某隧道塌方处理施工方案

申杰

中铁十一局集团第一工程有限公司 湖北 襄阳 441104

引言

隧道工程施工作业期间容易受到复杂地质条件以及施工操作因素等问题的干扰影响而相继出现施工隐患问题。近些年来，为全面加强对隧道工程施工现场的安全把控，施工单位方面主动立足于质量优先、综合治理的原则理念，对隧道工程施工期间所涉及的安全施工问题进行提前把握与科学预防，以防止对后续施工造成不利影响。

1 工程概况

1.1 现场施工环境及情况

某隧道采用分离式设计方式，其中，洞身最大埋深约为286.9m。左线：ZK234+610～ZK237+400，全长2790m；右线：K234+570～K237+418，全长2848m。进口段主要采取削竹式洞门方式进行设计应用，出口段采用端墙式洞门形式进行设计应用。隧道全体采用全射流风机纵向通风方式保障施工现场作业环境安全，并配备健全完善的照明系统以及消防监控系统等深化施工现场作业环境安全效果[1]。本标段承建隧道出口段，在施工位置方面，主要位于洮河北岸谷坡上，洞线与坡面始终处于垂直状态。在围岩结构组成方面，施工现场围岩结构体系主要由强风化碳质板岩与中风化碳质板岩组成。针对这一围岩结构特点，施工现场主要采取环形开挖方式留核心土进洞。左洞：ZK236+600～ZK237+400（800m）、明洞20m；右洞：K236+600～K237+418（818m）、明洞6m。

在工程地质条件表现上，隧道出口端斜坡主要以强风化碳质板岩为主，坡顶则为风积黄土层。其中，强风化碳质板岩存在明显的板里裂隙发育情况，导致岩体整体较为破碎，局部存在大面积坍塌掉块现象。从整体上来看，现状条件下斜坡整体比较稳定。某隧道出口右洞YK236+873～YK236+835段开挖作业时所面临的围岩稳定性条件相对较差，拱部位置以及侧壁位置容易出现明显的坍塌现象。结合现场实际情况来看，该区域位置的围岩遇水容易软化，初期支护并未对拱部进行针对性处理，容易引发大面积坍塌现象。除此之外，现场施工作业时动是常有滴状出水问题。

1.2 塌方问题分析

隧道容易发生变形的段落为K236+886～K236+855。结合现场施工情况来看，各段落施工作业状态相对正常，如某隧道出口右洞掌子面已经开挖至K236+835段当中，中导开挖到K236+842等，开挖作业期间围岩表现正常。施工之后，项目技术人员进洞巡查发现，本段初支原本所呈现出的滴水状态逐渐转变成为淋水状态，明显隧道出现漏水问题。

最主要的是，与初支阶段相比，洞身围岩发生明显变形问题，并伴随掉块问题。针对这一现状问题，项目部立即采取应急措施，要求洞内作业人员必须全部撤离，并指派专业人员进行临时支护。但是结合现场施工情况来看，变形问题并未得到有效制止。过了几天之后，YK236+875～YK236+868发生坍塌现象。从塌方位置上来看，线路右侧拱顶至拱腰范围均存在塌方问题。坍塌空腔斜向右上方发展，在尺寸方面施工人员难以进行精准测量。

2 某隧道塌方处理施工方案及措施内容分析

2.1 设计方案内容

某隧道出口右洞K236+882~K236+835段地质条件相对复杂且出水量较大，因此导致侧拱腰及边墙位置所存在的变形问题比较明显，建议施工人员可以采取地质预报以及辅助探孔等方式进行针对性处理；对于回填变形段至2/3高度，建议施工人员可喷射早强混凝土，及时封闭临空面。同时，施工人员应该及时疏导空腔处的水流，并将其插入到排水管中进行及时排出，防止塌腔问题进一步扩大；加大预留变形量直到40cm位置，可采取不对称布置方式进行针对性处理。同时，及时拆换存在变形问题的拱架。此外，施工人员可采取H175的型钢钢架完成支护作业。需要注意的是，待上台阶稳定之后，施工人员可完成中台阶与下台阶施工作业，及时做好锁脚导管工作，以防止拱架出现明显下沉现象或者其他变形问题；施工过程作业人员应该做好临时排水工作，及时将洞内水排出洞外。为保障结构永久安全，施工人员可将变形段K236+882～K236+835段二次衬砌钢筋混凝土厚度进行适当调整，可由原本的50cm改成60cm。

2.2 施工方案内容

本施工方案所涉及的塌方处理范围可细化分为三段，分别是K236+873-K236+877段、K236+865-K236+873段、K236+835-K236+865段。主要涉及位置分为是底部初支封闭成环、已施工临时仰拱及钢支撑加固、塌方段到掌子面之间。在施工工序内容的确立上，施工人员需要按照总体施工内容以及环境情况，对施工现场所涉及的工序内容进行统筹规划与合理部署。在施工作业期间，施工人员可重点围绕围岩注浆加固、及时拆除临时支撑、更换拱架以及变形处理等一系列工作流程进行贯彻与落实[2]。

2.2.1 K236+873-K236+877段施工方案。因该施工段处于塌方段内部当中，施工前期底部仰拱就已经完成浇筑作业，并且初支以及拱架封闭成环。结合当前施工作业情况来看，现场施工人员已经在该段上台阶位置完成塌方处理工作，同时在上台阶位置设置了临时仰拱。需要注意的是，初支发生明显侵线问题。为确保该施工段塌方问题得以有效处理，建议施工人员应该及时拆除逐榀以及临时仰拱。并在此基础上，按照换拱施工要求完成下述工序内容：施工人员应该严格按照现场施工环境情况，合理开展径向注浆活动；上述工作结束之后，应进行锚固导管施工；及时拆除上导临时仰拱，并做好换拱工作；完成拱架安装以及锁脚等工作，最后完成二衬跟进工作。

