隧洞塌方的綜合處理方案

摘?要：在隧洞掘進過程造成塌方的因素很復(fù)雜，地質(zhì)因素、施工因素、管理因素等均可能造成隧洞塌方。正確分析塌方的原因，有針對性的處理措施是解決隧洞塌方的有效處理方法。本文結(jié)合隧洞塌方工程實例，采用回填砂漿、灌漿、石渣回填、管棚等綜合處理方案處理復(fù)雜塌方，同時為類似工程事故的處理提供借鑒。

關(guān)鍵詞：隧道塌方;管棚;灌漿

1 工程概況

長九（神山）灰?guī)r礦物流廊道4#隧洞為礦石運輸洞，全程1670m，隧洞出口段埋深12-30m，隧洞穿越石炭系船山組中風(fēng)化灰?guī)r，構(gòu)造發(fā)育、穩(wěn)定性差。采用小導(dǎo)管超前支護，全斷面掘進。塌方位置位于出口進洞15m，該段主要地質(zhì)為黃褐色粘土，溶蝕、泥加石現(xiàn)象明顯，地質(zhì)條件較差。

2 塌方成因分析

地質(zhì)、施工技術(shù)及管理因素通常被認為是影響隧洞塌方的主要因素[1]，經(jīng)過對4#隧洞出口段塌方的成因進行綜合分析，認為主要由以下原因造成本次塌方：

地質(zhì)因素：塌方處的地勘，與地質(zhì)情況相差較大。地層情況為粘土夾石層，夾石層垂直裂隙發(fā)育，裂隙為粘性土填充，受溶洞影響，開挖揭露后易產(chǎn)生滑移，穩(wěn)定性差，是造成本次塌方的主要原因。

施工因素：在施工過程未對該段進行超前地質(zhì)預(yù)報，且對圍巖的變化未引起高中重視，為及時調(diào)整支護方案。

管理因素：管理人員專業(yè)技術(shù)不足，施工過程缺乏有效監(jiān)督管理，盲目追求進度，忽視施工安全，也是產(chǎn)生塌方的原因。

3 塌方處理措施

恰當(dāng)?shù)乃矶此教幚矸桨缚梢杂行Э旖莸耐ㄟ^塌方區(qū)，而不恰當(dāng)?shù)姆桨?，輕則造成經(jīng)濟損失、延緩施工進度，重則造成人員傷亡[2]。盾構(gòu)法、管棚法、臺階法是隧洞塌方處理的常用方法[3]。

本工程塌方位置埋深較淺，塌方量較大，為防止二次塌方造成冒頂，采取封閉掌子面，洞內(nèi)、洞外回填空腔，再使用管棚超前支護，臺階法掘進。

3.1 塌方處理

（1）封閉掌子面。封閉掌子面采用掛網(wǎng)噴混，鋼筋網(wǎng)片采用φ6.5間距為15m×15cm雙層鋼筋網(wǎng)片，噴混采用C25噴射混凝土，噴射厚度為30cm。

（2）鎖定空腔位置。通過38m高程馬道打水平探孔和48m馬道打垂直探孔確定空腔位置和范圍，采用ZGYX420型潛孔鉆機，鉆孔直徑為φ160，共鉆進10個水平探孔，探孔布置如圖1示。

（3）空腔回填。48m高程馬道布置3個空腔回填孔，由于M20砂漿具有較好的流動性和擴散性，砂漿回填從居中孔位進行回填，另外兩個孔位作為觀察孔和排氣孔。

空腔回填過程中，對38m馬道水平探孔及洞內(nèi)已封閉掌子面排專人進行觀察，確認有無漏漿現(xiàn)場，并做好及時處理措施。

（4）固結(jié)灌漿。根據(jù)塌方情況，固結(jié)灌漿施工包括拱頂塌方松散體固結(jié)灌漿及管棚固結(jié)灌漿兩部分。

塌方松散體固結(jié)灌漿：在M20砂漿回填空腔終凝后，在48m高程馬道布置固結(jié)灌漿鉆孔，鉆孔直徑為φ90孔，鉆孔深度為13m（可確保插入塌方松散體層，位于拱頂高程之上15m），安裝直徑φ42mm熱軋無縫鋼管，進入塌方松散體層進行有效固結(jié)，小導(dǎo)管插入塌方松散體部分為花管。根據(jù)塌方范圍，鉆固結(jié)灌漿孔布置8個。

管棚固結(jié)灌漿：（見下文）

（5）管棚施工。管棚超前支護采用直徑80mm，壁厚10mm的熱軋無縫鋼尖管，管壁四周鉆直徑16mm壓漿孔。管棚施工長度16m，鉆孔30個（如圖2）。

（6）臺階法施工。塌方體開挖采用分臺階預(yù)留核心土方式“先頂后墻”[4]，開挖循環(huán)進尺控制在1m，開挖后立即初噴5cm素混凝土，及時進行掛網(wǎng)、立拱架系統(tǒng)支護，鋼拱架間距50cm，每榀拱架工字鋼架中部、底部設(shè)橫撐，拱架布置在穩(wěn)定基座上，兩側(cè)布置鎖腳錨桿。

4 結(jié)語

隧洞塌方的處理方案有很多，不同的環(huán)境采用不同的處理方案。本工程隧洞塌方地質(zhì)條件較差，采用綜合處理措施，對塌方區(qū)進行了有效的處理，安全快速的通過塌方區(qū)，給類似工程提供借鑒。

參考文獻：

[1]楊紅星，梁川，廖書杰，等.多松多水電站引水隧洞塌方原因分析及處理方案[J].人民長江，2011，42（5）：30-33.

[2]宋建波.巖體經(jīng)驗強度準(zhǔn)則及其在工程地質(zhì)工程中的應(yīng)用[M].北京：地質(zhì)出版社，2002.

[3]殷建軍，李士明，蔣沖，等.某水電站引水硐室塌方原因分析及處理措施[J].資源環(huán)境與工程，2011，25（3）：232-235.

[4]水電建設(shè)總局.SDJ212-83水工建筑物地下開挖工程施工規(guī)范[M].北京：水利水電出版社，1983.

作者簡介：王賀，碩士研究生，采礦工程師，從事爆破技術(shù)及地壓控制研究。