贵阳市杨家山隧道工程右线塌方技术处理措施

何本成

（中国中铁二局集团第一工程有限公司，贵州 贵阳 550000）

贵阳市杨家山隧道工程右线塌方技术处理措施

何本成

（中国中铁二局集团第一工程有限公司，贵州 贵阳 550000）

隧道塌方要具体问题具体分析。本次塌方由于隧道周边岩体破碎、受地质构造影响较重，围岩为全风化性为主，围岩整体性极差；存在明显的地形偏压；加上地下溶洞水的作用，引起上部岩体应力平衡被破坏，导致隧道上部失稳、坍塌。针对上述分析，我部逐步进行初支变形段处理、地表裂缝回填夯实处理，坍方段洞内处理，地表注浆加固处理等措施，成功的处理了隧道塌方处理技术。

隧道工程；右线塌方；处理措施

1 坍方经过

1.1 凌晨6:45，贵阳市杨家山隧道工程右线掌子面施工至YK2213+200段，当时出碴剩余约50方，掌子面右上侧开始不断的掉块，掌子面顶部支护结构明显开始变形。现场值班人员发现这一情况后，立即通知装载机停止装碴，并向洞口方向后退、同时通知出碴车辆迅速向洞口方向撤离。而后值班人员迅速向洞外跑，刚到YK2242+410时，听到掌子面大面积开始塌坍，回头看时YK2242+213～YK2213+200段拱顶已经坍塌下来，坍塌持续时间仅15秒钟左右。开挖台架被坍碴压跨，装载机斗子被台架及坍碴卡住。

1.2 当时洞内全部断电，值班人员用手电筒照明，装载机司机安全撤至洞外。

2 坍方后洞内、地表情况

2.1 在掌子面（约7：00），发现YK2410+242～YK2242+213段拱顶初支结构出现不同程度的变形，有纵向和横向裂缝，YK2410+213拱顶喷砼表面剥裂掉块。

2.2 地表（约7：20），发现YK2410+242～YK2242+213段隧道线路左侧出现3条裂缝，宽度5～40cm不等，中线左侧10～32m范围的土体均出现不同程度的塌陷，最大塌陷深度在80cm。但中线左侧1.5～5m的位置出现一条隆起的裂缝。YK2410+213左侧22m处的两根高压电杆出现明显的倾斜，高压电线拉的很紧，同时发现YK2410+213左侧35m处的高压电杆上瓷瓶拉坏，高压电线靠到横担上，导致停电。

3 地形地貌及水文地质情况

3.1 贵阳市杨家山隧道工程右线一直沿山体的冲沟边缘通过，隧道最大埋深65m，最小埋深为1.5m。其中YK2410+242～YK2213+200段隧道洞顶埋深在32.2m～43.3m之间。存在较明显的地形偏压，隧道洞身右侧山体坡度约30度，山体坡面走向基本与隧道轴线平行。

3.2 山坡地表覆盖层为松软含角砾低液限粘土，含少量上层滞水。地表下覆全风化白云岩、泥岩、砂岩、灰岩，岩体中夹辉绿岩大部分破碎，受地质构造影响较重，风化、构造裂隙很发育，岩体呈砂状、角砾状散体结构，裂隙水发肓，呈线状或滴水状渗出。

3.3 YK2242+200掌子面地质情况左侧为强风化的泥岩，岩体中夹辉绿岩大部分破碎。掌子面局部有股水流出，初支拱顶有线状、滴状水渗出。由于岩体破碎、受地质构造影响较重，岩体极为破碎，完整性极差。

4 坍方原因分析

2009年12月 22日 9：00～11：00，我方与有关专家通过对现场的坍体及地表的查看，对本次坍方的原因作了细致分析。一致认为本次坍方的原因为：隧道周边岩体破碎、受地质构造影响较重，围岩为全风化性为主，围岩整体性极差；存在明显的地形偏压；加上地下溶洞水的作用，引起上部岩体应力平衡被破坏，导致隧道上部失稳、坍塌。

5 坍方段、变形段、地表加固处理方案

本次坍方处理步骤：初支变形段处理、地表裂缝回填夯实处理→坍方段洞内处理→地表注浆加固处理。

5.1 初支变形段处理方案

YK2242+213～YK2213+200初支变形段，采用I18工字钢架设临时内护拱，护拱间距为40cm，拱脚置于稳固的底板上，底部悬空时采用填砼块或浆砌石块的方式处理，确保拱脚受力良好。

