隧道塌方冒顶处理与预防措施探讨.docx

隧道塌方冒顶处理与预防措施探讨【摘要】公路工程建设作为现代社会发展的重要基础直接关系到交通能力的提高和公路交通运输行业的发展。由于我国幅员辽阔地形地貌复杂不可避免的会遇到穿山隧道工程的建设。虽然现代隧道工程施工技术不断完善但是隧道塌方冒顶仍是施工企业必须关注、严格控制的关键。本文结合某隧道施工过程中出现的塌方冒顶事故简要介绍了隧道塌方冒顶的处理措施以及预防措施。【关键词】隧道；冒顶；原因分析；处理措施1概述某隧道全长831m净宽12米净高5.0m。隧道最大埋深约160m深部围岩为微风化凝灰熔岩及凝灰岩为坚硬岩岩体呈块状。施工中按设计（原为Ⅱ级围岩变更为Ⅳ级（S4b）围岩）进行爆破掘进出碴过程中发现掌子面隧道顶部偏左开始有零星掉块慢慢坍塌形成漏洞环向宽度约1.5m纵向宽度约0.5m深度约1m。为保证施工人员安全项目部决定停止施工并安排专人进行监测后来塌方量逐步增大发生隧道冒顶压埋开挖台车、机具等设备并未造成人员伤亡。2塌方冒顶原因分析经过业主、设计、勘察、监理、施工五方代表在塌方冒顶现场踏勘并召开专题会议结合隧道的地质情形经细致分析和讨论共同认为造成塌方冒顶的原因为：该段围岩设计是Ⅳ级（S4b）围岩采用长3mΦ22@1000锚杆单层Φ8@250钢筋网Φ22钢格栅支护厚23cm喷射混凝土。根据现场实际情况此段有一断层岩性软弱岩体破碎岩体力学强度低实际隧道围岩应为V级围岩由于岩体结构松散颗粒间无较结或较结差造成开挖后引起隧道塌方冒顶。3塌方冒顶处理措施3.1洞内观测增强观测洞内围岩和塌方体后方已施工的初期支护变形情况并将现场监控数据进行回归研究以便对围岩及初期支护稳定进行研究与加固。在清除塌方体过程中应加强拱顶下沉和周边位移收敛数据的观测观测频率要加大用观测数据来指导清除坍塌体的工作。（1）隧道拱顶沉降量测：采用精密水准仪进行拱顶沉降监测每5m一个监测断面。（2）隧道围岩收敛变形量测：采用周边收敛仪进行围岩周边收敛变形量测每5m一个监测断面。（3）隧道支护结构受力监测：在隧道围岩与支护结构之间预埋压力盒并应用钢弦测力计测量压力盒受力。3.2塌方冒顶处理施工流程塌方冒顶处理一般分两步进行首先应找出坍塌点位置确定坍塌面积与位置情况后再根据空洞位置、范围制定处理措施方案。塌方冒顶处理总体思路为短进尺强支护逐段边开挖边钢支撑边网喷具体流程为：清理台车塌方体注浆固结附近未塌部分拱顶进行加固处理（注浆）塌方体上部边开挖边支护（超前小导管、工字钢和喷砼）找到坍塌点位置并加固掌子面。3.3塌方冒顶段处理工艺（1）对塌方体进行喷混凝土封闭并注浆固结因塌方体自稳性较差不能急于出碴势必引起顶部更大塌空因此在洞内塌方体表面喷一层30cm厚的C25早强混凝土将塌方体封闭然后向塌方体打入Φ42mm*3.5mm小导管梅花形布设间距为1.0*1.0m导管长为6m注1：1水泥浆以固结塌方体注浆压力：0.5～1.0MPa使塌方体形成整体受力壳。（2）拱顶超前小导管沿开挖面周围布置一圈小导管导管与隧道中线平行以15°仰角打入洞内塌体拱部围岩。一方面起到超前支护作用另一方面对松散体进一步固结有利于拱顶的稳定。顶拱部位应尽量向上打入保证拱顶以上部位塌方部位松碴得到有效的固结。超前小导管采用Φ42mm*3.5mm间距为0.4*0.4m导管长为6m注1：1水泥浆以固结塌方体注浆压力：0.5～1.0MPa。（3）塌方体开挖待注浆达到强度后进行塌方体开挖开挖分段进行采用挖掘机和人工配合方式尽量减少超挖及减轻对围岩的扰动和破坏要求短进尺强支护开挖时缩短循环进尺为0.5m左右。根据坍塌体特征考虑塌体段施工安全及塌体的稳定确保安全、可靠、不留后患、经济和快速施工在施工区域监测稳定的情况下坍塌体处治施工次序为：开挖左侧导洞上半断面左侧导洞上半断面初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护等）开挖右侧导洞上半断面右侧导洞上半断面初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护等）。坍塌体开挖采用边开挖边钢支撑边喷砼的临时支护措施在临时支护结构的保护下边挖边撑找到塌方点位置并加固掌子面逐步消除隧道质量与安全隐患达到设计与规范要求后将隧道设计开挖线内的剩余塌方石碴全部清除。（4）工字钢支撑在清除坍塌体过程中应加强附近周边支护支护应根据开挖情况逐断推进快速成环。初期支护采用20b工字钢支撑间距0.5m段与段之间用螺栓连接20b工字钢焊接在22*22*1.5cm钢板上钢支撑纵向采用钢筋连接纵向连接钢筋的环向间距为1.0m与钢支撑焊接焊接均采用