小议隧道坍塌及经验补救

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1隧道进口正洞某处塌方处理

1.1工程地质及支护情况

D2K111+084～+140段地质及支护情况：该段设计为Ⅲ级围岩，岩性为褐红色安山玄武岩，支护类型为B段（大跨段）Ⅲ级复合式衬砌。初期支护参数为拱墙10cm厚C25喷射混凝土，拱部25cm×25cmф6钢筋网，拱部环×纵间距1.2m×1.5m长3m的锚杆，加强支护为纵向间距1.5m的拱部钢带。开挖至D2K111+090时，揭示围岩变差，节理裂隙发育，杏仁状结构，块状构造，杏仁多为石英、方解石，岩体较破碎，拱部右侧有股状地下水流出，流速约1L/s，围岩胶结及稳定性较差。四方查看后决定围岩变更为IV级围岩，采用B段IV级复合式衬砌，设置拱墙格栅钢架及拱部超前小导管加强支护，钢架间距0.8m/榀。现场实际施工采用的钢架为I14钢架。

1.2塌方情况

2010年6月23日晚20点D2K111+107～+110段准备安装拱架时，右侧拱部出现掉块，现场技术人员立即通知现场施工人员撤离，20点55分左右，右侧拱部慢慢开始坍塌并连带掌子面右侧坍塌。人员撤离后在准备将开挖台车用铲车拖出时，晚上21点23分拱部右侧瞬间发生垮塌，将开挖台车掩埋，直至晚上22点时所有人员撤离时，左侧拱部仍然有巨石滚出，塌方总量约60m3~70m3。6月24日早10点时，右侧拱部已经基本稳定，现场查看，塌方石方量约80m3，其中最大粒径石块直径达1m～1.5m。10点以后有零碎孤石滚出，下午17点40分左右，右侧再次出现的大的坍塌，砸坏四榀拱架，此事塌方量增加至约100m3。6月25日8点30分，再次出现大的塌方，砸坏3榀拱架，之后有零星石头塌出。截止6月26日上午11点，塌方基本稳定，塌方已导致7榀拱架被砸坏，塌方量约400m3～500m3。

2原因分析

地质原因该段围岩为安山玄武岩，位于地质蚀变带，岩体挤压破碎，“X”型剪切节理发育，穿透性好，岩体被切割呈独立块状，无联接性，自稳性差，层间多有泥状物充填，岩石之间无粘结力，岩石在自重和层间泥水的润滑作用下形成塌方。施工原因开挖进尺过大，现场实际开挖进尺达3m，且未施工超前小导管，由于该段位于大跨段，就给塌方造成了塌方空间；台阶过长，施工时上台阶长度为45m。塌方稳定后对塌方堆积体进行反压，并修整形成台阶，为下一步施工创造工作面。采用喷射混凝土封闭塌方堆积体。D2K111+093-+103段未破坏的初支钢架采用小导管进行加固，小导管环向间距1.2m/根，长度4m，和钢架相连。对D2K111+093-+103段初支采用I20型钢钢架临时支撑进行加固处理，防止塌方进一步向已初支段发展。每两榀初支钢架设置一榀竖向支撑，临时支撑。对D2K111+093-+103段初支采用长4m的Ф42锚管进行径向注浆加固，锚管间距1.2m×1.2m，梅花型布置；浆液采用水泥砂浆，注浆终压控制在4MPa～5MPa。注浆过程中加强监控量测和观察裂缝发展及临时支撑变形情况，如有异常，立即停止注浆，稳定后再进行注浆。钻孔验证注浆效果，效果达到要求后进行下一步管棚施工，不满足要求时进行补强注浆施工。注浆加固效果满足要求后，逐榀拆除临时支撑。施工D2K111+103-+133段长30m的Ф89注浆大管棚，管棚环向间距0.4m。管棚注浆完成后，对堆积体进行开挖施工，开挖采取台阶预留核心土法施工，对原损坏的钢拱架进行逐榀拆换，安全通过塌方段。

3经验总结

本次塌方自塌方发生到处理结束共耗时70d（塌方后更换施工队伍），可见塌方的损失是非常大的。碰到这种“X”型剪切节理发育、穿透性好、岩体被切割呈独立块状、无联接性的围岩时，从监控量测的结果看很难反映出变形情况，其发生塌方往往是瞬间的，一块围岩的滑塌马上可以引起连锁反应，形成塌方。而这种围岩看起来又给人非常好的感觉，这正是塌方往往发生在III级围岩段落的原因。因此碰到这种围岩时，开挖进尺控制在0.8m~1.0m，同时设置6m~8m的超前长锚杆，将独立的块状岩体串联起来形成“糖葫芦效应”，增强围岩的整体稳定性。对于这种围岩，当已开挖段设计只采用锚喷支护，无钢架加强支护时，在施工过程可采用2～3根并排焊接形成的Ф22钢筋束进行加强支护，使其在发生塌方前的变形在初支面能够反应出来，以便在塌方发生前及时采取加强支护措施。

作者：刘厚美单位：新疆建设兵团