麻溪坳隧道塌方冒顶处理

陈其辉

(铜仁地区交通运输局，贵州 铜仁 554300)

隧道坍塌及初期支护变形是隧道施工中较为常见的一种事故，不仅会延误工期、提高工程造价，甚至会造成人员伤亡。如果处治不当，还可能影响后续施工，遗留工程质量隐患等问题［1-5］。因此，分析隧道事故发生原因，采取有效措施进行处治是隧道设计和施工中面临的重要课题。

针对麻溪坳隧道进洞时出现的坍塌冒顶事故，从不良地质、雨水侵蚀作用以及设计施工等方面分析事故发生原因。综合分析坍塌的规模及现场揭露的地质情况，结合洞内施工条件及施工情况，提出封闭注浆处理方案。并在处理段增设监测断面，通过监控量测判断围岩的稳定状况及坍塌变形处理效果。

1 工程概况

麻溪坳隧道位于贵州省铜仁地区印江县木黄镇金星村与松桃县乌罗镇半坡台村接壤处，设计为整体式隧道，呈东西向展布。洞室净空9.80 m×8.10 m，起止桩号 K11+303.204—K11+560.000。断链 K11+313.270—K10+970.006，隧道长600 m，属中长隧道。

该隧道位于高中山深切谷地斜坡地貌区，隧道穿过高中山山脊中部。区内最高高程在K11+479.030处，1 380.91 m，最低高程在出洞口处，1 263.91 m，相对高差117.00 m，隧道设计高程1 262.35～1 251.57 m，高差94.911 m，隧道最大埋深约121.00 m。隧道走向与山脊走向约成90°正交。区内山坡除隧道中部K11+480－K11+650上部一带较缓外，其余坡度较陡，一般为28°～50°，植被发育，水土保持较好。隧道区地处亚热带湿润区，多年平均气温17.4℃，多年平均降雨量1 049.3 mm，平均无霜期295 d，最长无霜期315 d，干旱为主要灾害性天气，常有霜冻、冰雹、暴雨、大风等袭击。本隧道为越岭隧道，区内地表水系不发育，无常年性地表水体，仅见两条季节性冲沟，其中一条与线路近于平行，一条与线路近于垂交，地表水主要为大气降水形成的地表面流，水量受季节性影响变化较大，其自然排泄畅通。

2 隧道坍塌冒顶及其原因分析

2.1 隧道坍塌冒顶

麻溪坳隧道于5月15日开始出现坍塌，并于5月17日下午出现冒顶。塌方深度约为40.3 m(至拱顶)，最大直径约为25.0 m。

2.2 隧道坍塌冒顶原因分析

1)地质原因

隧道出口位于山坡斜坡较陡地段，岩性为碎石土及弱风化砂质板岩及弱风化灰岩，岩石裂隙较发育，岩体较破碎，完整性较差，表层残坡积碎石土层厚度较小，围岩分级为Ⅴ级，成洞条件较差，围岩易坍塌。

2)降雨原因

隧道进、出口位于山体斜坡位置，分布高程较高，地表水对隧道施工影响较大;且连续暴雨造成地表面流对洞口有冲刷破坏作用。另外雨水导致围岩强度降低，土质软化，自稳能力下降。

3)其它原因

前期地质勘察欠准确，导致设计支护参数偏弱;同时施工中存在欠挖，多次补炮增加了对岩石的多次扰动;另外二次衬砌未及时跟进，最终导致隧道进洞60 m左右发生坍塌冒顶事故。

3 隧道坍塌冒顶处理方案

针对麻溪坳隧道坍塌冒顶，现提出以下处理方案(如图1所示):

1)冒顶周边进行排水处理(排水沟、截水沟等)，具体为对塌坑用防水材料搭棚进行防护，防止雨水侵入;并在塌坑外5 m处迅速开挖截水沟，断面为梯形，底宽0.4 m，深0.4 m，边坡1∶1并进行夯实;对地表水进行堵截，完善地表临时排水系统。

2)冒顶周边未坍塌段进行加固处理，如施作地表砂浆锚杆等，防止二次坍塌;封堵堆积体，素喷20 cm厚C25混凝土，并用 φ42×4 mm，长3 m间距1.5 m小导管注浆封闭，形成止浆墙，以防塌方堆积体继续扩大。

3)塌腔进行挂网喷浆封闭塌壁，并施作锚杆加固塌壁;塌腔底部施作1 m厚护拱，护拱上部铺设一层缓冲层，最后回填处理。

4)加强初期支护及加厚二次衬砌，同时加密钢筋。

图1 处理方案示意

4 处理效果评价

为了掌握塌方区处理后围岩的稳定性及反馈塌方处理效果，按照现场实际情况，在里程ZK4+071处增设了围岩变形量测断面，量测隧道拱顶下沉及周边位移。

现场监控量测曲线见图2。由图2可以看出，处理初期围岩变形量较大，但随后很快趋于稳定。由此表明，坍塌处理达到了预期的目的。

图2 现场监控量测曲线

5 结论

1)从不良地质、连续降雨、设计及施工等方面分析了麻溪坳隧道塌方原因，并提出了处理方案。

2)现场监控量测结果表明:注浆效果良好，能够保证隧道安全掘进，坍塌处理达到了预期的目的。该方案施工安全可靠，在麻溪坳隧道塌方冒顶处理过程中，未发生再次坍塌。并且具有节约资金、施工速度快等优点。对类似工程事故处理有一定的借鉴作用。

［1］ 黄华，张永厚．超前加固支护技术在改建铁路隧道洞门施工中的应用［J］．铁道建筑，2010(4):48-50．

［2］ 李志勇，晏莉，阳军生．浅埋偏压连拱隧道中导洞塌方数值分析与处理［J］．岩土力学，2007，28(1):102-106．

［3］ 李晓红．隧道新奥法及其监控量测［M］．北京:科学出版社，2002．

［4］ 关宝树．隧道工程施工要点集［M］．北京:人民交通出版社，2003．

［5］ 李辉，李琪，刘庆丰．武广铁路客运专线隧道施工监测技术［J］．铁道建筑，2010(1):142-145．