玉蟾山隧道塌方处理施工技术浅析

彭 玲，汪小雷，米阳文

(中国水利水电第五工程局有限公司，成都，610066)



玉蟾山隧道塌方处理施工技术浅析

彭 玲，汪小雷，米阳文

(中国水利水电第五工程局有限公司，成都，610066)

本文对玉蟾山隧道塌方过程进行了分析，运用反压回填等施工技术，对破碎岩体注浆使其固结稳定，保证了隧道的安全。

玉蟾山隧道 塌方 处理方案

1 工程概况

玉蟾山隧道工程位于川东褶带之古佛山背斜与海潮背斜相接处，两背斜在隧址区被堆金湾断层分开。隧址一带由于受堆金湾断层的影响，隧道被古佛山背斜、海潮背斜与堆金湾断层相接处分成两段，北西翼岩层产状103°～130°∠19°～24°，南东翼岩层产状315°∠62°。

堆金湾断层(F16)位于古佛山背斜近核部，走向与背斜轴向基本平行，走向N40°E，倾向约315°，倾角45°～65°，在不同区域有一定变化，整体呈南西缓北东陡的趋势，上盘有牵引褶曲、挤压剧烈，为压性逆冲断层。该断层与线路基本垂直，落差大于350m，断层迹象较为明显。

2014年11月20日下午17时06分，玉蟾山隧道出口左洞K1854+080m～K1854+075m段钻孔施工时突然塌方，之后又发生两次塌方，拱顶塌方高度17m以上，洞轴线方向长5m(隧道出口两洞左右相距8.16m,为小净距隧道)。

塌方原因在于，该段为浅埋段，埋深约28m，为强风化岩层，节理裂隙发育，岩体切割破碎呈小块状，层间存在薄弱夹层，极易产生塌方。

2 处理方案

2.1 反压回填

2.1.1 加固采用石渣进行反压回填，与拱顶结合部位采用沙袋封堵，回填长度15m，回填表面外侧喷射厚20cm的混凝土封闭层(如图1所示)。

图1 反压回填石渣示意

2.1.2 回填石渣时，埋设φ108mm钢管作为泵送管，共埋设3根。C25(加早强剂)回填混凝土分三次泵送，第一次厚度约1.5m,3～7d后泵送第二次厚度约1.5m，约3d后泵送第三次，混凝土塌落度220cm～240cm，回填厚度为拱顶以上5m(如图2所示)。

图2 回填混凝土示意

2.2 大管棚施工

塌方段120°度范围内设大管棚，角度为5°左右，间距30cm，长度12m，采用纵向托梁、锁脚锚杆等加固措施。

(1)配备电动钻机，钻孔并顶进长管棚钢管；

(2)管棚应按设计位置施工，钻机立轴方向必须准确控制，以保证孔口的孔向准确，每钻完一孔便顶进一根钢管。钻进中应经常采用测斜仪测量钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求时，应及时纠正；

(3)钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm。为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用3m钢管，编号为偶数的第一节钢管采用6m钢管，以后每节均采用6m长钢管；

(4)管棚就位后，插入钢筋束，并注浆填充钢管，钢筋笼为4根φ20mm钢筋通过φ42mm固定环焊接而成；

(5)当围岩破碎、钻进难以成孔时，应采用跟管钻孔工艺施工。

2.3 开挖支护

采用三段台阶开挖法，要求软岩地段或塌方段施工始终坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量、紧衬砌”的原则。开挖台阶长度3m～5m，以人工风镐配合挖掘机为主，采取微弱爆破；每循环进尺为一榀拱架间距，在不扰动围岩的情况下安全顺利通过塌方体。具有足够的稳定性是支护施工质量好坏的关键。

在初期支护内侧增设护拱，纵向布置间距0.5m。相邻工字钢拱架间采用φ22mm钢筋焊接，钢筋的环向间距为1.0m。型钢拱架锁脚锚杆为φ25mm，L=3.5m，每榀8根。

塌方段开挖进尺按50cm控制，开挖过程中适当采用超前注浆小导管等措施加固处理。

灌注浆液采用水泥-水玻璃双液浆(添加水泥重量5%的水玻璃)，其注浆参数为：水泥浆水灰比1∶1(质量比)；水泥浆与水玻璃重量比1∶0.025；水玻璃浓度35波美度；水玻璃模数2.4；注浆压力0.5MPa～0.8MPa；终孔压力2.0MPa。

注浆前应先进行注浆现场试验，注浆参数应通过现场试验按实际情况确定，以利施工。注浆结束后及时清除管内浆液，并用M30水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度。

3 施工注意事项

(1)要求每天对塌方段地表和洞内进行变形观测；

(2)工字钢拱架与架立钢板、连接钢板间采用焊接，连接钢板间采用螺栓固定；

(3)在安装每片工字钢时，应保证工字钢两端存在支撑点，严禁悬空；

(4)连接钢筋与工字钢焊接时，每端焊接长度不小于10cm；

(5)二次衬砌施工到该段时，方可拆除临时支撑；

(6)尽量采用机械方式清除塌段危石，塌方体表面喷射混凝土。护拱施工期间必须采取安全防护措施，并派专人观察是否存在落石可能，发现险情及时撤出人员和设备；

(7)加强监控量测，掌握拱顶下沉和周边收敛变形情况，发现异常及时采取必要的安全措施；

(8)缓冲层施作完毕后，方可开挖掌子面，开挖前应保证超前支护施工质量。拱顶岩体破碎、存在落石可能时可适当增加超前支护。钢架下要设置垫块；

(9)开挖爆破要严格贯彻“多打眼、短进尺、少装药”原则，周边眼间距宜按40cm控制，开挖进尺不得超过两榀钢架间距。

4 塌方处理效果

塌方处理对隧道拱顶沉降控制良好，围岩变形具有良好的收敛性，支护结构受力趋于稳定。因此可以认为，此次塌方处理方案符合实际要求，施工工艺得当，施工质量满足要求，塌方处理结果令人满意。

5 结语

施工中采用的各种施工方法和技术都应该是动态的，在动态施工中围岩量测是很重要的环节，应根据不同围岩情况，及时变更支护方案和施工方法，并根据围岩量测变形值及时调整施工工序间的步距。

(1)按设计要求采用小净距隧道施工方案，对塌方回填段采用三步开挖法，预留核心土，少爆破；

(2)超前小导管注浆施工，对固结软弱破碎岩体起到的效果十分明显。提高破碎岩体的自稳性，是预防和处理隧道塌方最有效和最根本的途径。隧道施工中应严格控制小导管的外插角、连接长度、注浆质量；

(3)掌子面围岩较差，一定要加强支护尽快通过，及早封闭成环，尽量缩短围岩暴露时间；

(4)塌方事故发生时，首先要认真勘查塌方地址情况，分析塌方原因，然后才能制定切实可行的施工方案。制定方案时，一定要考虑一切可能的安全隐患，尽可能将此类事故发生的可能性降到最低。

彭 玲(1981-)，女，四川内江人，工程师，从事水利水电工程施工技术与工作;

汪小雷(1982-)，男，甘肃陇南人，助理工程师，从事水利水电工程施工技术与工作;

米阳文(1987-)，男，重庆铜梁人，助理工程师，从事水利水电工程施工技术与工作。

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U458.3：U449.7

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2095-1809(2015)03-0046-03