浅谈隧道初支下沉处理

周树荣

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司(陆通监理公司))

1 下沉原因分析

2011年7月至9月间zk40+890—918段拱顶沉降迅速且累计位移量很大，初支混凝土已侵入二衬14～55cm，初支混凝土面环向裂缝较多，最大裂缝宽度达到40mm，初支出现大面积剥落现象，洞顶地表出现裂缝，裂缝宽度达到15cm。

根据地质勘查资料及洞内施工情况分析该段初支下沉原因如下:该段地层由泥岩、砂岩、以及煤层组成，层位不稳定，围岩松散破碎，夹有松散煤层，伴有渗水，自稳性较差，洞顶左侧存在塌方堆积体，对隧道产生偏压影响，综合以上原因导致该段初支下沉侵限。

2 侵限处理方案及技术措施

(1)对洞顶塌方体进行清理整平，减少偏压影响，对已开挖边仰坡采用L=12m锚杆框架梁防护，对左侧边坡塌方处先采用浆砌片石嵌补，防止再次坍塌。

(2)初支下沉段采用换拱处理，换拱前先对需拆换拱架段采用临时拱架加固，用以加强原衬砌支护，防止注浆过程中原初期支护喷射混凝土崩裂或拱架出现大的变形，确保施工安全。

(3)对该段进行全环注浆加固，注浆管采用φ42×4钢花管，花管前端加工成锥形，尾部留50cm不钻孔，作为预留止浆段，L=4.5m。环向间距1.0m，纵向间距0.5m，浆液采用1∶1水泥浆，注浆压力0.5～1.0MPa。为保证注浆效果，采用止浆阀门止浆待浆液初凝后再卸下阀门，用块凝水泥砂浆封闭管头。

(4)换拱应逐榀分段进行，采用I20工字钢，间距0.5m，每榀分段长度控制在0.5m。为保证施工安全，拆换拱时应自上而下凿出原初期支护并在原设计开挖轮廓线的基础上将预留沉降量增加至28～40cm，初喷4cmC25混凝土，安装新拱架施作锁脚锚杆和纵向连接筋后复喷C25混凝土至设计厚度。新钢架材料规格于原设计保持一致，锁脚锚杆采用φ76×6钢花管，L=6m，每端2根，纵向连接筋采用φ22HRB335连接，间距1m。置换后的工字钢与环向注浆小导管焊接起来。施工时应注意保证拱架接头连接质量及拱架安装质量。

(5)钢筋网在拱架安装后施工，网片尺寸应按设计要求加工，应在初喷后安装，钢筋网应与拱架点焊在一起，使钢筋网在喷混凝土施工时不晃动并能与拱架形成整体。喷射混凝土应按设计配合比制作，强度必须符合设计要求，施工时为控制回弹量应控制好风压，喷射方向与岩面垂直，应自下而上分片进行。喷射混凝土不得出现脱落露筋等现象，且表面应平整圆顺。

(6)应加强监控测量，特别是已经完成置换的初期支护，重点是拱顶沉降和周边收敛两项，对量测数据及时进行分析处理，对出现的问题及时处理。

(7)及时施工仰拱，在有工作面情况下且初期支护基本稳定后及时施工二衬，长度不宜超过3m。

3 安全措施

(1)所有进入隧道施工现场的人员，佩戴好安全防护用品。

(2)操作空间尽量不要放置杂物，做到有情况施工人员能够无障碍迅速撤离施工现场。

(3)现场施工时，设专职安全人员在场监视围岩变化，用哨声通知作业人员撤离。

(4)施工期间，现场安全员和技术人员对各部支护定期检查，当发现测量数据有突变或异变时，立即通知现场负责人，采取应急措施或通知施工人员撤离危险地段。

(5)加强围岩开挖后监控量测，根据量测数据分析结果，反馈指导施工，保证开挖和换拱的安全和质量。施工中，指定专人对洞内围岩及洞顶地表位移变化情况进行观测，出现异常情况立即停工处理。

(6)在施工段设置高压救生风管，现场标示逃生方向，施工过程

4 注意事项

(1)换拱处理工序繁琐，各工序要求衔接紧密，施工中应按部就班，精心组织，统筹安排，不可为赶工期盲目施工

(2)拱架拱脚处虚渣应清除干净，不能悬空，为防止因下台阶变形初期支护拱脚悬空距离过长而产生安全隐患，每次拆换不超过2榀

(3)换拱前的环向注浆加固是方案成败的关键，施工时应严格按照规范要求施工，严格控制注浆量及枝江压力，根据P-Q-T曲线图及钻芯取样分析检查注浆效果，入未达到要求应重新补注。

(4)施工中应严格控制锁脚锚杆及纵向连接筋与拱架的连接焊接质量，尽可能增加焊点面积，确保焊接牢固。

(5)仰拱开挖后应及时对仰拱基底做物探，探明拱底下是否存在采空区，如存在采空区应按照设计要求进行加固处理。

(6)二衬施工前应按审计要求完成隧道防排水工作。对于渗水点应将水引出，并适当增加环向排水管的数量。防水板不得有破损，焊接必须牢固。

5 结束语

通过架子头隧道侵限现场处理，认为根据现场地质水文及其它具体条件，采取对侵限段围岩注浆加固，超前小导管和钢拱架逐段加固阻断处理方案是安全可行的，未出现坍塌事故，该处理方法可以用于类似工程中去。

在地质条件较复杂的隧洞施工，根据实际施工情况，做好预防措施，比如直接预报法、地质分析法、地质物探综合分析法，避免初期支护变形侵限情况发生才是最好的选择。