某隧道塌方處理技術(shù)方案

1塌方情況介紹吉林省某隧道在掘進(jìn)到K8+023時(shí)，突然發(fā)生了大塌方，塌方縱向長度為22米，原來開挖完成的段落中已經(jīng)架立的拱架也扭曲變形，坍塌碴體堆積在隧道全斷面內(nèi)，從外側(cè)無法看出塌洞情形。根據(jù)坍塌巖體明確看出該段為煤矸石地層，巖質(zhì)為碳質(zhì)頁巖,碳質(zhì)泥巖夾砂巖,巖體呈典型的石夾土狀結(jié)構(gòu)，巖石呈碎屑磷片狀，有光澤，遇水軟化，用手極易扳斷。該斷層處地表等高線密集，高差變化較大，在縱向20米的塌方段，埋深從36米下降到24米。省專家組和業(yè)主共同對該段地質(zhì)進(jìn)行了物探，物探采用高密度電阻率法勘探進(jìn)行。該方法是以巖土體的電性差異為基礎(chǔ)，通過向地下供電建立巖土體中穩(wěn)定的電流場，通過探測和研究巖土體中傳導(dǎo)電流的分布規(guī)律，從而探測出巖土體塌方區(qū)的位置及規(guī)模。測線布置如圖1：（詳見后附件）高密度電阻率勘探方法是一種陣列勘探方法，其現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)量大、信息豐富、而且對地電結(jié)構(gòu)具有一定的成像功能。因此，巖土體中的裂縫、洞穴、不均勻體、軟弱層等在探測成果圖上均有較明顯的直觀的反映。測線1－1剖面位于未開挖段，該段上部巖體中存在一斷層破碎帶，在其右側(cè)有一斷層面，且?guī)r體中富含水，因此對開挖也將產(chǎn)生不利影響。測線2－2剖面位于隧道塌方段，該段隧道上部存在一塌落帶，塌落帶內(nèi)下部為松散破碎的塌方體，上部為巖性稍好巖體，但受塌方影響，也已產(chǎn)生較多裂隙，兩者之間沒有明顯分離、沒有明顯空區(qū)，因此一并將其稱為塌落帶。在塌落帶右側(cè)存在一由塌方引發(fā)的張裂隙。測線3－3剖面位于隧道出口側(cè)已開挖段，該段隧道上部巖體中存在一破碎帶，該破碎帶可能為原生破碎帶也可能是受塌方影響產(chǎn)生的破碎帶?？睖y資料表明此處隧道塌方是由于在隧道進(jìn)口側(cè)未開挖段上部存在一斷層帶，在出口側(cè)已開挖段上部存在一巖性變化接觸面，由于開挖的影響，使這兩個(gè)弱面之間的巖體下落，產(chǎn)生塌方。2塌方區(qū)處理基本原則根據(jù)勘測資料，專家們分析后得出結(jié)論，必須從地表進(jìn)行注漿，并在隧道內(nèi)施工大管棚，并以小導(dǎo)管配合注漿，邊開挖邊進(jìn)行觀測，做到穩(wěn)扎穩(wěn)打，逐步處理的效果。根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)和現(xiàn)場情況，我們制定了三步走的處理方式，第一步是從洞外運(yùn)土分層堆碼砂袋進(jìn)行反壓坡腳，先對碴體表面噴射砼封閉保護(hù)。在碴體以外的段落進(jìn)行仰拱封閉及二次襯砌施工，盡量縮小塌體后方圍巖影響區(qū)域，同時(shí)，對不能襯砌而初期支護(hù)已經(jīng)開裂或變形的段落進(jìn)行噴射砼和環(huán)向注漿補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)；確定圍巖基本穩(wěn)定后，第二步以地表注漿和超前大管棚為主，地表注漿范圍以穩(wěn)定塌體區(qū)域?yàn)樵瓌t，大管棚長度為50米，并以超前小導(dǎo)管配合，處理坍塌碴體及空洞，及對四周圍巖進(jìn)行加固；第三步主要是坍塌碴體的重新開挖和重新支護(hù)。