梨花顶隧道4#斜井北京方向滑塌段处理方案

顾晓君

摘 要：隧道滑塌在施工过程中一直是让施工单位非常头疼的问题。位于北京市东北部梨花顶隧道就多次出现初支大变形、掌子面及边墙土体滑塌事件，不但影响着整个施工进度，还增加了施工成本。因此该文就以其隧道DKl29+040～DKl29 4-062.2段塌方为例，结合现场施工实际，分析了此段隧道发生塌方的原因，并给出了处理方案，以期为类似工程提供借鉴。

关键词：隧道滑塌 原因 对策

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）11（b）-0043-02

1 工程概况

梨花顶隧道位于北京市东北部，贯穿于北京市密云县大城子镇和河北省承德市兴隆县六道河镇。隧道区域内多呈“V”字型，地形起伏较大，山体植被覆盖率低。隧道最大埋深542.77 m，河北段起点里程为DIK92+666，出口里程为DIK97+359，为单洞双线隧道，内线间距为5 m，隧道内纵断面坡度，DIK92+666～DIK95+150纵向坡为12‰的上坡，DIK95+150～DIK97+359纵向坡为17.3‰的上坡。隧道河北段全长4 693 m，其中II级围岩705 m，占15%。III级围岩2 789 m，占59.4%。IV级围岩930 m，占19.9%。V级围岩250 m，占5.3%。明洞6 m，占0.1%。洞门13 m，占0.3%。该标段承建段内该隧道设置2个双车道斜井，采用无轨运输方式；4#斜井与主洞交汇里程DIK94+600，交汇处隧道正线轨面高程为484.884 m，进口里程为4斜4+60，斜井总长L=460 m（平距），斜井与线路平面交角为112°。斜井内坡段最大坡度为8%，综合坡度为7.29%。其中III级围岩388 m，占84.4%，IV级围岩19 m，占4.1%，V级围岩53 m，占11.5%。4#斜井承担正洞长度为1 800 m，起点里程为DIK93+600，终点里程为DIK95+400。洞口为永久洞口，主体竣工以后作为紧急出口。

2 滑塌情况概述

4#斜井北京方向DIK93+953～DIK93+950段设计为Ⅲ级围岩，采用Ⅲa型支护类型，根据超前地质预报和短期综合预报的结果，塌方段围岩为片麻岩、灰黑色、弱风化、片麻理构造，节理裂隙较为发育，岩体较为完整，呈块状，稳定性较好。该滑塌段埋深深度为143.68 m。2016年6月6日梨花顶隧道北京方向掌子面爆破开挖后左侧拱顶至边墙（沿线路方向右侧）出现滑塌险情，滑塌段向掌子面前方延伸约1.5 m（拱顶DIK93+948.5），后方延伸2 m （DIK93+953～DIK93+955），现场出砟完成马上对岩体进行了封闭，但是仍然多次出现自然塌方，高度无法确定，为保证安全掌子面停止施工。

3 滑塌段处理方案

3.1 初步应急处理

（1）先将掌子面DIK93+953处采用砂袋进行封堵，封堵后采用C25喷射混凝土及时进行封闭。

（2）对已完成初期支护段DIK93+956～DIK93+953段加强支护，采用Ⅴb-1型支护形式，采用三台阶法，I20a工字钢间距0.6 m/榀，φ8网片20 cm×20 cm，锁脚锚管长4 m，每榀20根，C30喷射混凝土。

（3）在DIK93+954.5左侧顶部预留一根3 m的φ125 mm泵管，外露20 cm。

（4）从DIK93+954.5预留泵管处灌注C25混凝土进行回填密实。

（5）在DIK93+955设置围岩沉降观测点，加强观测频次，注意数据变化。

3.2 塌方处理

3.2.1 加强地层预注浆，稳固围岩

对滑塌体拱部140°施做超前大管棚预支护，根据现场实际情况施做φ108大管棚，环向间距400 mm，外插角10°～15°，共计47根，打入深度12 m，穿过滑塌松散体后入岩，并进行注浆固结。在注浆施工中为避免先注浆孔的浆液流入相邻未注浆孔，造成相邻孔注浆困难，原则是采取安装一孔就立即注浆一孔的方法，先注钢花管孔，再注实管孔用以检查注浆孔扩散范围及效果等。注浆液采用水泥-水玻璃双液浆，做试验确定水泥浆与水玻璃体积比，压浆初始压力为1.0 MPa，终压压力在2.0 MPa，其中为确保扩散半径达到0.5 m以上，注浆采用分段注浆，分段位置采用止浆塞止浆，注浆最后保持终压压力对注浆管续压10 min以上。为保证施工质量，在实际注浆施工前进行现场原位注入试验，做好注浆记录，确定科学的注浆方法及最优注浆参数等，来指导注浆施工，以注浆密实。另外，管棚孔口设排气阀，注浆前排气阀打开排气，等浆液从排气阀开始流出时，再把排气阀关掉。如果注浆过程注浆速度过快可能发生跑浆现象，应立即关闭注浆孔，在水泥浆初凝前采用间歇性注浆，确保注漿效果。在每根钢管注浆完成后，及时用压力水冲洗钢管内的浆液，紧接着在全部钢管内注满30号水泥砂浆，达到增强钢管的刚度和强度的目的。

