隧道塌方的常规处理流程及建议

孙晓阳 /甘肃综合铁道工程承包有限公司

隧道塌方的常规处理流程及建议

孙晓阳 /甘肃综合铁道工程承包有限公司

发生隧道塌方后，应根据具体情况及时进行合理的处理，防止塌方的不良影响扩大。

隧道；塌方；处理

引言

近年来，我国的基础设施建设仍处于较高的增长态势，各种隧道工程快速增多。大量的隧道工程建设表明，由于各种原因，导致隧道建设中偶尔发生塌方事故。及时合理的处理塌方，以防止事态进一步扩大,显的尤为重要。以某隧道的塌方处理为例，说明塌方处理的主要过程。

一、某隧道塌方段的地形地质概况

塌方附近的隧道埋深为15～40m，地表坡面分布废弃的危窑，隧道下穿山村混凝土村道一条。

塌方段表层为黏质黄土，厚度约2～6m；黄土以下为泥灰岩，灰黄色及褐红色，岩质较软，局部夹石灰岩，弱风化，铁质含量较高，呈褐红色，受水影响时局部泥灰岩呈可塑状，厚度约10～20m。

二、隧道塌方段的概况

（一）洞内情况

塌方后洞内塌体基本充满掌子面，塌体主要为泥灰岩、石灰岩、石膏矿，塌方物呈碎块状，直径大部分约为5～20cm。塌方2～3日后塌体底部出现流水，4日后未见明显流水。

（二）洞外情况

1.塌陷区概况

塌方处洞顶为山体坡面，村庄在塌陷区影响范围外依山势而建，村内混凝土干道从山腰贯穿村庄，勘察时可见中线处混凝土路面塌陷严重。

2.地表裂缝

塌陷区近似呈圆形，沿塌陷区边界裂缝基本贯通，边界周边牵拉挤压裂隙较多。

3.地表处陷坑

塌陷区中部有一陷坑，距离混凝土路面较近，横向约8m，纵向长约10m长，坑深约2m。

三、塌方段的施工及支护情况

截止塌方时，上导掌子面里程、仰拱浇筑里程及二衬浇筑里程均满足步距要求。施工支护按设计图的“隧道拱墙设置I16型钢钢架，钢架间距1榀/1m；二衬采用35cm厚仰拱采用40cm厚的C35钢筋砼。 拱部设置超前小导管，需放炮时小炮短进尺掘进，同时加强地表及洞内观察观测，以策安全”进行施工。

四、塌方后应尽快开展的工作

（一）警戒及指引

做好洞顶安全围护警戒及指引工作，禁止无关人员等进入。

（二）临时遮挡及排水措施

做好洞顶裂缝及陷坑的临时遮挡，同时在塌陷区附近挖排水沟以防外围明水流入塌陷区。

（三）地表下沉观测

裂缝外20m范围内设立地表观测点，具体按相关规程办理。

（四）裂缝观测

绘制裂缝平面图，并对每次结果进行对比分析，结果及时分析及上报。

（五）地表坡面的稳定性评估

根据监控量测资料等对坡面的整体稳定性进行分析和评价，必要时加设钻探措施进行补充评价。

五、洞内塌方影响段的紧急加固及后期处理

（一）临时锁口加固

塌方后，确保安全的情况下尽快开展洞内影响段的锁口工作，洞内二衬至塌体坡脚附近，施做钢架支护体系，钢架及连接筋可适当加密。

根据洞内初期支护变形、开裂情况，必要时继续施做钢架支护体系至塌口约3m附近。

（二）封闭塌体

塌方基本稳定后，采取回填弃砟反压形成上部工作平台，平台坡脚塌体脚部采用砂袋码砌封堵，上部喷混凝土封闭，防止塌体外涌而引起再次塌方。

（三）拱部注浆

二衬端头至塌口附近施做径向注浆固结地层。浆液采用1:1水泥浆，注浆要求小压力、间歇性注浆。

（四）后期永久处理

洞内塌方处理完成后，对影响段初支进行拆换处理。结合洞内外情况予以加强二次衬砌厚度，确保后期运营安全。

六、从地表对塌坑内的塌体进行注浆处理及后期回填处理塌坑

鉴于地表塌陷区情况复杂，为最大限度确保整体地层的稳定性，在确保安全的情况下从地表喷浆加固陷坑内的塌体及其周边地层。

（一）洞内开挖前对塌体的注浆处理

洞内大管棚压浆施做完毕至少24小时后，对地表塌陷坑喷洒水泥浆液处理，浆液在坑底喷洒相对均匀；喷浆共计三次，间隔时间不小于15～24小时，每次的浆液配比应适当调整，浆液量根据预测的塌体方量进行计算。

