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1、第六讲隧道施工坍方处理第六讲隧道施工坍方处理长安大学公路学院 李宁军 139091800641、隧道发生塌方后，应详细调查塌方范围、形状、塌穴的地质构造，查明其诱发原因和地下水活动情况，判断塌方类型，制定处理方案。应尽早采取下列措施防范坍情恶化：（1）加固未塌的洞身段和(或）冒顶的陷穴口，防止坍塌和塌陷继续扩大。（2）搭设防雨棚遮盖冒顶陷穴口，四周挖沟排水，防止雨水流入。（3）夯填地表沉陷和裂缝，开挖截水沟，防止地表水渗进入坍体。塌方发生后必须强调两点： 一是采用的塌方处理措施要避免盲目性。制定正确合理的处理措施需建立在对塌方的特点、原因以及规模的充分掌握的基础之上，包括对地下水情况的了解。
2、隧道坍方一般由自然和人为等原因引起。自然原因应是人力不可抗拒或目前认识不清、技术上不能解决的自然现象，如：地震力、高地应力、强膨胀力等引起的岩体坍塌、岩块挤出，溶洞暗河、断层破碎带等处的泥石流涌出，地下水作用造成岩性突变、偏压激增、山体失稳而坍塌。人为原因则为设计、施工期间疏忽失察、判断错误、措施不当、管理不严、工艺落后等造成坍塌，如：地勘粗糙、支护力偏弱、开挖方法错误、支护不利、地质预报有误、监控量测不及时、地表水处理不当等。 有用塌落平均高度界定是否为塌方，当塌方平均高度0.7m时，判定为塌方；当塌方平均高度0.7m时，则为超挖或局部坍塌。 按塌体的体积划分塌方规模，以此确定处理塌方的原则
3、。分级标准如下：塌方量小于300m3为小型，3001000m3之间为中型，10005000m3之间为大型，大于5000m3为特大型。 根据坍方体遮蔽坍穴和坍穴稳定情况，确定处理方法。 二是采取防止坍塌继续扩大措施的及时性。有些塌方不及时设防，其塌方范围、数量将随时间的延长而不断扩大，甚致坍至洞顶地面，尤其在软弱围岩、浅埋地段的隧道塌方更应强调这种及时性。除强调治塌先加固外，还包含治塌先治水的原则。 2 2、小型塌方处理应尽快实施。首先处治塌穴，可采用喷、锚封闭，也可架设临时支撑撑稳。然后在安全有保证的情况下，进行塌方段增强支护、衬砌的施工。小坍方多发生在岩石隧道局部破碎、或存在断层破碎带、软弱
4、夹层地段。处治时可采用下列步骤：（1）利用塌腔围岩暂时基本稳定状态，抓紧时间采用喷锚支护技术加固塌腔面，在可保安全情况下清理塌渣。（2）在原初期支护的空间，施作钢架混凝土壳体，并用长锚杆将其与非塌腔围岩锚固，必要时架设临时支撑将钢架混凝土壳体支牢，通过预留孔向塌腔分层注入1m厚混凝土护拱和1m以上厚的轻质缓冲层。（3）沿钢架混凝土壳体内轮廓铺挂防水板，浇注加强的二次衬砌。3 3、大型塌方处理宜采取先护后挖的方法穿越塌渣体。可用管棚法或注浆固结法稳固围岩体和渣体，再按微台阶法或侧壁导坑法开挖、支护塌渣体，并尽快完成衬砌。 大塌方多发生在土质隧道或土夹石隧道，引起这类塌方的主要原因：初期支护刚度不
5、足、围岩变形过大、地下水软化作用降低围岩承载能力、二次衬砌未及时施作。处治时可采用下列步骤：（1）在塌体内采用管棚和超前管注浆，注浆范围应保证初期支护以外，有不小于35m围岩固结厚度。成孔有困难采用跟管钻机钻孔；渗透注浆效果不理想时，采用超细水泥劈裂注浆。（2）采取稳妥的分部开挖与及时闭合的支护方法。（3）衬砌跟进施作。4、塌至原地面的塌方类，一般只发生在浅埋隧或深埋隧道洞口段，多属于大塌方，不能采用清渣方法，应利用塌渣稳定地层的作用。处治时可采用下列步骤： （1）塌口采用喷射混凝土封闭，根据情况确定是否采取地表注浆加固塌穴及周围，待衬砌施作完毕后，采用灰土分层夯填并高出原地面。（2）设置止浆
6、墙封闭塌体表面、安设注浆孔口管。（3）采用循环注浆法或导管跟进后退注浆法，对塌体注浆加固。（4）打设大管棚，管内安放小钢筋笼、灌注水泥砂浆。（5）在大管棚掩护下开挖、支护衬砌。 4 4、塌穴空腔应视其规模、形状、所处隧道断面位置，采取下列措施，保证在模筑的衬砌背后与塌穴周壁间密实：（1）塌腔较小，位于边墙或拱腰以下，可在衬砌前用浆砌片石或干砌片石喷射混凝土将其充填；位于拱部，可衬砌后通过压注水泥砂浆或小石子混凝土填充。（2）塌腔较大，位于边墙或拱腰以下，可在衬砌前用浆砌片石回填一定厚度，再以弃渣填实；位于拱部，可在衬砌后分层压注水泥砂浆和轻质材料填充。（3）位于拱部、全部填满有困难的特大塌腔，
7、可在特殊加强的衬砌背后压注一定厚度轻质材料，并做好余腔的排水设施。（4）塌方段增强支护背后的空腔一律采用注水泥砂浆填充密实。对塌腔的处理要考虑防水板铺挂问题，一般有两种方法： 一是沿不规则坑道断面铺挂防水板后，浇注衬砌混凝土填充塌腔，未填满处注浆填满。 二是采取结构措施将坑道断面修补成隧道设计衬砌断面，对修补结构背后的空腔进行注浆填充，再铺挂防水板浇注衬砌。 两种处理方法的区别在于，前者要求对不规则坑道的支护要达到稳定状态，适用于塌腔较小、横断面失跨比小于0.7、围岩条件比较好的地段；后者不强调对不规则坑道的支护要达到稳定状态，但对修补结构要求有足够的强度和刚度，适用于塌腔较大、横断面失跨比大于0.7、围岩条件比较差的地段。 5 5、塌方地段的衬砌，应视坍穴大小和地质情况予以加强。 塌方地段的衬砌一般应加强，但如坍穴高度小、围岩经锚喷后稳定、填充密实、填充料凝固后自重不需衬砌分担，可不加强。 6、安全施工与施工安全前者为施工状态由多方面的措施、技术、行为构成的施工氛围；后者为具体的施工措施。我们追求的是前者。安全施工具有主动性、预防性、全方位。如采用地质超前预报了解前方围岩变化、通过洞周位移量测了解支护工作状态，及早采取施工安全措施等。谢谢！
