地铁矿山法施工突发性落拱的处理框架思路构建

袁亮

摘    要：在利用地铁矿山法进行地铁隧道的施工过程中，由于施工工序的不合理、安全防护措施不到位以及外界环境的影响等，进而会导致突发性的落拱事件发生。因此本文以地铁矿山法施工突发性落拱为案例进而分析其事故发生的原因以及后期的处理框架的思路构建和不同塌方状况的具体处理方式等。

关键词：地铁矿山法;突发性落拱;处理框架;思路构建

1  引言

地铁矿山法施工突发性落拱的处理框架思路构建需要立足于施工现场的实际状况基础之上，进而以加强塌方体的支护和衬砌强度建设、解决地铁隧道内部塌方体为目的，进行维修工程建设。在整项工程的施工过程中需要通过采取相应的防护措施进而重点保障塌方周围以及塌方体的安全，从而防止地铁隧道出现二次塌方、山体滑坡等工程事故，促使地铁隧道工程建设的施工效率能有效提高。

2  突发性落拱的原因分析

导致突发性落拱的原因主要是因为塌方地段的地质条件相对较差，周围的岩石都呈破碎状，在进行地铁隧道开挖后初期支护的拱顶沉降以及周边收敛等都一直居高不下，在变形的过程中围岩松动圈的范围在不断地扩大，进而导致隧道初期的支护根本无法承担松动圈范围扩大后其内部松散岩体自身所产生的压力，进而隧道初支喷射的混凝土便会从局部的受压、变形再到后期大面积的裂缝、混凝土表层剥落、混凝土掉块、喷射混凝土和支撑的钢结构相脱节，工字钢被折弯、变形，从而失去了钢结构本身的稳定性以及支撑力，导致最终突发性落拱发生[1]。

3  突发性落拱处理的框架思路构建

（1）针对塌方的位置、塌方的现状、塌方周围的情况以及塌方空腔的高度等进行全面的勘察，并根据塌方现场的实际状况打入适量的规格为φ108mm钢花管，钢管的打入深度需要根据塌方现场的实际情况而决定，其主要作用是利用泵将混凝土传送到塌方现场，从而对塌方处进行补修以及加固处理，另外利用钢花管及时的将塌方处的地下水排出隧道外部，进而方便后续的施工。

（2）将20cm厚的C25早强混凝土喷涂在塌方体的表面，与此同时对塌方体的表面进行挂网保护，并对塌方体的周围进行封闭保护，最后还要根据现场的实际状况进而在塌方体上设定一定数量的平孔，方便塌方体周围的排水，保证塌方体结构的稳定性与安全性。

（3）将规格为φ50mm、长度为6m的小导管打入塌方体的表面，小导管的间距应为80×80mm，其布设的形状为梅花形，将C30水泥浆注入到塌方体中，增强塌方体的牢固性。紧接着再将C20混凝土以泵送的方式将其回填到洞内的空隙中，从而保证回填体的密实性。

（4）当初期支护变形小于5cm时，应对其进行加固处理，选用6m长的径向小导管以80[×]80mm的间距进行注浆作业，从而增强初期支护的强度。当初期支护变形大于5cm时，应选用逐榀进行钢支撑置换，在进行置换之前应选用6m长的径向小导管进行注浆作业，待注浆强度符合工程建设需要时再进行钢支撑的置换，置换完成后必须保证初期支护以及二衬能达到工程最初设计的厚度。

（5）对塌方影响段围岩进行加固补强处理，将规格为φ89×6mm、长度为12m的超前注浆钢花管和规格为[Φ]50×5mm、长度为6m的超前小导管插入影响段洞内，其间距设置需要根据塌方影响段洞内的实际情况而制定。当超前支护达到一定强度后才可进行塌方段的挖掘工作。

（6）在进行塌方段挖掘工作时，应遵循短进尺、强支护的施工方式，并且在挖掘的过程中加强对初期支护的监控力度与量测力度。

（7）对塌方段落的支护结构进行强化处理，首先要测量初支内腔，进而判断二衬是否被初支内轮廓侵犯，其次在对塌方影响段进行二次衬彻支护的过程中，应选用加强型的钢支撑，从而保障其支护力度。

（8）在进行注浆作业的过程中，只有当水泥浆及时的扩散，从而才能保证土体的凝聚性与稳定性，因此在施工时，施工人员应根据施工现场的实际情况对注浆材料进行压力与比例的调整，促使注浆效果得到最大化展现。

