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1、茅大路大平垭隧道坍塌处治方案一、隧道基本概况大平垭隧道位于十堰市茅箭区境内茅大路上，隧道进口位于茅塔乡坪子村以北西沟，出口位于赛武当管理区营子村五步河东坡，起讫桩号K9+068K10+360，隧道全长1292米。隧道埋深7.5147.5m，两头为V级围岩中部为IV级、级围岩。地处地震基本烈度6度。本项目于2014年5月开工，从大桩号向小桩号单头掘进。截止2014年12月17日掌子面桩号K9+868完成掘进492米，二衬桩号K9+954完成二衬长度：406米，掘进掌子面与二衬距86米。二、塌方状况2014年12月17日隧道掌子面已开挖至K9+868。当日18时30分 发生关门式坍塌，两人被埋，抢
2、救时向塌方体探洞发现，在原上台阶底部1.5米高度内自K9+954至掌子面K9+868长72米范围内塌方体无空腔。自塌方发生至18日6时，塌方不断增加，塌方发生后管理人员站在K9+954附近还可以看见塌方空腔上部：坍塌位于拱顶位置，空腔尺寸为环向811m，纵向约30m，高度约1020m，呈倒三角形。至19日塌方堆至K9+954，时已不能看见塌方空腔。救援7天后未找到被埋人员，停止救援，撤出人员设备、封闭洞口，工程停工。塌方堆集体：泥加石、无涌水。石为纳长石英片岩，薄层状，夹层云母含量较高，质软易滑，节理裂隙发育，岩石破碎。泥土为潮湿状，粉质泥砂土质。隧道此处埋深95m。由于塌方段（K9+868K
3、9+940）位于原设计S3衬砌类型范围，施工期间根据地质情况已按如下方案变更：K9+940K9+930 S3加强复合式衬砌K9+930K9+910 S4-b复合工衬砌K9+910K9+900 S3加强复合式衬砌K9+900K9+850 S4-b复合工衬砌(取消仰拱)此段掘进均按两台阶法掘施工，上台阶底部高程：三、加固和坍塌处理方案塌方发生后，业主多次聘请本省、市内专家到现场勘察评估，多次召集塌方处治方案专家会，经专家对现场进行反复勘察，研究确定此次塌方分三段即：K9+954K9+940长14米为变形段，K9+954K9+868长72米变塌方段，暂定K9+868K9+878长10米为影响段。此塌
4、方共划分为三段。加固方案如下：1、变形段的加固方案对处变形段采用I18钢拱架临时支护加强，每榀间距为60cm，环向采用22纵向连接筋，环向间距1m，临时钢拱架顶面空间用钢楔楔紧，施工顺序从大桩号往小桩号，周壁采用42小导管注浆，长度3.5m，1m1m梅花状布设，间距0.41.0m，视压浆效果进行调整，注浆压力0.5-1.0Mpa。在拱顶90范围内预埋2根120mm钢管，长10m，根据施工现场的实际情况选择不同的注浆浆液施工。拱部150范围内超前支护采用42注浆小导管，小导管长3.5m，角度按照15和30布设，注浆压力0.5-1.0Mpa，纵向搭接长度不小于2m；径向锚杆采用42注浆小导管，长度
5、3.0m，1m1m梅花状布设，注浆压力0.5-1.0Mpa；每榀钢拱架架设8根42长度为3.5m锁脚锚杆。2、坍塌体穿越将原设计级围岩调整为级围岩加强，严格按照级围岩支护参数及图纸要求施工。塌腔开挖穿越方法采用三台阶法施工，台阶高度按两大段分别处理：第一段K9+940K9+926：预留沉降量20cm，上台阶3.22m,中台阶2.63m，下台阶2.78m。第二段K9+926K9+868：预留沉降量30cm，上台阶3.42m,中台阶2.63m，下台阶2.80m。上台阶钢拱架分三联。初期支护采用20A工字钢，纵向间距50cm，钢架间设22纵向连接筋，环向间距1m，8双层钢筋网，网片间距2020cm；
