隧道塌方的常規(guī)處理流程及建議

孫曉陽 /甘肅綜合鐵道工程承包有限公司

隧道塌方的常規(guī)處理流程及建議

孫曉陽 /甘肅綜合鐵道工程承包有限公司

發(fā)生隧道塌方后，應(yīng)根據(jù)具體情況及時(shí)進(jìn)行合理的處理，防止塌方的不良影響擴(kuò)大。

隧道；塌方；處理

引言

近年來，我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍處于較高的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，各種隧道工程快速增多。大量的隧道工程建設(shè)表明，由于各種原因，導(dǎo)致隧道建設(shè)中偶爾發(fā)生塌方事故。及時(shí)合理的處理塌方，以防止事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大,顯的尤為重要。以某隧道的塌方處理為例，說明塌方處理的主要過程。

一、某隧道塌方段的地形地質(zhì)概況

塌方附近的隧道埋深為15～40m，地表坡面分布廢棄的危窯，隧道下穿山村混凝土村道一條。

塌方段表層為黏質(zhì)黃土，厚度約2～6m；黃土以下為泥灰?guī)r，灰黃色及褐紅色，巖質(zhì)較軟，局部夾石灰?guī)r，弱風(fēng)化，鐵質(zhì)含量較高，呈褐紅色，受水影響時(shí)局部泥灰?guī)r呈可塑狀，厚度約10～20m。

二、隧道塌方段的概況

（一）洞內(nèi)情況

塌方后洞內(nèi)塌體基本充滿掌子面，塌體主要為泥灰?guī)r、石灰?guī)r、石膏礦，塌方物呈碎塊狀，直徑大部分約為5～20cm。塌方2～3日后塌體底部出現(xiàn)流水，4日后未見明顯流水。

（二）洞外情況

1.塌陷區(qū)概況

塌方處洞頂為山體坡面，村莊在塌陷區(qū)影響范圍外依山勢(shì)而建，村內(nèi)混凝土干道從山腰貫穿村莊，勘察時(shí)可見中線處混凝土路面塌陷嚴(yán)重。

2.地表裂縫

塌陷區(qū)近似呈圓形，沿塌陷區(qū)邊界裂縫基本貫通，邊界周邊牽拉擠壓裂隙較多。

3.地表處陷坑

塌陷區(qū)中部有一陷坑，距離混凝土路面較近，橫向約8m，縱向長(zhǎng)約10m長(zhǎng)，坑深約2m。

三、塌方段的施工及支護(hù)情況

截止塌方時(shí)，上導(dǎo)掌子面里程、仰拱澆筑里程及二襯澆筑里程均滿足步距要求。施工支護(hù)按設(shè)計(jì)圖的“隧道拱墻設(shè)置I16型鋼鋼架，鋼架間距1榀/1m；二襯采用35cm厚仰拱采用40cm厚的C35鋼筋砼。 拱部設(shè)置超前小導(dǎo)管，需放炮時(shí)小炮短進(jìn)尺掘進(jìn)，同時(shí)加強(qiáng)地表及洞內(nèi)觀察觀測(cè)，以策安全”進(jìn)行施工。

四、塌方后應(yīng)盡快開展的工作

（一）警戒及指引

做好洞頂安全圍護(hù)警戒及指引工作，禁止無關(guān)人員等進(jìn)入。

（二）臨時(shí)遮擋及排水措施

做好洞頂裂縫及陷坑的臨時(shí)遮擋，同時(shí)在塌陷區(qū)附近挖排水溝以防外圍明水流入塌陷區(qū)。

（三）地表下沉觀測(cè)

裂縫外20m范圍內(nèi)設(shè)立地表觀測(cè)點(diǎn)，具體按相關(guān)規(guī)程辦理。

（四）裂縫觀測(cè)

繪制裂縫平面圖，并對(duì)每次結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果及時(shí)分析及上報(bào)。

（五）地表坡面的穩(wěn)定性評(píng)估

根據(jù)監(jiān)控量測(cè)資料等對(duì)坡面的整體穩(wěn)定性進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，必要時(shí)加設(shè)鉆探措施進(jìn)行補(bǔ)充評(píng)價(jià)。

五、洞內(nèi)塌方影響段的緊急加固及后期處理

（一）臨時(shí)鎖口加固

塌方后，確保安全的情況下盡快開展洞內(nèi)影響段的鎖口工作，洞內(nèi)二襯至塌體坡腳附近，施做鋼架支護(hù)體系，鋼架及連接筋可適當(dāng)加密。

根據(jù)洞內(nèi)初期支護(hù)變形、開裂情況，必要時(shí)繼續(xù)施做鋼架支護(hù)體系至塌口約3m附近。

（二）封閉塌體

塌方基本穩(wěn)定后，采取回填棄砟反壓形成上部工作平臺(tái)，平臺(tái)坡腳塌體腳部采用砂袋碼砌封堵，上部噴混凝土封閉，防止塌體外涌而引起再次塌方。

（三）拱部注漿

二襯端頭至塌口附近施做徑向注漿固結(jié)地層。漿液采用1:1水泥漿，注漿要求小壓力、間歇性注漿。

（四）后期永久處理

洞內(nèi)塌方處理完成后，對(duì)影響段初支進(jìn)行拆換處理。結(jié)合洞內(nèi)外情況予以加強(qiáng)二次襯砌厚度，確保后期運(yùn)營(yíng)安全。

