某输水隧洞塌方处理探讨

李志伟

（辽宁省东水西调工程建设局，辽宁沈阳 110003）

某输水隧洞塌方处理探讨

李志伟

（辽宁省东水西调工程建设局，辽宁沈阳 110003）

塌方是水工隧洞施工中常见事故，造成塌方的因素很多很复杂，地质因素、设计因素、施工因素、管理因素等都是有可能造成隧洞塌方的原因。本文结合隧洞塌方处理的工程实例，分析了隧洞塌方产生的原因，提出了有针对性的处理方案，并顺利通过塌方体，取得了很好的效果，为类似工程事故的处理提供了参考的经验。

塌方；原因；处理方案

1 工程概况

输水隧洞工程某标段，主洞全长29.4km，有5条支洞，总投资8亿多元。主洞包括钻爆段和TBM段两部分，其中钻爆段长度14km，主洞成洞洞径为7280*6512。在2013年9月1日1时，本标段在95+788掌子面出渣过程中，掌子面左侧出现掉块现象，伴随着拱顶滴水，掉块随后演变为间隔性塌方，直至4时30分，哗啦一声巨响，碎石渣淹没了掌子面，并滚落延伸至掌子面后7m处，塌方碎石块径较小，潮湿状，局部可见夹层充填物，初步估算塌方方量约为350m3，塌腔体为6～8m，可能还会有扩大的趋势。塌方发生过程中，掌子面暂停施工，项目部当即启动应急预案，撤离人员机械，派专人值班。塌方发生后，承包商积极组织业主、设计、监理和地质等各方人员到场，分析塌方原因，制定处理方案。

2 塌方地质情况及原因分析

2.1 地质情况

隧洞掌子面位于浑河附近，山坡脚下坡面下降的地方，埋深约45m。揭露岩性为小南沟组凝灰岩，暗红色，弱风化，层状结构，节理发育，呈微张状，泥质充填，平直光滑或起伏光滑，碎裂构造，较软岩。在95+788掌子面左侧有一条陡倾角发育的构造带，初步判断为压扭性断层，产状不明，呈张开状，平直光滑，石化黏土充填，黏土遇水分解软化。洞室地下水发育轻微，呈渗水状，局部滴水状。

2.2 塌方原因分析

2.2.1 工程地质。桩号95+788处围岩为设计Ⅴ类、实际Ⅳ类，由上述地质情况可知，塌方主要原因是因为岩体较破碎，节理构造带较发育，受爆破影响，夹层左侧开始掉落，以致围岩失稳，最终发生坍塌。

2.2.2 地下（表）水。2013年8月16日，施工所在地普降大到暴雨，刷新53年来降雨量纪录，致使地表水丰富，通过裂隙进入岩体，在地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解下加剧了岩体失稳和塌落，软弱滑动面在地下水的作用下，强度大为降低，因而发生滑塌。

2.2.3 监控量测。Ⅳ类围岩开挖后，未按施工技术要求及时进行监控量测，不能及时掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈，支护参数等没有进行及时修改，致使围岩变形过大，爆破振动加速不稳定，导致塌方。

2.2.4 开挖方式。采用钻爆法全断面开挖，并且为加快施工进度，单循环进尺较大，平均3m，受爆破振动的影响，原有岩体内部荷载应力释放较大，变形显著，围岩失稳而发生坍塌。

3 塌方处理

3.1 封闭加固塌体

用弃渣回填塌方体，留出作业平台，采用C30喷射混凝土封闭塌方体，厚度为15cm。对塌体后方5m已支护段进行径向固结注浆（固结注浆小导管采用Φ42×3.5mm热轧无缝钢管，长3.5m），以稳定岩体。

3.2 超前小导管注浆

塌方段拱部布置双层超前小导管，均采用Φ42×3.5mm热轧无缝钢管，长5m，环向间距40cm，共34根，纵向排距2.0m，第一层外插角15°，第二层外插角45°，并规定如下：①小钢管应平直，顶部成尖锥状，导管按照完毕后尾部焊接止浆阀；②管壁每隔15cm交错钻眼，眼孔直径6～8mm，梅花形布置；③水灰比：1∶1；④注浆压力：0.5～1.0MPa，在规定压力下，灌浆段的吸浆量不大于0.4L/min，灌浆即可结束。

3.3 开挖支护

运用普氏平衡拱理，应用其塌方高度计算公式，初步计算塌方高度，并观察塌方是否处于稳定，根据塌方情况具体安排进行塌方段施工和设计支护参数。采用CD法预留核心土开挖，进尺0.5m。隧道支护参数由Ⅳ类变为Ⅴ类，拱架间距由1 000m变为600mm，系统锚喷支护。

3.4 加强监控量测工作

针对塌方体附近已经施做的拱架进行监控量测，随时掌握监控数据。尤其在注浆过程中时刻进行监控量测对比，发现问题及时上报。

4 结束语

综上所述，此次塌方主要处理思路为前方封堵，后方加固，对塌方区形成合围，待塌方体相对稳定后，对塌方体表面进行喷混凝土封闭，防止塌方体滑移，然后再加固未塌方地段，防止塌方范围扩大，最后向塌方体进行超前加固，选择合理的开挖方式及循环进尺，强支护并快速封闭围岩面。虽然塌方对工期和施工成本造成了影响，但治理措施是可行的，结果是成功的。

施工过程中要养成这样的理念“关键的不是如何治理塌方而是如何预防塌方的发生”，才能减少工程的损失。预防隧道塌方的方法很多，但关键是在设计和施工阶段，要全面详尽了解隧道区的基本地质情况，充分认识围岩和支护特性及其发展变化趋势、并重视信息反馈的及时性等，对可能出现的灾害有充分的准备和应对措施，把影响因素减少到最低程度。

[1]胡建春.长河水电站引水隧洞塌方处理方案探讨[J].科技通报，2013（2）.

[2]李军伟.隧道塌方处理工艺[J].沿海企业与科技，2010（2）.

[3]闫东.隧道塌方分析及其整治[J].铁道建筑，2007（1）.

[4]郭明亮.隧道塌方原因剖析及工程对策[J].铁道建筑技术，2001（7）.

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