青藏高原上“土质平硐”的设计与施工（下）

郝汝铤，陈乃雷，周文林，李晓庆，贾 磊，王建军，王 亮

（1. 天津蓝马工业工程技术有限公司，天津 300061；2.天津矿山工程有限公司，天津 301900）

（接2017年第7期116页）

4.4 塌方段落加固修复

塌方段落位于 K0+171m～K0+189m段，共计长度18m，混凝土支护及衬砌已严重破坏，无法使用，拱顶土体有继续塌落的可能，该段落的原有支护及衬砌要全数拆除，重新施做支护及混凝土衬砌。塌方段衬砌厚度及配筋同塌方影响段，锚杆支护同塌方影响段，超前小导管支护为超前双层密排小导管，小导管直径、厚度、长度、环向间距及倾斜角度均同塌方影响段，仅将纵向间距加密为0.5m。

超前双层密排小导管支护见图9。

塌方段落的加固修复步骤为：（1）支设小导管刚架。（2）小导管打入注浆。（3）拱顶及墙拱锚杆施工。（4）拆除原有混凝土支护及混凝土衬砌。（5）喷射混凝土支护。（6）铺设防水板和土工布。（7）绑扎钢筋，模筑新混凝土衬砌。（8）吹砂，注浆回填。

当拱顶塌腔高度大于2m时，在拱顶搭设工字22a型钢护拱，护拱两端使用锁脚锚管固定到土体内，之后再喷射混凝土支护。喷射支护、铺设防水板及模筑新混凝土衬砌时预留注浆孔及吹砂孔，待超前支护及初期支护混凝土凝结后向塌腔内吹砂作为缓冲层，吹砂厚度不小于1m，泵送混凝土厚度不小于2m或填满塌腔。

5 土质平硐（隧道）防排水设计

5.1 防水措施

（1）平硐初期支护（或原衬砌）与二次衬砌间拱墙部位铺设“EVA防水板+土工布”作为防水层。防水板厚度不小于1.5mm，土工布重量不小于400g/m2。

图9 超前双层密排小导管支护图（mm）

图10 橡胶止水带防水示意图（mm）

（2）平硐拱墙衬砌环向施工缝设“中埋式橡胶止水带+背贴式橡胶止水带”防水；仰拱衬砌环向施工缝设“中埋式橡胶止水带”防水。橡胶止水带防水示意见图10。

（3）硐边墙衬砌纵向施工缝设“中埋式钢边橡胶止水带”防水。

5.2 主要排水措施

衬砌防水板背后环向设置外包土工布的φ50mm打孔波纹管透水盲管，纵向间距8m/道，当地下水发育时应加密布置。在平硐两侧边墙墙脚外侧设置外包土工布的φ50mm打孔波纹管透水盲管。环、纵向透水盲管三通连接后通过仰拱填充内的φ50mmPVC横向导水管直接引接至中心盖板水沟。平硐防排水系统断面见图11。

图11 平硐防排水系统断面图

6 工程施工

6.1 施工顺序

针对物流平硐（隧道）出现衬砌局部塌垮、开裂现象，组织人员进行应急抢修。 抢修做法是：先用原木、钢拱架等材料把危险地段进行了加固和支撑，然后开始了维修、完善、拆除等环节的施工作业。

为了彻底做好塌方段施工，蓝马公司与铁三院的设计人员进行实地检测，研究确定了施工方案：即先进行临时支护——拆除设备——拆除电器——蒸汽管道、高压气管道、氮气管道移位——再对塌方段进行开挖、衬砌和永久衬砌作业；对平硐（隧道）缩小断面整体二次衬砌。

