浅谈上海至瑞丽高速公路贵州境三穗至凯里屯州隧道Ｋ８３＋８５８～＋８４５段通天塌方处理方案.doc

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1、浅谈上海至瑞丽高速公路贵州境三穗至凯里屯州隧道Ｋ８３＋８５８～＋８４５段通天塌方处理方案　　【摘要】隧道施工中出现通天塌方时怎样对施工方案的选择与确定。结合三凯公路第五合同段屯州隧道发生的通天坍方，介绍其原因分析、治理方案的选择与确定及对通天坍方的处理方法。　　【关键词】隧道通天塌方处理方案　　　　一、概述　　　　在2004年7月28日，屯州隧道左洞出口段K83+858处顶部在正常爆破后发现爆堆中混杂着浅黄色的泥夹石状态，在开挖轮廓线的拱顶出现一个环向２米，纵向４米，深约５米的小塌洞。为防止塌洞进一步扩大，于当晚采取打锚挂网喷射混凝土等措施进行固防处理。８月４日进行钻爆作业时加密了步孔

2、，减少了爆破药量后，塌洞继续扩大。形成环向７米，纵向５米，深约８米的塌洞。８月５日晚在围岩处于土夹石地质不断的小型坍塌作用下，将做好的超前支护全部压塌。由于处于浅埋段对山体表面进行观察没有发现变形及坍塌，但在８月６日晚因降暴雨，左洞原塌方部岩体受地表水浸泡及冲洗粘聚力和岩体摩擦系数急剧减小造成岩体下塌，致使坍洞扩大；形成环向12米，纵向10米，深约12米的大型塌洞。上部覆盖山体表面也下沉。形成32米的通天塌方。　　　　二、原因分析　　　　屯州隧道造成的通天坍塌的原因是多方面的，它既与岩体本身的强度和结构构造有关，又与水的作用和人为因素有关。因此它是在多种因素的综合作用上造成的坍塌。屯州

3、隧道左洞的拱顶原来是一段宽约８米～12米，走向NE79度倾角约65度，倾向SW的断层斜穿隧道。由于受到雨水的浸泡作用而形成软弱带岩体，从而造成此段的地质条件极其恶劣，围岩的稳定性极差。由于上述几项软弱岩体的交汇开挖后，使得软弱岩体失去承载能力。岩体内部的粘聚力和破碎岩体之间的摩擦系数又极小，软弱岩体在无支撑力的情况下势必出现第三次塌落，致使塌洞扩大加高，上部覆盖下坠，造成32米的通天塌方。　　　三、治理方案的选择与确定　　　　（一）常见的治理方案　　1.明挖法：此法一般用于接近洞口的隧道的拱顶覆盖在10米内的隧道拱顶坍塌，出现这中塌方时，可从地表开挖直至路基设计标高，改隧道暗洞为明洞或

4、双壁路堑。　　2.明穿法：隧道塌区已离洞口较远，其拱顶覆盖超过10米，塌落高度已接近地表或形成通天塌方，出现这种塌方可以从地表逐步向下处理，直至将塌方区的隧道拱顶恢复而向前继续推进。3　　3.暗穿法：隧道塌方情况和上述明穿法的塌方情况相同，但处理塌方时，是从塌落体的底部开始处理，直至塌落区的拱顶恢复而继续向前推进。　　　（二）明穿方案和暗穿方案的比较　　屯州隧道左洞塌方的底部中心点标高为524.643，其里程桩号为Ｋ82+851.5，地表塌方标高为556.9，里程桩号为Ｋ83+852，塌落区距离洞门37米，塌落高度32米，起具体形状如图（图１—1）。从图上可看出明挖法是不可能的，那就在

5、明穿法和暗穿法中进行设计和比较。　　（三）方案确定及施工处理　　通过上述明穿法和暗穿法的分析，两种方案都可行，但考虑到施工单位已对暗穿法施工已有丰富的经验，最后经业主、设计单位、监理、施工单位代表共同讨论确定。屯州隧道塌方采用暗穿法施工处理方案。处理分以下步骤：　　1.强化隧道中的坍落体：为了提高塌跨体的承载力和自然坡度的稳定性,首先对隧道中滑落的松渣堆积体进行喷射厚15cm的Ｃ２０混凝土，以保证土体稳定和避免注浆流失。同时，将水泥浆注入塌落拱顶的整个塌落土，将塌落土强度提高，稳定角加大，为安全开挖塌落土替和架设钢支撑创造条件。　　2.塌落区的支护的处理：由于塌落的周围岩体十分破碎，

6、因此在这塌落区范围内的支护加大了安全系数。　　3.塌洞的处理工艺：具体施工工艺是首先拱部（左侧至中隔墙顶，右侧至中心线偏角75度范围内）超前支护才采用双排φ42mm×4mm、长4m的小导管，并进行注浆，注浆压力为１～1.5MPa．上排小导管支护参数为：插入角45度，环向间距80cm，排距1m.下排小导管支护参数为：插入角5~7度，环向间距40cm，排距2m，小导管尾部焊接在已立钢支撑上，钢支撑采用22a工字钢，间距50cm，喷射28cm钢纤维砼，径向系统锚杆采用φ25中空注浆锚杆，环向间距１m，纵向间距50cm，同时预埋垂直向上的φ42mm×4mm，长４m的小导管，环向及纵向间距均为4

7、0cm．竖直向上压水泥浆，以将拱顶松散体固结，再对拱顶坍坑进行处理．在考虑到尽量减少拱顶的压力时用Ｃ２０混凝土，从坍塌处地表向空洞打设５－６根注混凝土管从几个不同方位均匀灌入，使在拱顶堆积体上形成一个护拱混凝土厚为４m。待混凝土强度达到设计强度的70%后将坍坑剩余部分回填压实，用浆砌片石封闭地表。　　按上述施工工序和步骤循环，即完成整个塌洞的初期支护处理。与此同时还对塌洞前后区段实施加强性支护、加强段长度为13米。这样就大大增加了储备安全系数