淺談富水黃土隧道施工塌方處理措施

1、<p>　　淺談富水黃土隧道施工塌方處理措施</p><p>　　摘要：文章重點(diǎn)介紹了青蘭高速陜西境項(xiàng)目羊泉隧道塌方的過(guò)程及處理措施，分析總結(jié)了富水黃土隧道施工應(yīng)注意的問(wèn)題及開(kāi)挖施工的技術(shù)關(guān)鍵，以供類似工程參考。 關(guān)鍵詞：黃土隧道；開(kāi)挖施工； 塌方治理中圖分類號(hào)：U455文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 前言 </p><p>　　在鐵路或公路工程建設(shè)施工過(guò)程中，不可避免的要進(jìn)行隧道施工，施工所處

2、的地質(zhì)環(huán)境是錯(cuò)綜復(fù)雜，其中富水黃土地質(zhì)就是施工過(guò)程中不愿意遇到的，因?yàn)樵谶@種地質(zhì)施工非常容易塌方，本論文就是以工程實(shí)例來(lái)淺談一下在塌方后如何盡快處理，盡量避免損失。 </p><p><b>　　1.工程實(shí)例簡(jiǎn)介 </b></p><p>　　羊泉隧道為青蘭高速公路陜西境的控制性工程，隧道設(shè)計(jì)行車(chē)速度為80Km/h，隧道建筑限界凈寬10.25m（0.75m檢修道＋0.

3、5m左側(cè)側(cè)向?qū)挾龋?×3.75m行車(chē)道＋0.75m右側(cè)側(cè)向?qū)挾龋?.75m檢修道），凈空限界高度5.0米。襯砌斷面內(nèi)輪廓采用單心圓方案。羊泉隧道穿越區(qū)為黃土塬梁峁工程地質(zhì)區(qū)的黃土塬工程地質(zhì)亞區(qū)，山體近南北走向，地勢(shì)總體南低北高，隧道與山脊近于直交，垂直隧道軸向兩側(cè)低，中部高而平緩。左線地面標(biāo)高介于1044.52~1198.15，相對(duì)高差約153.63m，右線地面標(biāo)高介于1048.74~1198.16m，高差約149.42m。據(jù)

4、鉆探揭露、工程地質(zhì)條繪和土工試驗(yàn)，隧址區(qū)分布的地層有第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土（Q32eol）、中更新統(tǒng)風(fēng)積黃土（Q2eol）。在隧址區(qū)沒(méi)有地表水。 </p><p>　　2、施工方法及塌方情況 </p><p>　　本隧道開(kāi)挖采用臺(tái)階分步開(kāi)挖，即環(huán)形開(kāi)挖中心留核心土法，每環(huán)進(jìn)尺控制在1.5m，上下臺(tái)階距離在20m，采用機(jī)械開(kāi)挖，初期支護(hù)及時(shí)封閉。下半斷面采用拉中心槽，兩側(cè)留足臺(tái)階土，馬口跳槽

5、開(kāi)挖落地，每次下導(dǎo)接腿控制在3榀，及時(shí)完成初期支護(hù)。羊泉隧道施工過(guò)程中發(fā)生過(guò)數(shù)次大規(guī)模的塌方，并且根據(jù)監(jiān)控量測(cè)記錄數(shù)據(jù)，隧道初期支護(hù)最大下沉量達(dá)70cm。其中隧道發(fā)生最大一次塌方時(shí)造成地面出現(xiàn)直徑30m，坑中心深5m的圓坑，同時(shí)洞內(nèi)有涌泥和涌水出現(xiàn)。 </p><p>　　本次塌方出現(xiàn)在隧道左洞ZK122+490處，隧道圍巖為V類圍巖，當(dāng)時(shí)正在進(jìn)行隧道機(jī)械開(kāi)挖工序作業(yè)，當(dāng)晚23時(shí)左右，掌子面突然傳來(lái)巨響，隨之約1

6、400m3涌泥涌出，將洞內(nèi)的2cm厚鋼板推擠彎曲，靠近掌子面的四榀拱架也發(fā)生了破壞，所幸施工人員和機(jī)械撤離及時(shí)，沒(méi)有造成大的傷害。塌方事故發(fā)生后，技術(shù)人員隨即對(duì)地表進(jìn)行了踏勘，發(fā)現(xiàn)地表的蘋(píng)果園內(nèi)有一直徑30m、深5m的圓坑，根據(jù)測(cè)量定位，地表塌坑位于洞內(nèi)掌子面的正上方，為此初步分析判定洞內(nèi)塌方為冒頂類型塌方，因工程所在黃土高原地區(qū)地形復(fù)雜多變，在掌子面上方有泥土空腔所至。 </p><p>　　塌方發(fā)生以后，施工

7、單位在洞內(nèi)和地表隨即采取了緊急措施。首先在地表塌坑外30m范圍設(shè)置警戒區(qū)域，嚴(yán)謹(jǐn)任何人員和車(chē)輛進(jìn)入，防止再次發(fā)生塌方而造成事故。其次對(duì)隧道內(nèi)涌泥末端部位的初期支護(hù)進(jìn)行加固，具體加固措施為在原初期支護(hù)拱架位置再設(shè)立套拱，套拱拱架采用I20型鋼，縱向采用φ22鋼筋進(jìn)行連接，同時(shí)鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片，之后用20cm厚的C25噴射混凝土封閉。初支加強(qiáng)完成后隨即開(kāi)始涌泥的清理工作，在清理涌泥時(shí)采取清理一段加強(qiáng)支護(hù)一段的措施。待清理至距掌子面10m處即開(kāi)始

8、本次塌方的處理。 </p><p><b>　　3、處理方案 </b></p><p>　　通過(guò)多次專家論證，初步制定了本次塌方的處理方案： </p><p>　　3.1、鑒于洞內(nèi)沒(méi)有涌泥再次發(fā)生、流出的地下水為清水，決定將地表塌坑進(jìn)行回填，回填采用隧道棄渣，以能夠使蘋(píng)果園達(dá)到復(fù)耕條件為標(biāo)準(zhǔn)。 </p><p>　　3.

