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1、隧道塌方处理的施工方法及技术措施摘要： 针对某隧道工程实际情况，对其塌方段处理施工所用方法和技术措 施进行深入分析，内容包括回填反压、反压土顶封闭、搭设临时钢支撑、注浆小 导管、护拱浇筑、塌方段开挖与初期支护、塌腔回填，并通过实践，得出该隧道 塌方体处理施工顺利完成，塌方处理施工过程顺利，无安全问题，所用塌方处理 方法合理可行，可为类似隧道的塌方处理提供技术参考的结论。关键词： 隧道塌方；塌方处理；隧道衬砌0 引言隧道施工中，可能遇到塌方的问题，在塌方体达到稳定后，应立即根据其实 际情况，结合现有施工条件，对塌方体进行处理，采用合理可行的塌方体处理与 支护方法。一、项目概况某隧道出口端右洞右导
2、坑施工至掌子面桩号K162+464，其他导坑掌子面桩号 见下图，累计进尺102m。换拱施工至K162+494断面，完成拱顶段工字钢拆除工 作后，现场施工人员开始凿除右导拱腰部分工字钢，此时拱顶部分开始出现掉渣 随后塌方工况不断加剧，持续约10多分钟，最终塌方贯通至地表，导致隧道右 洞地表出现塌坑，塌坑尺寸约16mX16mX6m，且周围发现5条裂缝，另有2条老 裂缝，初步估算此次塌方量约 1500m3。meK)畔玦t图 1 出口右洞各导坑掌子面桩号图图 2 隧道换拱段塌体现场图图 3 隧道换拱段塌方后洞顶陷坑现场图fni.T-T渔?图 4 隧道换拱段塌方后洞顶陷坑平面图裁it句牯t a. fii
3、r朋色 轴已出讹4*HABhi *11 .Wdt rA1!Td4(Kit1EWe. S 转也朮.呂裟转比 卵 tKWft 叢締啲卜迄巾PUk能;!註 和的，M图 5 隧道换拱段塌方后洞顶陷坑横断面图U?. IIOH 馆i 4图 6 隧道换拱段塌方后洞顶陷坑纵断面图图 7 隧道换拱段塌方后隧道右洞地表的旧裂缝图 8 隧道换拱段塌方后隧道右洞地表的新发现裂缝二、隧道深孔注浆方案 考虑到现场病害情况，采用地表深孔注浆加固技术对该隧道进行加固。具体工程措施如下：（一）深孔注浆根据现场隧道塌方情况和实际施工需求，注浆方案主要分为以下几个部分：1、注浆加固和止水帷幕孔注浆注浆加固和止水帷幕孔注浆的加固范围
4、为K162+450+515，共计348个孔。位置为隧道两侧，在距离隧道边墙外1.0m处设第一排，向外0.5m间距设置第二 排，两排钻孔纵向沿线路方向间距均为0.75m，两排注浆孔呈梅花状布置。2、注浆加固一区本加固区位置为隧道右线YK162+450+464，除注浆加固和止水帷幕孔以外， 孔横向间距为1.5m，沿线路走向纵向间距为1.5m，呈梅花状布置，共计208孑L。 该区断面布置情况见附图-2。3、注浆加固二区本加固区位置为隧道右线YK162+464+478，除注浆加固和止水帷幕孔以外， 孔横向间距为1.5m，沿线路走向纵向间距为1.5m，呈梅花状布置，共计210孑L。 该区断面布置情况见附
5、图-3。4、注浆加固三区本加固区位置为隧道右线K162+478+489.5、K162+492.5+515，除注浆加固 和止水帷幕孔以外，孔横向间距为1.0m，沿线路走向纵向间距为1.5m，呈梅花 状布置，共计719孔。该区断面布置情况见附图-4。5、注浆加固四区本加固区位置为隧道右线K162+489.5+492.5,除注浆加固和止水帷幕孔以 外，孔横向间距为1.0m，沿线路走向纵向间距为1.5m，呈梅花状布置，共计87 孔。该区断面布置情况见附图-4。（二）地表排水施工期间设置一条环向排水沟，该排水沟根据现场地形修筑，以确保地表排 水畅通。待地表注浆完成并整平场地后，完善地表排水、截水体系，以