3.2.2 加强支护措施

DIK93+953～DIK93+943段原设计Ⅲ级围岩变更为Ⅴ级围岩，支护形式原设计Ⅲa型变更为Ⅴb-1型。钢拱架采用I20工字钢，间距0.6 m，锁脚锚管采用φ42 mm热轧无缝管，长度4 m，壁厚3.5 mm；数量每榀12根（拱脚8根，拱腰4根），锁脚锚管与钢架间采用φ22“L”型钢筋连接固定。钢架间采用φ22 mm钢筋连接，环向间距1 m。开挖形式按三台阶施工。

3.3 监控量测

为了保证滑塌处能够安全顺利地进行，施工单位还需要在做滑塌处设立专门的测量小组，来做好监控测量的工作。

首选要安排专业人员24 h对洞内进行观察，观察围岩和支护是否存在异常，如遇到塌腔落石、围岩裂隙扩大以及喷射混凝土开裂等问题，要及时组织施工人员撤离并向上级汇报。

其次在滑塌区及影响段内设置加密测点，进行内空收敛位移量测，将间距设置为5 m一道，来对拱顶下沉、净空水平收敛的情况进行测量。并且测量的频率保持在1～2次/d，而且要做好每次的测量记录，将记录做成数据，及时地反馈给工程负责人，保证施工安全。

当对滑塌处理期间及处理完毕后，对洞内观察发现围岩比较稳定，并没有出现塌腔内有大的落石、围岩裂隙扩大以及喷射砼面开裂等现象，而且对内空收敛位移的测量也未发现滑塌段及影响段落内拱顶下沉、净空水平收敛值不符合安全值的现象，即可进行隧道开挖作业。

4 隧道开挖注意事项

当滑塌段处理完后，开挖掌子面时应该注意要严格按照短进尺、弱爆破的施工原则，来进行开挖。并且对于掌子面影响段下台阶开挖时，应该严格地控制台阶长度、控制超前小导管注浆质量以及控制钢架的安装质量，保证施工质量。同时加强测量洞内的围岩，当发现围岩数据变化非常大时，应该立即通知施工人员撤离施工现场，将围岩的变化反馈给上级领导。

5 保证措施

5.1 组织措施

为了防止隧道滑塌事件的发生，首先施工单位应该严格检查施工现场，并对施工人员实施考核和奖惩制度。其次要坚持每天在施工现场开交班会，在会上就施工遇到的问题进行讨论，从而提出更佳的施工方案，保证施工安全。同时加强后勤保障，严格按照计划进行备料，计划好施工周期和施工各个环节的方案，避免出现停工待料以及其他不良的现象发生。而且还要在现场设置机械设备维修站，保证施工设备的完好率，从而保证施工顺利。

5.2 技术措施

施工技术是保证施工顺利的主要因素，因此还需要做好施工技术，避免塌方现象的发生。首先施工单位要确立合理的技术参数，做好现场施工指导工作，如，仔细观察和分析压浆等关键性的工序，并且反复计算，保证压力参数和φ108大管棚外插角参数的合理性。而且还要加强对关键性工序的监测，以此来保证滑塌段施工顺利和施工安全。其次还要合理地安排分段平行流水作业，根据现场的实际情况，对施工进度做出动态的管理。如，按照施工方案，优化施工过程中各种参数，做好资源组织、压浆以及支护等关键性的工序，保证施工安全。同时还要强化安全管理，根据现场出现的实际情况进行分析和處理，做好施工各个环节的协调发展。如，以安全为起点，杜绝单干、蛮干现象，全体施工人员必须在思想和认识上和施工单位达成一致，以此来提高施工效率。

参考文献

[1] 袁东.工布江达隧道洞口滑塌处理方案[J].山西建筑， 2016，42（7）：183-184.

[2] 夏黄鹤.隧道洞口开裂及边坡滑塌处治方案分析[J].建筑知识：学术刊，2014（8）：481-482.