主要工作如下：（1）设备拆除。420m平硐（隧道）内的皮带运输设备都要拆除移到硐外，从皮带断开到450m的钢桁架运出硐外一个星期顺利的完成，对设备、皮带进行了存放和覆盖保护。（2）特种管道移位。硐内有3条贯穿东西区车间的高压管道，也是东西区生产的主动脉，主要进行高压气体的使用、氮气的置换作业等环节，甲方要求不能影响厂里作业，只能在厂里检修时进行管道移位，在接到停产检修通知后其中氮气管道、高压气管道顺利完成移位，蒸汽管道因塌方段空间不足未能进行到位，只能等到塌方段处理完后才能移位。氮气管道移位时操作工人穿戴好防毒面具进行的切割，以防氮气浓度太大出现窒息现象，管道焊接完后按照百分比进行了探伤试验。（3）塌方段处理。最早塌方段用原木、排架等材料进行了临时支护；为了施工安全把塌方段两端各和延伸一段；实际处理作业面共计36m，塌方影响段（次塌方段）采用从未使用过的施工技术进行施工，施工步骤极其繁琐；先在原隧道拱顶进行双层超前导管形成管棚安全区；再进行注浆加固拱顶；确保拆除破损的拱顶、边墙时不会有冒顶、片帮的危险，绝对保证施工人员的安全，等注浆形成强度后开始进行边墙、拱顶塌方段的拆除作业，为了避免有大的震动和外泄力的释放，拆除作业不能使用炸药等技术手段进行拆除，只能用风镐加膨胀楔子一点一点的膨胀拆除，往往拆除半米就要用1天时间，每半米一个循环，开挖成型后及时用工字22a型钢压成的钢拱进行支护，接着用钢筋编网形成网状保护层；再用喷浆机进行喷浆作业，一般喷浆厚度可达30cm以上，再进行下一个循环作业，钢拱架与钢拱架之间有搭筋相互焊接，确保了拱顶的安全，到目前为止塌方段在经过艰难的施工后已经完成了拱顶、边墙拆除、底板、钢拱架支护喷浆等工序，施工现场截止到现在没有发生任何安全事故。防水工艺完成后即将进行永久衬砌施工作业。

图12 施工支护衬砌现场图

6.2 衬砌工作

二次衬砌所有混凝土均采用商品混凝土、车载泵浇注，上口顺下坡方向泵送混凝土合理距离在120m以内（超出120m运程容易堵管）；镟胎制作采取在地坪上放大样，然后冷弯机加工型钢，比照样图调整曲率最终完成；衬砌工程按照工序形成流水作业。

6.3 V级围岩地段要预留10~16cm的变形量，防止成型断面净空不够

施工支护衬砌现场见图12。

7 结 语

（1）工程地质勘查是 平硐（隧道）设计的关键，对不同的土层，平硐（隧道）断面会采用不同的形式，对于穿越膨胀土的平硐（隧道）衬砌应采用仰拱，围岩等级较低时尚应采用墙拱。由于地质情况不明，原衬砌采用了直墙拱的断面形式，是平硐（隧道）发生坍塌的重要原因之一。

（2）平硐（隧道）的防水是隧道设计必不可少的部分，特别是当地下水具有腐蚀性时，平硐（隧道）防水不仅改善使用环境，还是结构安全和耐久性的保证措施。

（3）平硐（隧道）工程位于地下，环境阴暗潮湿，混凝土极易受到地下水的腐蚀作用，建材行业平硐混凝土衬砌强度等级多使用C30，甚至使用C25，而在公路隧道和铁路隧道工程中，对于使用年限50年的隧道混凝土衬砌强度等级至少是C40。

建议：建材行业平硐（隧道）设计应提高混凝土强度等级至C40级。

由于地下水的腐蚀作用，建议：混凝土要使用“抗硫酸盐水泥”。

（4）土质平硐的初期施工，掘进速度较快。要实行“短掘短砌”，尤其硐口施工时，由于工程地质条件较差，平硐容易坍塌。要每掘进1m，就要衬砌。如果掘进长度大，衬砌跟不上，就容易发生塌方事故，甚至造成很大的损失。

（5）平硐施工中，每天都应检查激光点位置是否准确。

测量人员在平硐施工中设置的激光点是保障平硐施工走向与尺寸准确的关键。

施工实践告诉我们：每天都应检查激光点位置是否准确，避免由于种种原因（例如无意中的碰撞）的移位。对此，应成为“作业规程”，严格执行，不能疏忽大意，不能掉以轻心。（全文完）