6、C20喷射混凝土封闭掌子面，拱顶预留下沉调整到20cm，拱部150范围内超前支护采用42注浆小导管，小导管长3.5m，间距30cm,q外插角度按照15和30交错布设，注浆压力0.5-1.0Mpa，纵向搭接长度不小于2m；径向锚杆采用42注浆小导管，长度3.0m，1m1m梅花状布设，注浆压力0.5-1.0Mpa；每榀钢拱架设8根42长度为3.5m锁脚注浆小导管，二衬采用C25防水钢筋混凝土，厚度50cm。开挖采用机械和人工配合，严禁常规爆破施工（若遇坚硬岩层或大块孤石，风镐无法直接破碎，必须经项目总工现场查验，制定爆破方案报监理审批后才能执行），控制超挖，每环进尺控制在0.5m，施工中加强观测，
7、随时调整沉降量，确保二衬净空。待上台阶导洞顺利通过坍塌段后，视围岩稳定情况，先从下半断面开挖，按要求进行下台阶施工支护和仰拱封闭成环。以上所有使用42小导管进行压浆处理的地段，为防止拱部及边墙积水，造成新的隐患，同时也为有利观察压浆情况。K9+940K9+868 段，为确保施工安全和工程质量，在施工过程中，加强监控量测，一旦发现问题及时处理，二衬及时跟进。3、影响段暂定K9+868K9+878长10米为影响段，由于本段位于原设计S3类衬砌类别，此次塌方穿越到原掌子面后，在对掌子面塌方情况进行勘察后，建议设计部门变更此段衬砌类别。四、塌方处理注意事项1、关于注浆控制方法塌方段穿越安全最关键小导管
8、注浆效果，决定注浆效果是准确控制注浆。一般是按每孔注浆数量或压力控制，由于注浆量现场不便计量。本加固方案按0.10.5MPa控制，由于塌方体为土石松散体，空隙较大，要确保注浆小导管有4m左右的扩散半径，必须有较为准确的控制压力。将塌方体外运到卸土场，模拟堆出塌方体高度，向堆集体内按加固要求打入导管并按要求注浆，肉眼观察注浆效果试验出45m扩散半径后稳定压力读数作为塌方体的注浆扩制压力。2、关于现场实际注浆效果的检验此加固方案注浆最终目的要在钢拱架的外围特别是中心角1500拱顶范围形成45m厚水泥塌方混合壳体，由于取芯检验注浆效果费时费力，也不被操作人员接受，注浆后指定现场有经验的钻工向注浆体施
9、钻，钻杆要求用6m长，按外插角600施钻，根据钻工的手感即可判定钻杆伸入壳体的斜向长度L(m),L0.866即可计算出水泥壳体法向厚度。如未达到45m可在此处补打小导管并补注浆。3、关于小导管钻眼及安装注浆顺序现场施工按隧道常规施工工序安排：钻工班首先全环内施工钻完毕并进行小导管安装，接着注浆班注浆。这种安排往往是第一根据管容易注浆，紧接着小导管注浆难度加大，其原因是第要管注浆压力大大超出控制压力，以后的小导管未达到控制压力或根本无法注浆便终止。这样必将造成塌方体拱架外围壳体厚度不均匀，给塌方体穿戴造成安全隐患。现场应按钻工班与注浆班混合安排方法组织。即钻一个眼安装一根小导管后开始注浆。然后在
10、一个循环内跳钻跳注，以确保拱架外围水泥壳体最小厚度满足设计要求。4、关于注浆配合比与水泥壳体强度形成时间注浆后水泥壳体强度满足强度要求才能进行塌方体掘进施工，现场施工控制比较随意，这个时间与浆的类型、水泥的品种、配合比及施工现场温度都有关系。根据本项目的旗季节，隧道内温度为常温。现场采用华新425矿渣水泥，水灰比0.75：1（每一循环最初几根小导管注浆配合比可按1：1，最后几根浆液配合比中用水量可加到1：1）。每循环掘进应在最后一根小导管注浆完成12小时后才能开始。如注浆后续工序进度较快，可在浆液中按水泥浆量10%50%体积比加入水玻璃以缩短水泥壳体强度形成时间。五、关于塌方空腔处理的探讨本隧
