塌方发生在南端洞口附近,靠近开挖面10m长度的初期支护包括钢格栅全部跨塌,并一直坍塌至地表,形成冒顶塌方,地表形成9.0m×15.0m的凹形漏斗,在坍口周围35m半径范围内出现大量裂缝,已做好的排水沟出现多处拉裂,塌方高度达32.0m,塌方数量为3760m3。该塌方事故的处治工作中,先采用了喷锚支护封闭地表,用粘土堵塞裂缝,用M10水泥砂浆修补截、排水沟裂缝,并设置变形观测点;在坍体稳定三天后,清刷坍口松动土方,刷方、夯填后打设地表注浆管,灌注水泥砂浆。然后采用锚喷网封闭坍口,局部用沙袋回填仰坡上方的凹部;按设计坡率分台阶清刷仰坡,进行减载;清理隧道两侧排水沟,并在临近坍体处设集水坑集中抽水,仰坡顶设钢管降水井并不断降水;设止浆墙,采用浆砌条石。
对塌方段洞内空腔部分回填,可以确保后续施工效果和安全;固结塌渣堆采取环向固结方式,采用φ42×4㎜注浆小导管,4.5m/根,共计30根;注浆前全掌子面挂网(单层)喷10㎝厚砼封闭。隧道拱顶至左侧60°范围及右侧60°范围施作大管棚(φ90×8㎜),小计37根,大管棚外插角1°~3°控制,注浆采用双液浆。由于受到塌渣的影响,大管棚施作长度为16~25m,不足部分采用φ70×5㎜超前大管(钢花管)施作,超前大管环向间距20~30㎝;考虑到大管棚前端在塌方段内可能存在悬空状况,φ70×5㎜超前大管与大管棚搭接长度不小于3m,超前大管向前延伸至过渡段内。
塌方段采用强支护型式,按设计V浅型支护进行加强和调整,塌腔区围岩采用6米长?42×4mm小导管注双液浆固结代替?25中空注浆系统锚杆;钢拱架采用I22a工字钢,拱架间距调整为 50㎝。管棚段取消小导管超前支护。
2.四方山隧道左洞ZK76+733~ZK76+748段塌方
2010年4月15日四方山隧道左洞ZK76+733~ ZK76+748段出现塌方,破坏已施工的初期支护。此段原设计为中风化砂岩,实际揭露的围岩为褐黄色粘土,局部粉砂质粘土,含水量较大,自稳能力差。在掌子面开挖至ZK76+748时,掌子面出现滑移,围岩和初支出现急剧变形,当即要求停止掘进,堆填掌子面,施做临时支护,施做已开挖段二次衬砌。在对ZK76+720~+746初支变形侵限段进行注浆加固和换拱支护至ZK76+733时,再次出现塌方,破坏ZK76+733~+748段已施工拱部初期支护,塌渣冲出至ZK76+726,塌方量约1500m3,洞顶地表出现开裂和轻微塌陷。处理方案如下
1、做好地表裂缝封闭防水,防止地表水下渗软化围岩,造成二次坍塌;洞内二衬开裂段即ZK76+713~+720增设型钢支撑,防止此段二衬继续破坏开裂,防止坍塌。
2、固结塌渣,防止加固前围岩和支护,以及清理塌渣时塌体再次滑移而扩大前方塌腔区。注浆固结桩号ZK76+726~+748,平均长度为18.5m,注浆孔径?60mm,孔距100×100cm,注浆孔数66孔,使用普通钢管作注浆管,规格为?60×4mm,总长1221m。浆液为水泥浆,灰水比1:1。
3、修整塌体坡面,用浆砌片石和喷射混凝土封闭,并预留注浆孔。具体:底部为高1.5m,宽1.2m矮墙,中部1.5~6.5m坡面为50cm厚浆砌片石,上部6.5~9.5m坡面为锚喷防护,喷射混凝土厚度10cm,锚杆长3.0m/根,两个平台宽度均为1.2m,为50cm厚浆砌片石。
4、塌体固结后进行前方塌方段被毁坏或侵限初支破除和修复,塌方段及前方10m即ZK76+733~+758段超前支护使用?108×6mm大管棚,大管棚进行以下调整:①、套拱厚60cm,长1.0m,使用C25喷射混凝土;后方工作长度3.0m,总共需扩洞长度4m,扩洞半径为7.28m,扩洞桩号ZK76+729~+733。②、扩洞段使用Ⅰ20a工字钢拱架支撑,纵距50cm,径向锚杆用?42×4mm注浆小导管代替,环纵向间距100×50cm,长度6.0m/根,每环25根,共9榀拱架和9环注浆小导管,浆液为水泥浆,灰水比1:1,注浆压力0.5~1.0Mpa。③、?108×6mm大管棚注浆,浆液为水泥砂浆或水泥浆,灰水比1:1,注浆压力0.5~2.0Mpa。
5、ZK76+733~+758段支护使用Ⅰ20a工字钢拱架,纵向间距40cm,中空注浆锚杆用?42×4mm注浆小导管代替,4.5m/根,每环根数不变,小导管注浆参数进行调整,浆液为水泥砂浆或水泥浆,灰水比1:1,注浆压力0.5~1.5Mpa。二衬厚度和钢筋参照Ⅴ浅埋,使用上下导坑开挖,必须设置临时仰拱;在有条件时立即施做二衬。
6、塌方空腔初步估计约900 m3,估算方式为充填洞室段塌方体除以松散系数,松散系数取1.6,待使用地质雷达或其它手段探明位置后用轻质混凝土充填。
总的来看,地下工程面临地质情况不断变化,各种突发情况多的现状,隧道施工尤其如此。塌方是隧道施工过程中出现的严重灾害,因此在施工过程中,应极力避免和防止。本文通过分析隧道塌方的机理,提出了其预防措施及处治技术,希望能对隧道施工有所帮助。
结语
本文主要分析了隧道塌方的处理方法和措施,通过详细的分许和论证,对于隧道塌方的处理施工工法和施工手段,进行了阐述和介绍,对于隧道塌方的处理和防治,具有一定的参考意义和价值。
参考文献
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