6、防止地表 水下渗。地表水沟采取截水沟尺寸为0.6 m *0.6m，长约300m，采用M7.5浆砌 片石砌筑。三）施工便道由于洞顶地形较为复杂、植被发育，需要修筑施工便道，便道以清表浮土、 场地平整、压实为主，便道宽约6m,长约1000m。（四）地表绿化施工阶段由于开辟施工便道和施工场地，对地表植被破坏严重。施工完成后 需进行地表复绿，复绿面积约 5556m2。三、地表注浆工程工艺（一）钻孔工艺本工程采用地质钻和潜孔钻两种成功工艺。其中地质钻采用跟管钻进或水泥 浆护壁的钻孔方法，在强风化破碎岩层中采用二次成孔的方法；潜孔钻采用二次 成孔的方法钻孔。注浆孔深度30-50m，孔深大，钻孔终孔直径10
7、8,开孔直径根据具体孔深 确定。钻孔深度应根据钻孔位置和洞体位置，精确计算，并在现场测量严格控制（二） 钢花管加工（1）控制注浆段在孔底注浆区，采用76mmX6.0mm的无缝钢管，注浆孔 沿钢管四周呈螺旋式布置，在钢管顶端6cm以下部分沿钢管轴线间距57cm、径 向旋转45钻8mm的孔眼，注浆孔用专用胶带缠绕密封，缠绕45层先定好 孔位，再用台钻钻眼，防止偏斜。钢管外壁要用钢丝刷除锈，以增强钢管与水泥 浆的粘结力。钢管连接采用60X4.5mm的无缝钢管套接，将60插入76mm 内，环缝处焊接，接头钢管长度 120mm。（2）常压注浆段在孔底注浆区以上至孔顶，采用50mmX4.5mm的普通钢 管
8、，钢管连接采用60X4.5mm的无缝钢管套接，将50插入60mm内，环 缝处焊接，接头钢管长度120mm。控制注浆段与常用注浆段采用采用 60X4.5mm的钢管套接，环缝处焊接。3）底部及顶部加工钢管底部用厚度5mm的钢板焊接密封，顶部对称焊接2个14mm的螺母， 作多次注浆固定枪头用。（4）钢管对中为了保证钢管在孔中居中，同时保护密封胶带在钢管入孔时不被损坏，沿钢 管轴线间隔23m安装一个对中架，对中架按设计图中要求加工和焊接。用 16mm钢筋在钢管底部焊接U形托架，长度30cm，避免钢管与孔底泥渣直接接 触而锈蚀。（三）注浆工艺注浆顺序遵循2个原则：一是，“先外后里”的原则，即从注浆区外圈
9、钻孔 开始，逐排向里推进；二是，“跳孔注浆”的原则，即隔2孔注浆1孔的原则。 严禁在洞顶某一区集中注浆。（1）一次常压注浆 制浆采用P.O 42.5水泥配制纯水泥浆，水灰比为0.450.5。用搅拌机搅拌，先 倒入水，然后边搅拌边加入水泥。搅拌均匀经过滤后倒入泥浆池，并不停地搅动 避免水泥浆沉淀离析。 注浆一次注浆塑料管固定在钢花管内，与钢管一同入孔，下端伸入孔底，从孔底 向上反向压浆，将孔底的水或泥浆压出来，至孔口返出正常的水泥浆液。注浆设 备采用灌浆泵，从注浆泵到孔口用内径20mm的高压液压软管输送浆液。注意 控制流量，防止堵塞管路。 注浆量及注浆压力一次注浆为常压，当孔口返出正常浆液时即停
10、止，如果出现浆液凝固收缩回 落到孔口以下，要及时粘土填平。一次常压注浆原则上注满为止，若出现不能注满等异常情况，以设计注浆量 为上限，超过设计注浆量即停止注浆。现场出现注浆异常等现象应及时向现场技 术员反映情况。（2）二次劈裂注浆配合比二次注浆水灰比为 0.70.9，现场拌制应过秤计量，准确配比。 注浆量和注浆压力二次注浆采用间歇式注浆，一般一孔分 45 次完成注浆。注浆压力 0.53MPa （管口）。二次劈裂注浆时原则上注满为止，若不能注满，采用间歇注浆的方式 最终总量超过设计注浆量的 3 倍即停止注浆。现场出现注浆异常等现象应及时向 现场技术员反映情况。 注浆时间二次注浆为劈裂注浆，采用间
