi)。待坍腔處處理完畢畢后，在在洞內(nèi)挖挖運(yùn)坍方方土渣。對坍方部部位施工工初期支支護(hù)，立立拱架、打打錨桿、埋埋設(shè)排水水管、掛掛網(wǎng)噴砼砼。型鋼鋼拱架由由原設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)改改為1榀榀/0.3m。坍方漏斗斗底部再再鋪設(shè)一一層410001000的鋼絲絲網(wǎng)，噴噴砼，加加強(qiáng)坍體體底部支支護(hù)作用用。在鋼鋼絲網(wǎng)上上面埋設(shè)設(shè)兩排環(huán)環(huán)向透水水管，并并用土工工布包住住透水管管，環(huán)向向透水管管與埋原原設(shè)的排排水管

10、相相連接，使使水排到到洞內(nèi)臨臨時(shí)排水水溝中。坍腔內(nèi)用用煤渣填填充45m，以卸卸荷坍腔腔四壁土土壓。因因煤渣重重量輕且且透水，可可確保下下導(dǎo)開挖挖安全。坍腔上部部待二次次襯砌完完畢后，再再用土回回填，回回填高度度超出原原地面00.5mm。五、隧道KK50065后后段的開開挖支護(hù)護(hù) 加強(qiáng)隧道內(nèi)內(nèi)的監(jiān)控控量測，在在坍方段段洞內(nèi)再再增加一一個(gè)監(jiān)控控量測斷斷面。2、超前支支護(hù)除原原方案規(guī)規(guī)定的28300012000，LL4.5m的超前前錨桿繼繼續(xù)外，右右側(cè)土質(zhì)質(zhì)部分增增設(shè)42300012000，LL4.3m的超前前小導(dǎo)管管。超前前小導(dǎo)管管注漿，注注漿壓力力為1MMpa。見見下圖：3、隧道開開挖嚴(yán)格格按照

11、“短進(jìn)尺尺、弱爆爆破、強(qiáng)強(qiáng)支護(hù)、勤勤觀測”原則施施工，爆爆破進(jìn)尺尺嚴(yán)格按按爆破設(shè)設(shè)計(jì)0.8m/炮掘進(jìn)進(jìn)，并及及時(shí)做好好初期支支護(hù)后，再再進(jìn)入下下一循環(huán)環(huán)掘進(jìn)。4、K50655后段55m內(nèi)的的鋼拱架架調(diào)整按按1榀/0.33m。六、結(jié)語本次巖門溪溪隧道洞洞口坍方方冒頂，在在隧道施施工中，屬屬小坍方方，但耗耗時(shí)100天，影影響了工工程進(jìn)度度。對該該坍方段段進(jìn)行處處理后，該該段沒有有發(fā)生開開裂、下下沉等不不良現(xiàn)象象，說明明坍方處處理措施施是有效效的。本文為隧道道坍方總總結(jié)了一一些經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)教訓(xùn),望能服服務(wù)于隧隧道施工工。參考文獻(xiàn)隧道工程程施工要要點(diǎn)集 關(guān)寶寶樹編 人民民交通出出版社巖土錨固固技術(shù)手手冊 蘇自約約編 人民交交通出版版社公路隧道道設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范 JTGG DD7020004 人民交交通出版版社隧道施工工及組織織管理指指南