每榀钢架增设8根（每侧4根）Φ22、L=3.5m的锁脚药卷锚杆；钢架紧顶原初支表面，不能紧顶地段每隔2m设垫块，确保内护拱与原初支表面密贴；钢架间设Ф22纵向连接筋，环向间距1m。

钢架架设后喷砼20cm，喷砼主要目的是将钢架包裹，确保钢架与原初支表面无空隙。

对钢架采用横向、竖向支撑进行支顶。对初支变形段施作φ42径向注浆小导管固结围岩：L=4.5m、@1m×1m梅花型布置；孔口采用锚固剂封堵，注水泥-水玻璃浆液，浆液配比同坍方段大管棚浆液配比。

对坍方表面喷射15cm厚C20砼进行封闭，保证坍塌面的稳定及起到止浆效果。

5.2 坍方段处理方案

因YK2213+200处全被坍碴封闭，估计坍碴高10～20m，全部掏空坍腔内的坍碴很有可能造成再次坍方，并有可能扩大坍方范围或出现冒顶现象。因此采用直接在坍碴内施作φ108注浆大管棚；共两环，第一环20m、第二环25m，环间搭接5m，采用跟管钻工艺。起到加固岩体、超前支护、止水的三重作用。因隧道周边围岩渗水，注浆材料选择水泥-水玻璃浆液，采用双液注浆机注浆。

坍体分部开挖施工。隧道分部开挖：超前大管棚施工完毕后，采用人工手持风镐环行开挖法进行施工，预留核心土，此种施工方法一直到隧道贯通，开挖分部详见图1《隧道分部开挖示意图》。

支护参数：初期支护采用I18工字钢架，钢架加工考虑预留沉降量20cm，开挖断面在Ⅱ类加强基础上考虑沉降量，钢架纵向间距0.33m，即3榀/m，钢架间设Ф22纵向连接筋，环向间距1m。钢筋网及喷砼按原设计施工。径向设置φ42径向注浆小导管，L=3.5m，@90×80cm(环向×纵向)注浆终压0.8MPa。

图1 隧道分部开挖示意图

衬砌参数：二次衬砌断面形式采用Ⅱ类加强施工，即钢筋砼厚度0.6m，主筋采用Ф20Ⅱ级钢筋，仰拱全封闭。

5.3 地表加固处理方案

地表裂缝处理：地表处理采用地表深孔注浆加固措施固结地层，注浆孔采用φ89钢花管，浆液采用水泥-水玻璃双液浆，注浆终压2MPa。

注浆范围为YK2375+242～YK2213+200段左侧外圈裂缝外边5m，右侧注浆边界为至冲沟坡脚。

注浆管的布置间距为1.5m，梅花型布置，注浆打入地层的深度为隧道拱顶以上2m。

注浆管止浆段长度为2.5m，为保证注浆压力达到设计的要求，在地表设置20cm的C20混凝土止浆板。

在进行注浆时先注周边孔，再注中间孔，采用周边定量、中间定压的方式控制注浆效果。

6 坍方处理总结（安全、质量保证措施）

6.1 在坍方地表设置水平位移和地表下沉观测桩，第一周每天观测两次，以后每天观测一次，持续一个月，对数据做统计分析，出现异常情况，立即上报，研究对策，采取积极措施。

6.2 洞内加强周边收敛和拱顶下沉量测，观测频率为每天两次，出现异常情况，立即采取措施。加强洞内观察，对初支表面、开挖面稳定性经常观察，一旦有险情立即通知作业人员撤离工作面。

6.3 所有施工人员佩戴安全防护用品，遵守安全操作规程。

6.4 加强洞内施工用电管理，严格按照施工用电相关规定做好洞内各种电线、开关等的设置；保证洞内有足够的照明亮度。

6.5 将洞内渗涌水及时排至洞外，严禁积水长期浸泡拱脚。

6.6 严格按技术交底施工，确保钢架架设质量、使锁脚锚杆真正起到锁拱作用、使隧道周边围岩经注浆后确实形成一个加厚的组合拱、真正意义上贯彻落实“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的十八字方针。

[1]陈韶光.青山岗隧道施工塌方的风险评价.公路工程，2008-10-20.

[2]魏东.隧道塌方施工处治技术研究.中国水运(下半月)，2010-01-1.

[3]潘学东.预防隧道塌方的技术措施.山西建筑，2008-02-20.

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