11、道塌方长度、塌方数量是处于施工隧道中比较少见的，根据塌方空腔顶在最初阶段还可见，一段时间后不可见分析，此处塌方尚未停止，空腔上部岩体的稳定性处于临界状态。由于对塌方空腔空间所处的位置、空腔的大小不明，特别是由于空腔上部的岩体的地质结构不明未能对其稳定性作出正确的评估。加上塌方体穿越时间不小于3个月，这期间空腔上部岩体再塌方可能性、注浆形成的壳体及初期支护对来自上部的冲击的抵抗力未作出评估。这些因素都给穿越塌方体形成的具大的安全隐患。如果放任空腔不顾，即使塌方穿越、二衬全部完工隧道交付使用，由于十堰处于地震断裂带，微小的地质运动都会给处于临界稳定的空腔上部岩体脆弱的稳定造成变化，给运营中隧道形成
12、安全隐患。因此塌方体穿越期间是否需要对空腔所处的位置及空腔的大小，特别是对空腔上部岩体地质结构稳定性进行地质钻孔分析评估。隧道二衬完工后是否需要对空腔进行填充，用什么材料填充？这类问题需要专家们研究定。六、施工保障1、组织保障茅大路第三合同段太平垭隧道塌方处理保障机构图组长张汉礼 副组长龚荣清副组长林文杰吴陈向佑军古杰张策何兆钢高田吴建华郭崇兴游鸿滨2、人员保障：成立坍塌处置小组 组长：张汉礼副组长：龚荣清、林文杰组成人员：吴陈、何兆钢、向佑军、古杰、游鸿滨、张策、郭重兴、高田、吴建华、杨寿人员分工及岗位责任张汉礼：对本次坍塌处治负总责，全权负责人员、机械的调配与安排，处治资金的使用与监管。龚
13、荣清：对本次坍塌处治技术方案负总责，有权根据现场具体情况在确保质量和安全的前提下调整施工方案。林文杰：对本次坍塌处治现场总体负责，全权负责现场组织与监督施工方案的执行。吴陈、向佑军：负责现场组织与监督施工人员按照施工方案进行施工，并协助副组长做好施工现场和各作业班组的协调与安排。古杰：负责坍塌处治施工方案实施全过程的技术交底、监控测量及资料的整理。何兆钢：负责全程监督施工过程质量与安全，并负责安全资料的整理。游鸿滨：负责施工全过程的现场试验工作，做好各种试件的现场制作与抽检，确保试验报告及试验资料的真实性和完整性，并存档备查。张策：协助古杰工作。郭重兴：负责财务管理与物资供应。高田、吴建华、杨
14、寿：负责监督和管理本作业班施工，有权随时制止违反施工方案的任何人的任何行为，并做好交接班记录，同时要负责确保施工期间的道路畅通与用电安全。本坍塌处治实施全过程由公司总部监督实施，督办小组成员组成；李荣宝：公司董事长，全面负责对太平垭隧道坍塌处治资金的组织和落实，安全、质量和进度的检查和督办。徐精简：公司安全部长，负责太平垭隧道坍塌处治过程中的安全措施的监督实施。韩凤兰：公司办公室副主任，做好后勤协调工作及信息汇报工作。现场值班带班人员交接班一览表序号工作时间负责人交接班时间备注1白班（8:0016:00）高田上午8:00下午16:00每人值班12小时，交接班时间为上午8:00和晚上20:00，主要负责施工管理工作。2中班（16:0024:00）吴建华下午16:00晚上24:003晚班（24:008:00）杨寿晚上24:00上午8:003、物资保障：主要机械设备与材料 为确保本次坍塌处治方案的顺利实施，及时储备和提供如下材料和施工机械：主要施工机械序号机械设备名称规格型号数量备注1凿岩机YP288台2风镐10把3压浆机ZB-22台4发电机200KW1台5装载机ZL50C2台6自卸汽车15T5台 主要材料计划序号材料名称规格型号单位数量备注1水泥R32.5T7702水玻璃T723钢管42Kg48104工字钢I18/I20aKg711075砂浆锚杆3MM860