（二）塌方段衬砌施做完成后的塌坑处理

洞内塌方段最后一板二衬浇筑完毕至少7天后，地表陷坑内夯填三七灰土。地表陷坑夯填完后整平塌陷区附近场地，并疏通水路，确保附近地表排水通畅；并恢复混凝土道路。

七、洞内塌方处理

施做完成洞内塌方影响段的加固、大管棚及地表塌体喷浆加固后可开展洞内塌方处理。

（一）塌体塌腔探测

采用超前钻机对塌体前方、拱顶附近及拱腰附近实施超前钻，对塌体情况进行探测。

（二）拱部大管棚加固

拱部设φ 108超前管棚注浆加固塌方体，管棚长度根据探测情况确定。浆液按水玻璃水泥浆双液浆液，注浆后快速在拱顶形成护壳，以有利于从地表对塌体的喷浆加固。

（三）开挖掘进

地表塌体注浆结束24小时后，可在洞内开挖掘进，开挖前拱部施做超前小导管，初支全环采用I20a型钢钢架，二衬及仰拱均采用C35钢筋混凝土。

（四）监控量测

为控制沉降及收敛，钢架间采用型钢连接，拱部不设锚杆，但边墙部位锚杆适当加长至6m，且锚杆环纵向间距不应过小。

（五）施工中注意事项

施工初支过程中，做好可能存在塌腔的探测工作及监控量测工作，以策安全。

八、地表裂缝的永久处理

（一）危窑窑顶及附近的裂缝

采用三七灰土塞填密实，灰土高出地面30cm。

（二）危窑基础或墙脚附近、稳固地面（包括院落）及坡面处的主要裂缝

对裂缝进行有序灌浆处理，灌浆结束后采用三七灰土夯填密实，夯填土高出地面30cm。路面裂缝灌浆后水泥砂浆填缝密实。

（三）其他部位的裂缝

3mm以上的裂缝进行灌浆， 3mm及以下的裂缝夯填灰土高出地面30cm。

（四）裂缝灌浆

根据裂缝的走向及平面位置，综合确定注浆管间距、注浆方量、浆液类型及灌浆间隔时间。

1.灌浆开始时间

地表塌陷坑内喷浆完成4小时后。

2. 浆液类型的选择

缝宽1cm以上的裂缝灌浆时采用水泥粘土浆（水灰比1:1，粘土占水泥质量5%）；缝宽3～10mm的裂缝，浆液采用1:1水泥浆液。

3.灌浆顺序

裂缝灌浆先低处后高处。由裂缝两头向中间，并间隔跳根灌浆。

4.注意事项

灌浆期间注意观察，严禁浆液漫流。灌浆结束后形成书面资料，包含全部灌浆孔平面示意图、每孔每次灌浆量及浆液种类等内容。

九、监控量测及观察

（一）洞内监控量测

洞内未施做二衬地段，量测断面按5m一个，量测要求按设计文件及规程。

（二）洞外监控量测

1.量测对象

进行裂缝及其向两侧延伸一定范围内的裂缝继续观测。

2.量测内容

主裂缝裂缝宽度及沉降观测。

3.观测点设置注意事项

确保裂缝主要部位有观测点即可，每个观测基点必须有备用基点。

4.观察工作

塌陷区范围内重点关注坡面。

5.资料

资料内容包含文字记录及影像资料。

十、结束语

塌方发生后，及时稳妥的处理防塌很关键；但塌方的预防更为重要, 施工步距的控制、常规监控量测的到位及采取合理的超前地质预报手段是施工中预防塌方的重要环节。

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[2] 陈壮贤，米拉湾卵石土隧道塌方处理方案[J].铁道建筑技术，2012(7):111-114.

[3] 刘学增 俞文生，隧道稳定性评价与塌方预警[M].上海：同济大学出版社，2010.12.

[4]《铁路隧道设计规范》TB10003-2005［M］.北京：中国铁道出版社，2005.

[5] 关宝树 宋赵勇，软弱围岩隧道施工技术［M］.北京：人民交通出版社，2012.2.

[6] 廖朝华 郭小红，公路隧道设计手册[M].北京：人民交通出版社，2012.5.