隧洞塌方的综合处理方案

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　　摘 要：在隧洞掘进过程造成塌方的因素很复杂，地质因素、施工因素、管理因素等均可能造成隧洞塌方。正确分析塌方的原因，有针对性的处理措施是解决隧洞塌方的有效处理方法。本文结合隧洞塌方工程实例，采用回填砂浆、灌浆、石渣回填、管棚等综合处理方案处理复杂塌方，同时为类似工程事故的处理提供借鉴。
　　关键词：隧道塌方;管棚;灌浆
　　1 工程概况
　　长九（神山）灰岩矿物流廊道4#隧洞为矿石运输洞，全程1670m，隧洞出口段埋深12-30m，隧洞穿越石炭系船山組中风化灰岩，构造发育、稳定性差。采用小导管超前支护，全断面掘进。塌方位置位于出口进洞15m，该段主要地质为黄褐色粘土，溶蚀、泥加石现象明显，地质条件较差。
　　2 塌方成因分析
　　地质、施工技术及管理因素通常被认为是影响隧洞塌方的主要因素[1]，经过对4#隧洞出口段塌方的成因进行综合分析，认为主要由以下原因造成本次塌方：
　　地质因素：塌方处的地勘，与地质情况相差较大。地层情况为粘土夹石层，夹石层垂直裂隙发育，裂隙为粘性土填充，受溶洞影响，开挖揭露后易产生滑移，稳定性差，是造成本次塌方的主要原因。
　　施工因素：在施工过程未对该段进行超前地质预报，且对围岩的变化未引起高中重视，为及时调整支护方案。
　　管理因素：管理人员专业技术不足，施工过程缺乏有效监督管理，盲目追求进度，忽视施工安全，也是产生塌方的原因。
　　3 塌方处理措施
　　恰当的隧洞塌方处理方案可以有效快捷的通过塌方区，而不恰当的方案，轻则造成经济损失、延缓施工进度，重则造成人员伤亡[2]。盾构法、管棚法、台阶法是隧洞塌方处理的常用方法[3]。
　　本工程塌方位置埋深较浅，塌方量较大，为防止二次塌方造成冒顶，采取封闭掌子面，洞内、洞外回填空腔，再使用管棚超前支护，台阶法掘进。
　　3.1 塌方处理
　　（1）封闭掌子面。封闭掌子面采用挂网喷混，钢筋网片采用φ6.5间距为15m×15cm双层钢筋网片，喷混采用C25喷射混凝土，喷射厚度为30cm。
　　（2）锁定空腔位置。通过38m高程马道打水平探孔和48m马道打垂直探孔确定空腔位置和范围，采用ZGYX420型潜孔钻机，钻孔直径为φ160，共钻进10个水平探孔，探孔布置如图1示。
　　（3）空腔回填。48m高程马道布置3个空腔回填孔，由于M20砂浆具有较好的流动性和扩散性，砂浆回填从居中孔位进行回填，另外两个孔位作为观察孔和排气孔。
　　空腔回填过程中，对38m马道水平探孔及洞内已封闭掌子面排专人进行观察，确认有无漏浆现场，并做好及时处理措施。
　　（4）固结灌浆。根据塌方情况，固结灌浆施工包括拱顶塌方松散体固结灌浆及管棚固结灌浆两部分。
　　塌方松散体固结灌浆：在M20砂浆回填空腔终凝后，在48m高程马道布置固结灌浆钻孔，钻孔直径为φ90孔，钻孔深度为13m（可确保插入塌方松散体层，位于拱顶高程之上15m），安装直径φ42mm热轧无缝钢管，进入塌方松散体层进行有效固结，小导管插入塌方松散体部分为花管。根据塌方范围，钻固结灌浆孔布置8个。
　　管棚固结灌浆：（见下文）
　　（5）管棚施工。管棚超前支护采用直径80mm，壁厚10mm的热轧无缝钢尖管，管壁四周钻直径16mm压浆孔。管棚施工长度16m，钻孔30个（如图2）。
　　（6）台阶法施工。塌方体开挖采用分台阶预留核心土方式“先顶后墙”[4]，开挖循环进尺控制在1m，开挖后立即初喷5cm素混凝土，及时进行挂网、立拱架系统支护，钢拱架间距50cm，每榀拱架工字钢架中部、底部设横撑，拱架布置在稳定基座上，两侧布置锁脚锚杆。
　　4 结语
　　隧洞塌方的处理方案有很多，不同的环境采用不同的处理方案。本工程隧洞塌方地质条件较差，采用综合处理措施，对塌方区进行了有效的处理，安全快速的通过塌方区，给类似工程提供借鉴。
　　参考文献：
　　[1]杨红星，梁川，廖书杰，等.多松多水电站引水隧洞塌方原因分析及处理方案[J].人民长江，2011，42（5）：30-33.
　　[2]宋建波.岩体经验强度准则及其在工程地质工程中的应用[M].北京：地质出版社，2002.
　　[3]殷建军，李士明，蒋冲，等.某水电站引水硐室塌方原因分析及处理措施[J].资源环境与工程，2011，25（3）：232-235.
　　[4]水电建设总局.SDJ212-83水工建筑物地下开挖工程施工规范[M].北京：水利水电出版社，1983.
　　作者简介：王贺，硕士研究生，采矿工程师，从事爆破技术及地压控制研究。
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