11、歇式注浆，间歇时间为24小时，当注浆孔 填满浆液或不易进浆时停止注浆。由于深部水泥浆体凝固时间较慢，应尽量加大 注浆间隔时间，一次注浆后间隔1224小时进行二次注浆。（3）注浆参数根据试验结果：一次常压注浆水泥：水（质量比）=1:（0.450.5），压力0.30.5Mpa,每孔的注浆量为钻孔体积的23倍。二次劈裂注浆水泥：水=1： （0.60.8），终压23Mpa,每延米平均浆液量约为0.250.3m3由于注浆段 地层岩性复杂，最终发生注浆量以现场确认为准。一、二次注浆间隔时间、注浆压力、注浆量，特别是控制注浆的操作方法需 根据现场具体情况综合确定。四、安全与质量控制为保证塌方处理质量与安全，
12、需根据施工实际情况，制定以下安全与质量控 制方法：（1）每个工序都要严格按照规范的步骤执行，不可冒进，如果需要对现场 工序进行调整，则要经过相关领导的讨论认可。（2）施工中，技术人员必须跟班作业，做好对洞内和地表实时监控量测， 针对水平方向上的收敛和拱顶下沉检测，需要将测点加密至每 5m 设置一个断面 同时观测频率要达到每天2次以上；结构裂缝观测精度应达到0.1mm，其观测频 率也要达到每天 2 次以上。做好相关数据收集，严格按照现行规范提出的要求进 行变形量和时间之间关系图的绘制，加强信息反馈，如果产生异常，应立即制定 有效措施处理。（3）对隧道中的防坍体进行处理时，要充分注意拱脚处排水，在
13、施工中， 如果下部由于水量较大产生涌水或涌泥，应立即停工，先对止水进行妥善处理。（4）如果开挖施工中坍塌体产生异常，应立即疏散施工人员，并对机械设 备进行转移，同时准备好所有用于加固的材料，如方木、型钢和钢筋网片。在塌 方达到稳定后，利用方木与网片对塌方孔洞进行封堵，再通过喷浆封闭整个塌方 表面，最后设置导管进行注浆。塌体表面达到稳定之前不允许开挖施工。（5）施工必须严格按照规范提出的顺序进行，不可超挖。开挖、支护与喷 浆过程中，应按照交底要求进行，不可对施工的流程和内容进行私自改动，初喷 时设置的拱架应保持垂直，拱脚要处在坚实基础。仰拱和边墙也应及时施做，掌 子面和仰拱之间的距离应控制25m
14、以内，二次衬砌和仰拱之间的距离不能超过 45m。（6）配备足够的抢险物资，实行专物专用，当发现险情时应立即消除。当 进入到洞内一定深度后，应立即结合掌子面土质实际情况，配备相应的抢险物资， 同时安排专人对其负责，严格实行专物专用，所有个人及班组都不能凭借任何理 由将抢险物资挪作他用。五、结语该隧道塌方段处理施工顺利完成，没有发生安全问题，说明以上塌方处理方 法和安全与质量控制方法合理可行，值得类似工程参考借鉴，保证隧道塌方处理 效果。参考文献1 刘利生，孙星亮，郝进京. 倾斜岩层大断面隧道塌方机制的数值模拟J.中国安全科学学报，2019 (S1)： 38-43.2 邵普，李鹏，刘念，等. 隧道穿越上软下硬地层塌方数值模拟分析与处 治措施研究J.公路交通科技(应用技术版)，2019 (4)： 232-234.3 雷小斌. 基于大跨径隧道塌方原因分析及处理措施分析 J. 科技资讯 2019(7)：53，55.