9、2、地表回填完畢后要埋設(shè)測(cè)量控制點(diǎn)，要做好地表監(jiān)控量測(cè)工作，及時(shí)進(jìn)行變形預(yù)警。 </p><p>　　3.3、鑒于塌方時(shí)正處于雨季，將地表塌坑的回填土用塑料布進(jìn)行覆蓋，防止地表水下滲造成危害。 </p><p>　　3.4、在洞內(nèi)距塌方掌子面10m的涌泥段采用上下臺(tái)階開(kāi)挖，待上部開(kāi)挖出3m長(zhǎng)的開(kāi)挖平臺(tái)后，對(duì)前方的30m范圍內(nèi)布設(shè)超前大管棚，管棚采用φ150的無(wú)縫鋼管，環(huán)向間距50cm。 &

10、lt;/p><p>　　3.5、超前大管棚布設(shè)完畢后對(duì)涌泥段及未開(kāi)挖圍巖進(jìn)行注漿加固。注漿前首先對(duì)涌泥體進(jìn)行掛網(wǎng)噴射混凝土封閉。注漿的漿液采用1：1水泥凈漿。注漿管用φ42無(wú)縫鋼管，管頭成尖錐狀，管身梅花型鉆設(shè)注漿孔，采用在每?jī)筛?50的管棚中間布置一根的原則。 </p><p>　　3.6、注漿終止壓力控制在0.5MPa。 </p><p>　　3.7、注漿完畢后再

11、進(jìn)行涌泥體的上下臺(tái)階分布清除開(kāi)挖。 </p><p>　　3.8、施工至拱架破壞的位置，對(duì)已開(kāi)挖的拱架進(jìn)行清除，首先支立上導(dǎo)的拱架，拱架采用φ22型鋼，30cm間距布置，在拱腳部位放置通長(zhǎng)的50槽鋼進(jìn)行支墊，以加強(qiáng)拱腳承載力，拱架間用I22工字鋼代替連接筋進(jìn)行連接，之后掛網(wǎng)噴30cm厚的C25混凝土。 </p><p>　　3.9、上導(dǎo)拱架支護(hù)完成后在上導(dǎo)設(shè)置臨時(shí)仰拱，首先用I22型鋼將上

12、導(dǎo)底部封閉成環(huán)，之后再澆筑30cm厚C30混凝土將仰拱進(jìn)行封閉。 </p><p>　　3.10、上導(dǎo)開(kāi)挖20m后在后方交替進(jìn)行下導(dǎo)的拱架接腿施工。 </p><p>　　3.11、該段塌方區(qū)域渡過(guò)以后隨即對(duì)該段進(jìn)行二襯施工，二襯混凝土在原設(shè)計(jì)C25標(biāo)號(hào)上提一個(gè)等級(jí)，采用C30混凝土，厚度較原設(shè)計(jì)的40cm增加5cm，即澆筑45cm厚的二襯混凝土。 </p><p>

13、;　　本次塌方處理完成以后，施工單位布置了監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，根據(jù)三個(gè)月的連續(xù)觀測(cè)，該段隧道支護(hù)沒(méi)有再發(fā)生變形，證明的本次塌方的處理是成功的。 </p><p><b>　　4、工程結(jié)論 </b></p><p>　　總結(jié)本次塌方的發(fā)生和處理過(guò)程，我們可以的得出以下結(jié)論： </p><p>　　4.1、陜北黃土地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有可能會(huì)發(fā)生突變，在前

14、期的地勘中，應(yīng)合理增加地質(zhì)鉆孔密度，盡可能的取得隧道穿越區(qū)的詳細(xì)地質(zhì)資料。 </p><p>　　4.2、隧道施工前應(yīng)對(duì)隧道地表情況進(jìn)行踏勘，充分掌握隧道穿越的地表地貌情況，在重要的部位要埋設(shè)監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，及時(shí)掌握地表下沉情況。 </p><p>　　4.3、對(duì)涌泥的注漿加固措施是成功的，在對(duì)注漿加固的涌泥體清理時(shí)，發(fā)現(xiàn)加固過(guò)的涌泥體有了很好的膠結(jié)強(qiáng)度，對(duì)保證開(kāi)挖進(jìn)度和開(kāi)挖安全有積極的效果。

15、 </p><p>　　4.4、增加拱腳的型鋼支墊和臨時(shí)仰拱封閉對(duì)抑制隧道變形有非常明顯的作用，在隧道變形大的區(qū)域采取該種支護(hù)加強(qiáng)措施能收到很好的效果。 </p><p>　　4.5、對(duì)塌方段要從初期支護(hù)和二襯都需要采取加強(qiáng)支護(hù)，確保該段支護(hù)的穩(wěn)定。 </p><p><b>　　5、總結(jié) </b></p><p>