辛安泉改扩建工程隧洞塌方处理措施

吕晓娜

（山西辛安泉供水工程有限公司，山西 长治 046000）

辛安泉改扩建工程隧洞塌方处理措施

吕晓娜

（山西辛安泉供水工程有限公司，山西 长治 046000）

隧洞作为水利工程建设中的一项重要工程，在其施工过程中，塌方事故较为普遍，产生的后果不容忽视。以山西省辛安泉供水改扩建总干1号隧洞2号支洞工程为例，介绍了开挖过程中突遇塌方的处理方法，为隧洞开挖、支护及二次衬砌提供重要的安全保障。

隧洞塌方；围岩量测；超前小导管；辛安泉

山西省辛安泉供水改扩建工程为山西省“十二五规划”大水网建设中的一项重要工程。辛安泉工程输水线路总长165.28 km，其中隧洞长度17.15 km，管线长度148.13 km。输水隧洞分3个施工标进行施工，其中1号隧洞施工标是辛安泉输水总干工程，主洞段总长约6.66 km，为无压输水隧洞，断面形式为城门洞型，净宽2.5 m，净高3.035 m，采用全断面钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度300～350 mm。

1号隧洞设2条施工支洞，总长度约为338 m，断面为城门洞型，净宽3.65 m，净高3.0 m，采用全断面钢筋混凝土衬砌，IV、V类围岩衬砌厚度400 mm。

1 隧洞塌方段概况

辛安泉供水改扩建工程总干1号隧洞2号支洞上游ZG 3+535～ZG 3+437里程段，处于塌方段。

2号支洞工区上游掌子面ZG 3+535处围岩全部为黄土，含砂量较大，土质松散，拱顶掉块现象严重，该里程段在开挖过程中出现了涌水、坍塌等情况，掌子面涌水出流量约为8 m3/h，属于松散堆积层孔隙水。

2 塌方段处理方案

根据现场实际测量，该段围岩全部为黄土，且含沙量较大，极容易在水的作用下液化，出现拱顶掉块现象；另因洞内渗水、涌水，致使该段出现洞内塌方。确定塌方处理方案如下：

在ZG535～ZG555段两侧钻孔，将水引排出来，避免挤压钢拱架；每榀钢拱架增加锁脚锚杆，每榀4根，每根长2 m；钢拱架底部增加横向钢支撑，然后做25 cm的混凝土垫层。

在ZG 3+535处开始施做超前支护小导管，导管采用直径42 mm×3.5 mm的无缝钢管，每环45根，每2 m一环，环向间距10 cm，每根长4 m，纵向搭接长度不小于1.5 m，外插角10°～15°。

对ZG 3+535～ZG 3+437里程土洞段进行注浆，注浆采用直径42 mm的超前小导管，管壁四周打8 mm的注浆孔，注浆孔间距10 cm，呈梅花形布置，注浆采用1∶1的水泥净浆，注浆压力为1.0～1.5 MPa。

上述支护完成后，开始对撑子面进行开挖，为尽量减少土体扰动，采用挖机开挖，人工配合修凿。每次开挖将两侧土清出，中间预留核心土，并且每次开挖不超过30 cm，然后架立钢拱架，钢架采用两榀钢架并排焊接在一起，增加钢拱架的支撑能力，间距30 cm，每榀钢架8根锁脚锚管，长2 m，双层钢筋网片，连接筋加密至30 cm一根，逐榀向前顶进，坚决不允许冒进。

加强监控量测，支护完成后两小时内布设监控量测设备监控，2 m一个断面，及时量测，若有不正常的沉降，立即停止施工，撤离现场，并上报项目部管理人员。

3 塌方处理

3.1 钢拱架施工

架立钢拱架，钢架采用两榀钢架并排焊接在一起，增加钢拱架的支撑能力，间距30 cm，每榀钢架8根锁脚锚管，长2 m，双层钢筋网片，连接筋加密至30 cm一根。

3.2 锚杆施工

在支钢拱架段增加锁脚锚杆，每榀4根，每根长2 m，锁脚锚杆采用砂浆锚杆的工艺施工。

3.2.1 施工工艺

本隧洞内锚杆长度为2 m，且锚杆孔为下倾或水平时，采用“先安插锚杆，后注浆”的方法施工，其工艺流程为：孔位放样、钻机就位、钻锚杆孔、冲洗、风干、安放锚杆、注浆、补封。