六、從地表對(duì)塌坑內(nèi)的塌體進(jìn)行注漿處理及后期回填處理塌坑

鑒于地表塌陷區(qū)情況復(fù)雜，為最大限度確保整體地層的穩(wěn)定性，在確保安全的情況下從地表噴漿加固陷坑內(nèi)的塌體及其周邊地層。

（一）洞內(nèi)開挖前對(duì)塌體的注漿處理

洞內(nèi)大管棚壓漿施做完畢至少24小時(shí)后，對(duì)地表塌陷坑噴灑水泥漿液處理，漿液在坑底噴灑相對(duì)均勻；噴漿共計(jì)三次，間隔時(shí)間不小于15～24小時(shí)，每次的漿液配比應(yīng)適當(dāng)調(diào)整，漿液量根據(jù)預(yù)測(cè)的塌體方量進(jìn)行計(jì)算。

（二）塌方段襯砌施做完成后的塌坑處理

洞內(nèi)塌方段最后一板二襯澆筑完畢至少7天后，地表陷坑內(nèi)夯填三七灰土。地表陷坑夯填完后整平塌陷區(qū)附近場(chǎng)地，并疏通水路，確保附近地表排水通暢；并恢復(fù)混凝土道路。

七、洞內(nèi)塌方處理

施做完成洞內(nèi)塌方影響段的加固、大管棚及地表塌體噴漿加固后可開展洞內(nèi)塌方處理。

（一）塌體塌腔探測(cè)

采用超前鉆機(jī)對(duì)塌體前方、拱頂附近及拱腰附近實(shí)施超前鉆，對(duì)塌體情況進(jìn)行探測(cè)。

（二）拱部大管棚加固

拱部設(shè)φ 108超前管棚注漿加固塌方體，管棚長(zhǎng)度根據(jù)探測(cè)情況確定。漿液按水玻璃水泥漿雙液漿液，注漿后快速在拱頂形成護(hù)殼，以有利于從地表對(duì)塌體的噴漿加固。

（三）開挖掘進(jìn)

地表塌體注漿結(jié)束24小時(shí)后，可在洞內(nèi)開挖掘進(jìn)，開挖前拱部施做超前小導(dǎo)管，初支全環(huán)采用I20a型鋼鋼架，二襯及仰拱均采用C35鋼筋混凝土。

（四）監(jiān)控量測(cè)

為控制沉降及收斂，鋼架間采用型鋼連接，拱部不設(shè)錨桿，但邊墻部位錨桿適當(dāng)加長(zhǎng)至6m，且錨桿環(huán)縱向間距不應(yīng)過小。

（五）施工中注意事項(xiàng)

施工初支過程中，做好可能存在塌腔的探測(cè)工作及監(jiān)控量測(cè)工作，以策安全。

八、地表裂縫的永久處理

（一）危窯窯頂及附近的裂縫

采用三七灰土塞填密實(shí)，灰土高出地面30cm。

（二）危窯基礎(chǔ)或墻腳附近、穩(wěn)固地面（包括院落）及坡面處的主要裂縫

對(duì)裂縫進(jìn)行有序灌漿處理，灌漿結(jié)束后采用三七灰土夯填密實(shí)，夯填土高出地面30cm。路面裂縫灌漿后水泥砂漿填縫密實(shí)。

（三）其他部位的裂縫

3mm以上的裂縫進(jìn)行灌漿， 3mm及以下的裂縫夯填灰土高出地面30cm。

（四）裂縫灌漿

根據(jù)裂縫的走向及平面位置，綜合確定注漿管間距、注漿方量、漿液類型及灌漿間隔時(shí)間。

1.灌漿開始時(shí)間

地表塌陷坑內(nèi)噴漿完成4小時(shí)后。

2. 漿液類型的選擇

縫寬1cm以上的裂縫灌漿時(shí)采用水泥粘土漿（水灰比1:1，粘土占水泥質(zhì)量5%）；縫寬3～10mm的裂縫，漿液采用1:1水泥漿液。

3.灌漿順序

裂縫灌漿先低處后高處。由裂縫兩頭向中間，并間隔跳根灌漿。

4.注意事項(xiàng)

灌漿期間注意觀察，嚴(yán)禁漿液漫流。灌漿結(jié)束后形成書面資料，包含全部灌漿孔平面示意圖、每孔每次灌漿量及漿液種類等內(nèi)容。

九、監(jiān)控量測(cè)及觀察

（一）洞內(nèi)監(jiān)控量測(cè)

洞內(nèi)未施做二襯地段，量測(cè)斷面按5m一個(gè)，量測(cè)要求按設(shè)計(jì)文件及規(guī)程。

（二）洞外監(jiān)控量測(cè)

1.量測(cè)對(duì)象

進(jìn)行裂縫及其向兩側(cè)延伸一定范圍內(nèi)的裂縫繼續(xù)觀測(cè)。

2.量測(cè)內(nèi)容

主裂縫裂縫寬度及沉降觀測(cè)。

3.觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置注意事項(xiàng)

確保裂縫主要部位有觀測(cè)點(diǎn)即可，每個(gè)觀測(cè)基點(diǎn)必須有備用基點(diǎn)。

4.觀察工作

塌陷區(qū)范圍內(nèi)重點(diǎn)關(guān)注坡面。

5.資料

資料內(nèi)容包含文字記錄及影像資料。

十、結(jié)束語

塌方發(fā)生后，及時(shí)穩(wěn)妥的處理防塌很關(guān)鍵；但塌方的預(yù)防更為重要, 施工步距的控制、常規(guī)監(jiān)控量測(cè)的到位及采取合理的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)手段是施工中預(yù)防塌方的重要環(huán)節(jié)。

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