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1、公路隧道2010年第2期(总第70期)那沙岭隧道塌方原因与处理方案12陈文俊陈正元(1江西省交通设计院南昌330002;2江西省交通厅武吉高速公路项目办江西上高336400)摘要在隧道施工中,由于多种因素影响,围岩坍塌较为常见,严重影响施工安全和质量。以武吉高速公路那沙岭连拱隧道右洞出现坍塌事件为背景,全面分析该隧道塌方形成的原因,研究提出针对性的处理方案,并取得了预期效果。关键词隧道塌方原因分析处理方案随着高速公路建设的不断发展和向山区延伸,速扩大,塌腔高4-8m,纵长约8m,宽8-11m,塌体隧
2、道工程数量越来越多。那沙岭隧道是江西省武宁完全堵住洞身,该段初期支护全部破坏,有6榀钢拱至吉安高速公路上的一座双连拱隧道,起止桩号为架扭曲损坏。K123+490～K123+952,轴线走向为148°,隧道全2塌方原因分析长462m。隧道区处于九岭隆起变质岩丘陵区,地形起伏大,植被发育,地貌有山间冲积小盆地、山脊以那沙岭隧道区域构造主要受九岭复式背斜控及山间冲沟等,其中山脊呈近南北走向,与隧道轴线制,背斜呈线状紧密复式褶皱产出,轴部大致呈近东呈大角度相交。隧道右洞施工至K123+788.5时,西向延伸
3、。隧址位于该复式背斜之南翼,组成地层发生了顶部坍塌,本文着重对本次塌方的原因和相为双桥山群下亚群板岩、千枚状板岩,呈互层状,岩应处理方案进行探讨和分析。层倾向为近北。受其影响,隧道区千枚状板岩揉皱强烈,裂隙、节理、板理发育,岩体较破碎。因此,其塌方原因主要是:(1)工程地质原因:塌方部位处在Ⅳ、Ⅴ级围岩的交界带,被层状和多组节理分割而形成碎块状镶嵌结构,岩体较破碎,节理多为张开节理,节理裂隙间层面光滑。因连拱隧道开挖跨度大,在开挖掘进图1塌方示意图的扰动和左右洞施工的相互影响下,造成围岩失稳导致塌方
4、。1塌方基本情况(2)地下(表)水原因:施工期连续降雨,地表水那沙岭隧道右洞施工至K123+788.5时,正好丰富,通过裂隙进入岩体,顶板淋水量增大。在地下处于Ⅳ、Ⅴ类围岩的交界带(该处埋深约80m),掘进水的软化、浸泡、冲蚀、溶解下加剧了岩体失稳和塌后出现一较大滑层,先后出现两次较大范围的塌方,落,软弱滑动面在地下水的作用下,强度大为降低,如图1。塌方段褶皱强烈,裂隙发育,岩体破碎,岩因而发生滑塌。水在塌方中起到一个“催化”和“恶石较坚硬,岩体层面光滑,呈倒三角状。其中靠近中化”的作用。隔墙处塌方
5、最高。2007年5月19日6时30分,在(3)施工方面原因:该处Ⅳ、Ⅴ级围岩分界面较无明显征兆的情况下突然塌方,初次塌方量约设计文件稍提前,施工单位未及时根据地质条件变3100m,并伴有渗水现象。在地下水影响下塌腔迅化调整施工方案和支护参数,未采取更为有效的超·29·公路隧道2010年第2期(总第70期)前支护措施,开挖进尺过大,初期支护未及时跟进,拱架紧贴并排焊接,之后每榀纵向间距0.5m,掌子从而造成临空面过大也是造成塌方的重要原因。面处紧贴岩面并排焊接两榀。钢拱架间用环间0.5m的Φ25mm纵
6、向钢筋连接,形成钢格棚架。对3塌方处理方案和方法轮廓线外塌腔壁的大块岩石采用Φ89钢管支撑,并根据塌方情况和隧道所通过的层位,认为本次焊在钢拱架上。在钢拱架上下采用双层网格间距属层间移动性的塌方,这种地质的塌方难以稳定,会15cm×15cm的Φ8钢筋网加固,外挂模板,再喷射引起连锁反应,积累和发展扩及到已开挖支护的较C25混凝土与钢拱架齐平,形成钢筋混凝土壳体初长洞身段。为此,决定采用稳住后方围岩,强支护处期支护;并在初支中预埋Φ108混凝土泵送管,待钢理坍塌段,适当加强支护过渡段的3个阶段处理此筋
7、混凝土壳体强度达到要求后,分期泵送混凝土填次塌方,分段处理的长度为16m(后方加固段4m,塌充塌腔,以保证岩面与初期支护之间密实(图2～图方段8m,过渡段4m)。3)。3.1塌方后段处理3.3塌方过渡段处理首先在塌方位置退后4m的位置处,采用长待塌空区段按上述方案处理完之后,密切注视3.5m的Φ42×4mm的注浆小导管对塌方后段注塌空段断面变化情况,加强监控量测。该区域之后浆。小导管外插角为15°,环向间距为40cm,纵向间4m范围内采用长4m的Φ42×4mm的注浆小导管距为1m,断面两侧拱脚以上区
8、域梅花形布置,小导进行超前支护,小导管环向间距为40cm,纵向间距管端部与钢拱架焊接成整体,以保证后方围岩稳定为1m;初支钢拱架采用I16工字钢,纵向间距不向前坍塌。注浆采用先上后下,先里后外,即先对75cm,钢拱架间采用环向间距1m的Φ25mm纵向塌空区边缘注浆,再逐步退后进行后段注液,使钢管钢筋连接,并设置网格间距20cm×20cm的Φ8钢所伸入的范围内通过注浆组成一个固结的灌浆层,筋网;系统锚杆采用长3m的Φ22砂浆锚杆,环向间通过浆液无规则地穿透松散破碎岩体产