凝某舞3僑錄塌方區(qū)處理實(shí)裂施方案癢更迫3.1賀這后方圍巖補(bǔ)強(qiáng)廈在后方未碰穩(wěn)定區(qū)域，確朗定了不能立即閘襯砌的段落，協(xié)環(huán)向打命入血Φ裁4顛2術(shù)小導(dǎo)管作為注武漿管，注漿管除長度許以董5積米為宜，間距慶為俱6否0滑㎝驗(yàn)×6疲0戲㎝，注漿軌用散1滅：食1尾的水泥凈漿，膚主要針對圍巖疏裂隙及受塌方煙影響變形擾動(dòng)起的松散體。注莊漿后，根據(jù)監(jiān)明控量測數(shù)據(jù)來豈看，后方圍巖剖已趨于穩(wěn)定，拼可以進(jìn)行下一詞步施工方案的唇實(shí)施。豬味乞3.2醒翁地表豎向錨桿蓬注漿薄先對地表竿和隧道內(nèi)的土券石質(zhì)特性進(jìn)行襲了試化驗(yàn)，基遭本了解了該種歸地質(zhì)的特性，富確定了基本的陵施工方法和工騙藝。其施工工雹藝流程為扣：炎賴灣鉆孔及安裝注動(dòng)漿管抵燙戒1甚)皂鉆孔過程中，勞如個(gè)別坍孔較想嚴(yán)重，不能成風(fēng)孔，該處可以朝先不鉆孔和安寶管，待其它位猶置孔位安裝并奴注漿完畢后，通在漿液初凝后貨，再補(bǔ)鉆剩余愿的孔。鉆孔結(jié)抗束后，及時(shí)清布孔，塞緊孔口驗(yàn)，防止雜物堵俗孔榆,鎖致使鋼管無法黎正常安裝。脊麥途2劇)距根據(jù)地表實(shí)測役高度加工長度恨不等煙的死Φ諸42*3.5撈m繞m多無縫鋼管，并秋在無縫鋼管上羽打壓漿孔。鋼羊管加工長度根潤據(jù)實(shí)測洞頂覆驗(yàn)蓋層厚度確勉定記,臘下端至隧道開滔挖輪廓線賺外互5冠0參㎝，地表出露準(zhǔn)鋼燃管牽20c搖m廉?，F(xiàn)場拼接時(shí)杠要防止斷管并部保持安裝順直常。堡袋蘆3朗)田施工止?jié){盤：總將下好的鋼筋尊網(wǎng)片進(jìn)行現(xiàn)場南拼接，并與鋼木管焊接在一起暑，保證鋼筋網(wǎng)索的整體性。然偏后進(jìn)行噴射宿砼蒼1錯(cuò)5適㎝連,載封閉山體表層呀，并基本保持粒與原始地形一慢致敢(均詳見后附件棕圖含2墳)汁。委政配制漿液品注漿以劈樓裂注漿為主，脈滲透注漿為輔值。滲透注漿主散要通過漿液與溫地下水形成具救有一定強(qiáng)度的差聚合反應(yīng)物，和加強(qiáng)巖體顆料促間膠結(jié)，陰塞慢滲水通過，防鬼止顆料流失造賀成巖體結(jié)構(gòu)破圓壞并止水，劈成裂注漿則通過換高壓劈裂擠密鋒軟弱巖體，利窯用強(qiáng)度較好的晃漿液凝固體在蛾軟弱層面形成寺骨架，約束巖祖體變形，提高硬巖體的整體穩(wěn)肅定性，同時(shí)用兵漿液置換巖體危中的飽水空間擇，整體上提高驟巖體抗水軟化鮮能力。從現(xiàn)場密情況來看，地伴表巖層屬于軟姓弱松散體，注珍漿效果要求主痰要對隧道拱頂堅(jiān)以上進(jìn)行填充腰，來作為永久您性的加固體，伴應(yīng)以滿注和高符強(qiáng)度為前提，淚依據(jù)上述原因暖，設(shè)計(jì)注漿參盤數(shù)如下：柜注漿漿液他采用水泥單液眠漿，水灰比北為許1緊：昂1夢。僻銹爆哨單孔注漿量饞：浴0.8H(m夜3樹)心；證泄貪堪注漿速度缸：旗90槍L席／寄mi當(dāng)n棟；餡駱土疫注漿初壓限：擊0.舞5摔～站1MP底a段；明屢出販注漿終壓任：策2支～虛2.5Mpa蜻,扁在補(bǔ)注時(shí)調(diào)整強(qiáng)到冠3.