3.2.2 施工材料

普通砂浆锚杆的选用长度为2 m，直径为20 mm的螺纹钢筋。

水泥砂浆标号按照设计要求不低于P.O.32.5，采用最大粒径小于2.5 mm的中细砂，水泥砂浆配合比通过试验选定，且强度不低于20 MPa。

按设计要求选择外加剂，其主要成分不得对锚杆产生腐蚀作用。

3.2.3 锚杆钻孔、清孔

锚杆孔用YT-28型气腿钻进行作业。

锚杆按设计方案钻孔，孔位偏差≤100 mm，孔深偏差≥50 mm。

钻孔完成后，用风力机械将孔内岩屑吹出孔外，并将孔口作临时性封堵。

3.2.4 锚杆安装与注浆

用人工安装锚杆。采用先插杆后注浆的工艺施工，灌浆管、排气管与锚杆同时安装。砂浆灌注采用砂浆泵进行，灌浆管距孔底50～100 mm，边注浆边向外拔管。

3.2.5 锚杆施工质量保证措施

对锚杆的施工动态检测，是指施工单位安全部门对锚杆的质量及施工进行抽查，并做记录，有专门的负责人签字；监理单位对其材料及施工各工序重点抽检，并做好记录备案，负责人签字。锚杆施工质量终身负责，因材料质量或者施工工序错误、偷工减料出现安全问题，追究其法律责任。

3.3 垫层施工

为防止地下水上涌，ZG 3+654～ZG 3+535段钢架底部增加横向钢支撑，然后施做25 cm的混凝土垫层，杜绝地下水的上涌。

3.4 超前小导管的施工

在ZG 3+535处用超前小导管做超前支护用，导管采用直径42 mm×3.5 mm的无缝钢管，每环45根，每2 m一环，环向间距10 cm，每根长4 m，纵向搭接长度不小于1.5 m，外插角10°～15°。

3.5 注浆施工

对ZG 3+535～ZG 3+437里程土洞段进行注浆，注浆采用直径42 mm的超前小导管，呈梅花形布置，注浆采用1∶1的水泥净浆。超前小导管注浆浆液要根据岩层的情况和凝胶时间要求适当调整来满足施工需求，用普通水泥注浆的时候必要时要加入减水剂。

3.6 监控量测

塌方段内外观测、隧洞净空收敛量测为该塌方段的必测项目。

围岩量测程序，在洞内按照V类围岩及断层破碎带地段布设量测断面。在施工过程中，围岩特性比较突出地段加设量测断面。

量测断面测点布设，每个量测断面各布置拱顶下沉测点和一条水平净空收敛量测基线。

量测频率。隧洞开挖后，开挖工作面要对工程及水文地质条件进行观察。支护段还应对混凝土的喷射、锚杆的施工、钢拱架的支护进行动态观察，在观察中，发现异常现象要及时汇报并做好详细的记录，记录发现异常的时间、位置及测点的数据，并在详细记录后绘制简要的隧洞监测断面的剖面图。

4 注意事项

施工时，由专门的负责人进行统一指挥，施工现场严禁非工作人员随便出入，另设一名专门的安全员查看围岩面的变化，一旦出现险情立即组织人员撤离；由电工专门负责施工作业面的照明设施，避免因灯光出现故障或者较暗，造成安全隐患。

在施工作业中，安全员应特别注意顶部的围岩面是否松动，如有发现应及时处理，避免发生碎石掉落砸伤现场施工人员的情况；在进行作业时，负责人整体负责指挥操作，随时留意掌子面变化，安全员专人观察四周变形情况。

钢拱架的接头处是受力的薄弱环节，必须做好且检查钢拱架的联接及锁脚锚杆的施工；在塌方段施工过程中由专门的负责人和安全员24 h轮流值班，如发生异常情况，要及时汇报并积极做出相应的处理。

5 结语

塌方处理要做到，在围岩情况较差时，要及时做好支护，并及时施工通过，保证安全施工。遇到塌方时，要认真勘察塌方现场，分析塌方原因，并制定出相应可行的实施方案。整个施工过程，要动态控制，要根据不同的围岩情况，及时调整或变更施工方案与技术，并根据围岩的量测值及时调整施工工序之间的步距。

工程塌方段在施工过程中较为顺利，未出现二次塌方，采用此种方法在很大程度上简化了施工工艺，降低了施工成本，为隧洞开挖、支护及二次衬砌提供了重要的安全保障，施工效果较为理想。目前，塌方段处理后未见任何异常情况。

TV672+.1

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1004-7042（2017）09-0033-02

吕晓娜（1989-），女，2011年毕业于阳泉职业技术学院工程造价专业，助理工程师。

2017-07-20；

2017-08-24