（9）在进行注浆的过程中应选择隔孔注浆的方式先进行拱墙注浆，再进行拱部注浆。

（10）在注浆的过程中注浆的压力值会逐渐增大，当压力值达到设计的终压时还要再继续进行至少15min的注浆作业，通常情况下，此时的进浆量不超过20L/min～30L/min。另外还要对塌洞的前后区段进行加强性支护，加强段长度根据现场的实际情况而制定。

4  地铁矿山法施工突发性落拱的处理

4.1  地铁隧道洞口塌方處理

（1）针对中小型的塌方事故，首先应由上而下的方式清除塌体，其次再根据清除后的坡面状况进而选择坡面的维护方法，无论选择哪种维护方法都需要先利用喷锚网对仰坡面进行由上而下的加固处理，进而防止出现二次塌方。

（2）针对大型的塌方事故，可利用挖台阶的方式清除部分的塌体，利用喷锚网对未清除的塌体进行加固处理，并将浆砌片石挡墙设置在仰坡上，从而起保护作用。

（3）由于洞口附近山体滑坡而引起的塌方，且滑坡的山体尚不稳定时，需要先对滑坡山体进行加固处理，然后对塌体进行处理。滑坡山体的加固方法主要有三种，①利用长锚杆进行注浆作业，锚杆的长度需要大于滑动的山体面，通常长度为8m～20m;②利用预应力锚索进行注浆作业，预应力锚索的长度需要大于滑动的山体面，通常长度为12m～40m;③利用抗滑桩对滑动山体面进行加固处理，抗滑桩的长度需要大于滑动的山体面，通常抗滑桩的断面面积为2m×2m～4m×4m。

（4）对仰坡的加固工作完成后，洞口段的洞身呈现露空状态时，其处理方法有明洞衬砌以及暗洞明做，对拱圈的顶部进行回填土或者直接将片石堆砌在拱圈顶部。

（5）利用钢架混凝土衬砌或者加大衬砌厚度等方式加强洞内二次衬砌的强度[2]。

4.2   土质类塌方处理

（1）在注浆过程中应选用超细水泥进行劈裂注浆;（2）在进行管棚钻孔的过程中应选用跟管钻机钻孔，从而提高钻孔效率;（3）在进行塌体开挖的过程中，应先进行小断面的开挖，如果注浆效果较差时，应增加临时预应力仰供技术在塌体中，从而增强土质稳定性。通常情况下塌方地段的图纸性能相对较差，因此在进行塌体开挖的过程中应遵循“短进尺、弱爆破、强支护”的开挖原则;（4）及时进行初期支护，并保证支护的强度与刚度，进而防止塌方事故的二次发生，必要时还要进行二次衬砌。

4.3  岩石类塌方处理

针对岩石类的塌方处理，当岩石本身的强度相对较高，且塌方的岩石体中所有的碎石都呈均匀状以及塌方的岩体中沙石和泥土的含量都相对较少时，应对塌方的岩石体进行注浆加固，进而促使塌方岩石体的整体性以及强度性等都能得到大幅度的提高。通过注浆加固后的塌方岩石体的稳定性能与3-4级围岩的稳定性能相差无异。因此可在此基础上可对塌方的岩石体进行全断面的挖掘工作，但是通常挖掘的尺寸需要低于2m。最后初级支护和二次衬砌的工程强度要求需要与3-4级围岩的强度要求相近[3]。

5  结束语

在利用地铁矿山法进行地铁隧道施工时，如果出现了突发性的落拱事故，应及时的对塌体以及周围环境进行相关处理，最大化的降低因塌体对工程施工的影响。在处理之前施工人员首先应对塌方的位置、形状、面积、数量以及地下水的分布、塌体的地质状况等进行全面的勘察与分析，进而制定出切实可行的解决方案，增强地铁隧道的安全性与稳定性。

参考文献：

[1] 陈明辉.地铁隧道矿山法施工对下穿建筑物的保护研究[J].技术与市场，2016（6）：185～186.

[2] 高闯洲.浅析地铁隧道矿山法施工风险管控的一种新思路[J].工程技术（文摘版）， 2016（6）：206～207.

[3] 赵航.地铁矿山法隧道过砂层的设计与施工[J].科学技术创新，2015（13）.