仇5儉～肝4MP父a衡；營妹議刷注漿釣啄全1腳)卷建立注漿站：鑄在施工區(qū)域附趴近建立三區(qū)一色帶，分別為材緒料供應(yīng)區(qū)，漿獵液拌合區(qū)，系哈統(tǒng)壓漿區(qū)，運(yùn)街輸供應(yīng)帶。（宴詳見后附件窩圖遺3設(shè)）牛2匠）確定注漿量韻：對有代表性句的孔位進(jìn)行注古水試驗(yàn)，確定抗巖土的孔隙率篩為墾0.8罵,株填充率臨為烈90炭%寒，由此來調(diào)整裳注漿參數(shù)，確趣定注漿量的大痰小、速度和注慨漿壓力。著希撇3徑）注漿：注漿它時(shí)，遵從從低舉處向高處注漿榨，從外向內(nèi)注旗漿的原則，盡杰量減少相鄰注業(yè)漿管串漿現(xiàn)象供發(fā)生，并設(shè)專巡人盯注壓力表患的變化，防止攜堵管和注漿管食的脫管。在注偽內(nèi)排孔時(shí)，適洪當(dāng)提高注漿壓瘋力。在達(dá)到預(yù)思計(jì)注漿量后，淺即可換管另注階。在未達(dá)到設(shè)貫計(jì)注漿量時(shí)而潑壓力達(dá)到預(yù)定護(hù)值時(shí)，進(jìn)行原報(bào)因分析，確定深已飽和時(shí)，才棕能換管另注。圣有時(shí)發(fā)生竄管勸，漿液從其它扭管中冒出時(shí)，慨馬上停止注漿參，盡早補(bǔ)注出郵漿管，否則要棍補(bǔ)充鉆孔。鏈?zhǔn)┕C(jī)具愁如誼表三1漆所樹示乳今危表足1牧率地表注漿施工斗機(jī)具表疏序資號曠如設(shè)備名芒稱毀騎型引號片平單并位脂餡數(shù)素量眉添備沿注肯蜓1雀冷鉆楚機(jī)瘡KQJ9突0趟支架筋式深早臺驢3踐2胞桃風(fēng)動(dòng)鑿巖究機(jī)辟YT28地慨臺顛2隨3棉來水泥砂漿攪拌罪機(jī)話JQ35納0須立式攪拌疲機(jī)次筋臺怒2洲4尿犬斗端車聞犯剩個(gè)賊6穿5殊搞壓漿辣泵觀2TGZ-汁200/15念0鼻型帶瞇臺互2婦90L厚/min請6前敘儲漿盯筒劍有自屯制叼挪個(gè)萄2閣7監(jiān)介分流倉器鐮蛾自講制規(guī)歇個(gè)驟1句差三個(gè)分業(yè)嘴療獵司效果檢測慕址講1貪)撐第一輪注漿結(jié)攻束后，會同業(yè)馳主、監(jiān)理及設(shè)吉計(jì)方進(jìn)行現(xiàn)場鏟取芯抽檢。兼復(fù)暈2凝）高壓補(bǔ)注：淋在檢測到遺漏鼠區(qū)域后，要及克時(shí)進(jìn)行第二輪變高壓補(bǔ)注，并曾在補(bǔ)注完畢后魄，進(jìn)行第二次爹檢測，可采取密灌注高壓水法津。經(jīng)測定檢查熔孔的吸水量（巨漏水量）均小丑于閥0.5L/m喉in·牲m么。全部符合設(shè)岸計(jì)要求。暑炎嗽3.3絞魂大管棚施工納催煎袋紛工作室及導(dǎo)向尿管的修建與安寺裝唇掌子面向泄前掘進(jìn)時(shí)，在買開挖線向外擴(kuò)若挖籃8脫0鍵㎝幅,哪設(shè)置長度插為以3.議5也米端,味寬度昏為裝1禁3胸米的鉆孔工作問室。雅導(dǎo)向管是恢控制成孔方向界使之不偏斜的課主要手段，導(dǎo)徒向管長度不小尚于以2.0m刮，采堪用煩ф倘150mm粒鋼管加工，經(jīng)藍(lán)精確測量后一御端焊接在鋼拱途架湊上滴,豬另一端打入掌廢子面內(nèi)趕3巷米獄,坐并噴混凝土固售定。變摘哭掛掌止?jié){墻建立喇由于一般厭設(shè)立止?jié){墻是悟做混凝土拱，得圬工大，施工貓及拆除都比較助困難，故在本蜘隧道內(nèi)，可因椒地置宜，在已瑞開挖的上導(dǎo)坑肝掌子面上，鋪鐵設(shè)鋼筋網(wǎng)，鋼躺筋網(wǎng)垂直于隧李道斷面，周邊并與原設(shè)計(jì)的超漸前錨管焊接，摘網(wǎng)間旱距咳2汽0耀㎝，噴射爹砼鐮1秀5波㎝，這樣施工母后，既保證了模掌子面的穩(wěn)定翅，又施工了止診漿盤，在隨后看的注漿過程中餃，掌子面較穩(wěn)燃定，滿足了施勢工需要。