隧道整治论文：公路隧道坍塌综治举措刍议.docx

隧道整治论文：公路隧道坍塌综治举措刍议本文作者：侯军工作单位：晋城市交通运输局施工图变更设计2009年6月底由于工期紧迫施工单位提出将隧道原设计厚40cm初衬模筑混凝土变更为厚30cm喷射混凝土混凝土强度参数不变且挂钢筋网初期支护钢拱架型号Ⅰ16变为Ⅰ20b增强施工灵活性较大程度地加快施工进度。业主、监理同意并依据2009年6月25日土工实验报告中的数据设计单位同意变更上述隧道初期支护相关施工图。隧道坍塌及分析隧道初期支护坍塌施工单位由隧道出口方向进行洞身开挖施工。2009年8月3日晚当施工至K1+043时K1+077—K1+043段发生洞顶塌方地表出现不同程度沉陷。塌方时正值工人休息掌子面没有施工人员无伤亡。原因分析a)据现场踏勘从工程施工的角度出发该隧道为小导管注单液浆超前支护施工中小导管注浆压力不足未能形成拱顶的环效应另外施工虽采用上下台阶法施工但上台阶设置的临时仰拱未能及时跟进或施工质量不高从而使初期支护形不成封闭环加之上台阶工字钢落脚处地质条件差随着围岩应力的释放以及变形的积累极易产生初期支护下沉变形造成坍塌。b)补充地质勘察报告《阳城县北留镇隧道工程土体物理力学性质检测报告》（2009.8）认为勘探深度范围内地基土沉积时代成因类型主要为第四系中更新统红色粉质黏土。地下水埋藏深度距地表19.0～25.0m水位标高652.46～657.67m为孔隙潜水类型来源为大气降水。场地环境类别为Ⅲ类场地土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均不具腐蚀性；场地土体无膨胀性竖向收缩率0.40～4.05。坍塌前一周出现过强降水经土质分析含水量随深度的增加而增大最小含水量7.3%位于最上部；最大含水量为26.4%；地层中含水量较大致使土体的抗压和抗剪性降低是造成隧道洞顶塌方的又一重要因素（见图2）。处治方案及施工措施综合分析隧道洞顶坍塌各种因素并根据补充钻探资料及现场观测通过深入研究和仔细论证本着处理措施应安全、经济、可行的原则提出隧道塌方段地表和洞内注浆加固的综合处治方案。初衬已封闭的段落对初衬已封闭的段落马上做好二次衬砌进一步保证隧道的安全。对作了拱部初期支护但未作仰拱的段落拱脚用φ42、长4.0m的锁脚锚管进行注浆加固以免造成更大的损失。锁脚锚管注水泥—水玻璃双液浆注浆压力不小于1.0MPa；双液浆参数为水泥∶水玻璃＝1∶0.5水泥浆水灰比为1∶1水泥标号为42.5。隧道塌方段地表塌陷处理a)先在洞内既有掌子面插φ42×6和φ89×7花管长6.0m外插角分别为10°、20°水平搭接不小于1.0m并注双液浆间距1.0m呈梅花型布置把隧道内塌落土体整体加固。b)对隧道山顶水厂道路下土体进行注浆加固并采取足够的支撑措施以保证道路和施工的安全。c)在塌陷处适当放缓边坡开挖至距地表深约8m处做矢跨比为1/12的土牛；开挖时一定要注意边坡的稳定必要时要对边坡进行加固。d)在土牛上做厚为70cm的钢筋混凝土防护罩防护罩四边要坐在开挖面四周没有扰动的原状土上。防护罩采用C30现浇钢筋混凝土从北向南分段连续施工每次进度沿路线方向长6.0m。e)防护罩四周沿路线方向每5.0m预留一个直径10cm的孔以便隧道顶部塌陷土层有空洞时注入粉煤灰等轻质材料填充密实。f)防护罩四周脚部按梅花型设置φ42、长5.0m、纵向间距0.5m的锁脚锚管并双液注浆端部伸入防护罩中不小于0.5m。注浆后与防护罩中钢筋焊接最后在防护罩四脚处回填高1.0m的浆砌片石顶紧以稳定四周土体。g)紧靠山顶水厂道路一侧的防护罩一定要坐于道路下原状土上并且在防护罩上砌石顶紧道路下土体。图2K1+040处勘探孔含水量变化曲线5.3隧道内塌方段处理a)在掌子面固结的土体保留中部坡道不对称开挖两侧土体新开挖出的掌子面用蛇皮袋装土分两层台阶垒防护墙台阶宽度要不小于1.0m。b)垒好防护墙后不对称施作K1+077—K1+083段已作拱部支护而未塌落的两侧边墙和仰拱。仰拱采用C25模筑现浇混凝土拱脚混凝土底部基础要扩大以增加接触面积并增设支撑垫板来增强拱脚承载力减少拱顶下沉。墙角用φ42、长4.0m的锁脚锚管每处2根。c)在离隧道洞顶塌方段较近时停止前进。施作该段二次衬砌仰拱混凝土预留两侧钢筋并施作片石混凝土回填至排水沟底部。d)对于K0+965—K1+077未开挖和塌陷段落采用双侧壁导坑上下微台阶先墙后拱开挖法。并辅以超前中、小导管及锁脚锚管等措施按照“管超前、短进尺、少扰动；强支护、早封闭、快成环；勤量测、紧衬砌”的原则各道工序紧密衔接环环相扣随挖随支保证隧道初期支护的结构稳定与施工安全（见表1）。隧道二次衬砌配筋二次衬砌配筋根据不同情况分为4段进行：K0+965—K1+030段、K1+030—K1+083隧道