某隧道塌方分析及处理技术.docx

某隧道塌方分析及处理技术【摘要】由于地质构造作用和风化作用隧道施工中经常会遇到全风化或强风化的围岩。隧道施工时围岩重力的重分布是导致隧道塌方的重要原因之一。如遇强降雨天气这种强风化的软岩很容易由于不能支撑自身重量而发生塌方。浙江省某高速公路在建隧道由于强降雨天气在进洞口、出洞口和洞内发生大面积塌方。作者基于现场的踏勘和参与处理该塌方详细分析了该隧道的塌方原因并提出了处理方案。【关键词】隧道塌方原因分析处理技术1隧道概况高速公路某隧道地处浙江省内起点桩号用于连接已建成通车的杭新景高速公路某标段终点并与江西境内已建成的某高速公路相接路线全长128.5km。本文所分析的隧道于2012年开工建设右线全长314m。2水文地质状况隧道所处区域属亚热带季风气候区温暖湿润四季分明。降雨量由山区向盆地递减山区内多年平均1804.92mm月平均降水量最多的是6月（302.3mm）最少的是12月（51.5mm）。月极端最多是650.0mm月极端最少0.0mm。全年以二月到七月中旬为雨季尤以五到六月及七月上旬更集中。八月至十月期间受台风影响有暴雨。进洞口坡度约为30～40°植被茂密丘陵表部分布残坡积含粉质碎石粘土褐红色可塑厚1～2m其下伏基岩为奥陶系青灰色泥岩中厚层状劈理发育岩体被切割成块状、大块状局部有塌方体发育。标段隧道顶板最大埋设约35m穿越中风化泥岩青灰色泥质结构具变质作用岩质硬脆节理较发育[BQ]=340综合评定该段为IV级围岩岩层倾向于隧道右侧。3塌方情况塌方是指围岩失稳而造成的突发性坍塌、堆塌、崩塌等破坏性地质灾害常发生于断层破碎带、膨胀岩（土）第四系松散岩层、不整合接触面、侵入岩接触带及岩体结构面不利组合地段。由于自然地质条件的复杂性和其它各种不确定性因素的影响使得塌方的发生机理不甚明朗。该段隧道在进行下台阶开挖和支护施工并完成下台阶初支喷射混凝土施工。整个施工过程中项目部及监控量测单位监控拱顶下沉和周边收敛等变形数据较小未达到预警值（图1）。但是第二天早上5点施工作业工人上班后发现右洞进洞口上边坡出现了边坡垮塌并将隧道右洞整体压塌的情况（图2～3）。该隧道整体围岩较松散多段范围埋深较浅并在施工过程中多次出现了洞内小型塌方和洞顶山体小型塌方的现象加之今年上半年梅雨季节开始直至坍塌时天气持续降雨洞顶山体吸水较多自重加重不稳定因素加大。导致本次该段塌方造成右洞洞顶山体滑坡冲压已施工的初期支护及护拱该段初支与护拱整体垮塌。4塌方原因分析在塌方的影响因素中水是不容忽视的一个重要因素水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍落。另外如果遇到岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体在水作用下软弱面的强度大为降低将发生滑塌。地下水与塌方之间存在内在联系施工过程中控制地下水和把握喷射混凝土的质量对控制隧道塌方具有重要意义。对于该隧道连续的强降雨天气加上围岩风化程度高是导致该隧道发生塌方的根本原因。5塌方处理技术5.1抢险措施隧道右洞洞口坍塌后设计、业主、监理等单位高度重视立即采取方案进行抢险施工具体施工方案如下：（1）右洞洞内坍塌体斜坡表面应采用15cm厚C20网喷混凝土+Φ42×4mm小导管注浆加固（长4m间距1.2m×1.2m）进行破面防护。（2）对右洞洞内塌方影响段采用22b工字钢拱架与原设计已架设初支钢拱架成模数安装间距控制在1m以内。钢拱架间采用Φ22mm纵向钢筋连接环向间距1.0m采用Φ42×4mm系统径向注浆小导管加固初期支护小导管长3.5m纵横间距同原系统锚杆。（3）渣体段22b临时钢架加固在现状初期支护表面进行并随着该影响段台阶下挖而向下跟进落底二衬前再拆除必要时在拱部设置型钢扇形或竖向支撑。（4）边仰坡坡面防护结合现在实际坡面布设强风化部分采用小导管注浆+锚喷+系统锚杆加固小导管间距1.5m系统锚杆间距3.0m呈梅花形穿插布设；按照1：1.5刷坡坡面采用小导管注浆+锚喷加固小导管间距1.5m。锚喷厚度为20cm分两次喷射每次喷混凝土挂一层Φ42×4mm注浆小导管。（5）坍塌段宜采用双侧壁导坑严禁采用三台阶法中间拉槽的施工方案。该段拱顶位移及周边收敛监控量测测点布置间距5m每天量测3次。5.2施工技术（1）开挖施工平台仰坡顶面清表后沿坡顶向下由挖掘机开挖操作平台平台宽度不小于1m用于风机及潜孔钻进行钻孔作业每次刷坡高度不大于2m做到边开挖、边防护如图4所示。（2）钻孔施工钻孔前检查边坡稳定情况人工手持风钻或用潜孔钻钻孔钻头尽量与岩层