妖粉泊扁鉆機(jī)安設(shè)及定集位劇嚼呢1)鋪囑鉆機(jī)平臺采用烘枕木搭建，高痕度易調(diào)整。根友據(jù)管棚孔的位括置，分層加高物鉆機(jī)平臺。州壟憑2)躍諸安裝鉆機(jī)。進(jìn)嶄鉆前，以極坐敏標(biāo)法在掌子面細(xì)標(biāo)定管棚孔位理。鉆機(jī)平臺要視穩(wěn)固，預(yù)施壓夢一定的重錘量屋,斗保證鉆機(jī)安裝軍牢固。召成質(zhì)3封)葬鉆機(jī)定位。鉆?？追轿灰蟾〒?jù)線路中線與勾管棚工作室的吼位置確定，必惑須精確核定鉆缸機(jī)位置。架立殘鉆機(jī)時(shí)用經(jīng)緯遞儀、掛線相結(jié)青合的方法，確信保鉆機(jī)軸線與丟管棚設(shè)計(jì)軸線局相吻語合歉,愉在施工時(shí)不斷置調(diào)茶整剩,孫保證不偏擴(kuò)移謊,府不下沉。去賓剖精菜管棚孔鉆進(jìn)當(dāng)由于鉆孔痛較長，而且是批由軟弱圍巖向耗松散塌方體方事向鉆鏟進(jìn)啄,剖故鉆孔時(shí)必須恒采用套管護(hù)壁袍和跟管鉆進(jìn)技六術(shù)。由于我們姨已預(yù)先埋入白了拘3肆米長樹的臭φ六15劫0暑定向傷管胡,拖在第一段施鉆武時(shí)地,鍵先獎(jiǎng)用歐φ蹲12花0太鉆頭鉆午進(jìn)魚,趟粘φ輕12萌7艦套管跟嚷進(jìn)黎,加鉆進(jìn)深度介為挎1綁5柏米粒后屯,黨退出鉆桿。由抱于向前施鉆惑時(shí)掙,玉進(jìn)入塌體霉區(qū)削,村我們用用帶鉆辭頭的鋼管直接證鉆譽(yù)進(jìn)湯,杰直至頂?shù)皆O(shè)計(jì)屑位置。然后取懲出套控管膨,塊對管口焊接注獨(dú)漿閥證門鞏,蜻對管壁與圍巖爭之間的空洞進(jìn)曠行堵塞。先鉆扒上部臺管劉,佛再鉆下部飼管槍,秘高度上通過枕折木調(diào)整，大管驢棚布置方式投詳見后附件湯圖血4描，施工方式纖詳見后附件吼圖誦5授。孝內(nèi)榴注漿申：泛城由于考慮桂到大管棚注漿忘的局限性，而母坍塌碴體與原于架立拱架之間吐不可避免出現(xiàn)饞較多較大的空別洞，如何使大斃量漿液充填到死有效空間內(nèi)，竭是本次注漿的軋關(guān)鍵。根據(jù)探滿測儀的檢測，摘對塌方體之中多的空洞大小進(jìn)漸行了描繪，發(fā)駱現(xiàn)在隧道內(nèi)已鴨支護(hù)完的拱架鼻內(nèi)有大量空洞屈，而碴體內(nèi)的鉗注漿以后還要久清難除漁,仍大量注入雙液火漿可能代價(jià)較缺高，經(jīng)過同等療條件下測定，或漿液在松散碴項(xiàng)體中的擴(kuò)散速爛度約娛在敲0.02m3曠/s駝,夠于是我們第一技步采取價(jià)格相擦對便宜的水泥絡(luò)砂漿，用間歇?jiǎng)┦阶{法注凝入股,隆使?jié){液盡量不除流入空洞內(nèi)，姓在注漿時(shí)發(fā)現(xiàn)墻壓力長時(shí)間不漏上升時(shí)，則是翠有可能注入了旱空洞，則停下鄙來冤,炊待到初凝后，也再注，并反復(fù)縱換管注漿，則甜原先的泄?jié){通歇道逐漸變小并駁最終堵塞，漿秋液即在管棚周主圍均勻擴(kuò)散，駱基本上控制了宮大量的砂漿在鑄碴體內(nèi)凝固，效減少了漿液的腎流失。等到注黃入壓力達(dá)到預(yù)巖計(jì)壓力時(shí)，進(jìn)藏行第二步注漿溉，注入雙液漿擺，控制凝結(jié)時(shí)定間，使?jié){液流債動(dòng)距離不超克過土2撕米。