2.2.2 K236+865-K236+873段施工方案。该施工段位于坍方段中心位置，底部并未完成仰拱浇筑工作，因此拱架并未封闭成环。前期上台阶在塌方处置期间上导位置已设置临时仰拱，但是结合当前情况来看，随着作用时间的不断延长，上台阶初支发生变形侵线需换拱。受到塌方问题的影响，中下初支钢架破坏偏移问题十分明显。最主要的是，线路右侧侧拱脚及边墙涌水问题十分明显。为保障施工作业得以安全进行，施工人员需要对还向岩层以及右侧边墙拱脚位置进行全方位加固处理。与此同时，施工作业期间，工作人员应该对排水措施问题进行合理贯彻与落实，可利用排水钢管以及其他措施及时将水引导至临时排水沟当中，避免出现渗漏问题。

在施工工序方面，现场施工人员应该首先完成径向注浆以及锚固导管施工作业。完成上述工作之后，施工人员应进行上中台阶换拱以及下台阶换拱等工作。同时，施工人员应该完成仰拱封闭成环以及二次跟进等工作。其中，对于径向注浆作业而言，为保障现场施工作业安全，施工人员可对上台阶再次完成径向注浆加固工作。如果局部渗水问题十分明显，建议工作人员应该采用双液浆方式进行注浆处理。对于上中台阶换拱施工作业而言，施工人员应该保证预留沉降量为40cm。施工作业期间，工作人员应该加强对换拱前后初支监控量测管理。一旦发现异常问题，应及时分析原因，并采取针对性加固措施处理。除此之外，在二衬跟进期间，施工人员应该在仰拱完成6m之后，进行二衬混凝土浇筑工作。

2.3.3 K236+835-K236+865段。该施工段主要处于塌方段小里程方向，施工作业期间并未出现明显的涌水或者塌方问题。结合当前施工情况来看，该施工段已经完成上台阶开挖工作。待前段塌方段处理工作结束之后，现场施工人员可开始换拱施工。换拱施工结束之后，按照三台阶施工方式进行开挖处理。其中，在施工工序以及流程方面，建议施工人员可主动从洞渣回填、径向注浆、换拱施工以及三台阶开挖等方面进行施工操作。对于三台阶开挖施工而言，现场施工人员应该重点针对中导以及下导位置进行及时施作处理，以确保初支拱架封闭成环。拱架安装作业应该与前段塌方处理相同，如利用单层钢架完成支护作业。上述作业结束之后，完成喷射混凝土。

3 某隧道施工现场管理措施及相关建议

3.1 明确掌握隧道监控量测要点，保障现场施工作业安全

3.1.1 施工管理人员可将测量数据公布到隧道工作人员的工作群当中，让现场参建人员及时掌握隧道施工情况。并根据当前工作面情况，合理布设监控量测点。如各个断面分别设置5个点，可分别置于拱顶、拱腰以及拱脚位置处，并在施工换拱前后对量测数据进行收集监控。

3.1.2 管理人员可根据现场量测数据反馈情况进行整合分析，并绘制数据变化曲线。根据数据变化曲线内容，对当前沉降收敛变化进行明确掌握。一旦发现数值波动超过预期，施工人员必须加强支护。情况严重时，应立即停止施工，并采取针对性措施进行处理[3]。

3.2 增强参建人员岗位责任意识，深化隧道施工质量安全效果

从事于隧道现场施工作业的相关人员应该深化个人的岗位责任意识，坚持按照质量优先、安全治理的原则理念，对施工现场所使用的材料以及施工机械设备进行质量管理，增强隧道现场施工效果。与此同时，施工人员应该对隧道现场施工作业期间所面临的复杂地质条件进行提前把握。并主动识别现场施工风险，如环境风险因素以及人为操作风险因素等，对隧道现场施工期间可能出现的难点问题进行提前应对。

并采取科学合理的方法措施进行全面优化，避免对后续施工质量造成不良影响。期间，现场施工人员应该严格恪守自身的技术操作行为，对于隧道现场施工所涉及的流程要点内容进行合理贯彻与落实。除此之外，现场施工人员在开展隧道现场施工作业期间，应该严格按照隧道施工规范要求，避免与其他工种之间出现专业矛盾问题，尽量从根本上保障隧道现场施工效果。需要注意的是，如果坍塌体出现异常问题，施工管理人员必须及时疏散人员，并转移施工机械设备。主动利用钢筋网片以及型钢等加固材料进行针对性处理，坍塌体表层稳定之后再开展工序作业。

4 结束语

总而言之，隧道施工作业期间很容易受到多方面因素的干扰影响，尤其是复杂地质条件以及施工因素，而出现塌方等风险问题。为避免施工隐患问题频繁出现，建议施工单位方面应该主动承担起自身的施工管理责任，在开展隧道施工作业之前，深入施工场地环境对现场地质水文条件进行充分把握。根据现场地质水文条件，确立科学合理的隧道施工方案。同时，重点针对可能引起塌方风险问题的相关因素进行提前识别与管理，并确立科学、合理的塌方处理方案进行针对性预防。