第三步（康在隨后開挖碴押體時(shí)介紹）為籌超前小導(dǎo)管配瞧合注漿，用超勵(lì)前小導(dǎo)管配合光進(jìn)行高壓充填笑式壓入粘稠的歲水泥凈漿，對田開挖線外未完辨全凝固的碴體輝進(jìn)行補(bǔ)注。測蘆歇1碼)徑雙液漿注漿參戰(zhàn)數(shù)的選擇：箭豎嬌棋注漿擴(kuò)散半徑梁：路0.授3碰～簡0.4茄m僵；故失謙備注漿速度斷：搞50轉(zhuǎn)L帝／娃mi背n隸；直腳株爪凝結(jié)時(shí)間夾：鹽30乎2磚～籮5六2面；通龜嘗緩注漿終壓低：吩0.違7么～莫1.5MP找a技；脈指肺咱W喚／美C吉：愿尤1筋：梳1升；豆鼠狡旁水玻璃：波美沖度椅4坊0譜，模渣數(shù)雹2.6爆再怎益水泥漿：水玻杯璃（體積比）翠：臥1私：仗1煩克義2)暫闖注漿管的設(shè)置倚。旦注漿采用分段幸后退式注漿，闊利用自制的注兔漿套管與管棚些用套絲連接，奴注漿套管上準(zhǔn)蜂備由出氣管與惑進(jìn)漿管，由閥膨門來控制開關(guān)著，壘詳見后附件錢圖鑄6裂所示。然后安緒裝羨20m弱m螞塑料管作為排歷氣管，連接注含漿管等各種管產(chǎn)路，利用錨固崇劑封閉掌子面眼與管棚間的孔趁隙，防止漏漿撤。關(guān)閉孔口閥呆門，開啟注漿澡泵進(jìn)行管路壓疤水試驗(yàn)，如有女泄漏及時(shí)檢修酒，試驗(yàn)壓力等未于注漿終壓。般送悠都崇設(shè)備材料及人儲員組織塞設(shè)備材料升有撲：雪M澇K俗—腦5深型工程水平鉆六機(jī)兩臺功，砍B策W稠—揭15紅0同型注漿泵兩臺維，藥UBJ-柔3帖型注漿泵一臺狼，自制攪漿機(jī)往一臺慢，勇25廉0霧型攪拌機(jī)一臺部，盛漿桶兩臺村，空壓機(jī)一臺娛，依HC-T代徐凝結(jié)時(shí)間可調(diào)扶注漿材料、普于通硅酸鹽水泥屆、殖4勢0涉波美度的水玻研璃及帶有套絲征的竹Φ杠108×6m準(zhǔn)m矩鋼管若干，方尖木、鋼扒釘、覆塑料管、木板障、注漿管、三鞭通管若干。顛人員組織?。嚎煞謨蓚€(gè)工謊班進(jìn)行作業(yè)，娃每工昨班滔1矩5訪人。其中：施抓工指尖揮哨1膜人，施工技術(shù)拘指天導(dǎo)延1廢人，測量母工浴1校人（負(fù)責(zé)布孔莊、定位、量測腹），工口人舒8掌人（負(fù)責(zé)破孔鴨、移動(dòng)鉆機(jī)、兵裝卸鉆桿、安孩裝鋼管、拌漿樣注漿等），電外焊牛工軟1飾人，鉆機(jī)司攝機(jī)棗2哪人，材料調(diào)生度鉛1歸人。笨隔該3.4筐初坍塌體開挖施該工理愉團(tuán)喇超前小導(dǎo)哀管嗓晃在管棚施貪工完畢都后面,替預(yù)先打入超前植支護(hù)小導(dǎo)總管食,冶主要針對管棚推注漿未能進(jìn)行狂完全充填的部楊位。小導(dǎo)管每揉三米一鍵排省,貝每齒排氣3分4椅根涉,樂每根長度殿為循4.壽5輩米鍬,刃仰角歪為貌5壇度箭,聽小導(dǎo)管從架立南的拱架腹部穿腥過稍。閱淋要實(shí)現(xiàn)從廳坍塌碴體下部塵開挖，必須在牲開挖線以上使影碴體形成厚度粉超過總3黃米己的一個(gè)注漿固掩結(jié)圈，由于大千管棚注漿范圍或有限，形成有缺效的注漿加固擇圈有一定難度蛛。所以必須對鳥未完全固亡結(jié)的碴體進(jìn)行感二次注漿。從椅開挖情況來?？次?扯大管棚前期注王漿效果較供好卷,獨(dú)開挖時(shí)碴體凝竊固漿體較多，客但在后半段來套看，并不理想?yún)s，補(bǔ)注量較大掙。己注入時(shí)，慎