输供水工程隧洞塌方处理措施.doc

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1、学无止境输供水工程隧洞塌方处理措施［摘要］文中针对某大型输供水工程隧洞出现的塌方，提出了处理措施。综合运用了超前地质预报、注浆管棚等多种方法，在实际工程取得了良好的效果。一定程度上确保了生产的安全，节约了投资，缩短了处理时间，保证了后续工程的正常实施。［关键词］输水供工程；塌方处理；措施1塌方过程2019年4月19日，某大型输供水工程桩号J16+295处出现塌方。经J6号隧洞上游和J5号隧洞下游现场勘察，初步估算塌方范围为J16+295～J16+258，长度约37m，滑塌堆积渣体最大粒径约1m3，总塌

2、方量约为1600m3。此次塌方造成洞内供电线路损毁，混凝土衬砌施工被迫中断。2地质围岩情况此次塌方洞段围岩类别为Ⅳ类，岩性为白垩系下统义县组凝灰岩，砖红～青灰色，凝灰质结构，块状构造，该岩体抗风化能力差，风化之后，渣体呈碎块或散体状，且遇水软化崩解，为较软岩。岩体节理裂隙较发育，多呈微张状，岩屑充填，节理面平直光滑。局部有蚀变现象，岩体整体完整性差，局部较破碎。岩石表面呈潮湿状，局部沿结构面有渗水。3塌方原因分析塌方洞段于2017年6月份完成开挖及支护施工，至今完成约22个月。由于围岩岩性为凝灰岩，围

3、岩完整性差较破碎，加之长期受底板积水、洞内潮湿环境及岩体渗水影响，隧洞周边岩体在遇水～失水交替作用过程中的逐渐崩解，使岩体整体结构破坏，长时间蠕变累积致使初期支护型钢拱架挤压变形，导致出现塌方。4塌方处理措施3学海无涯学无止境4.1塌方体表面封闭。为保证塌方形成堆渣体的稳定，暂不大规模清理，只进行堆渣体表面休整，喷射10～20cm厚C25W8混凝土进行封闭，并为后续处理提供作业条件。4.2塌方洞段两端加固与保护。首先在塌方洞段起向未发生塌方洞段延伸2m对已支护完成部位进行加固处理，采用自钻式锚杆是隧洞

4、周边岩体形成整体，另锚杆与已支立完成钢拱架焊接牢固共同受力，保证稳定与安全。锚杆布设参数为径向间距为1.5m，环向240°，ϕ=22mm，L=2.5m。其次对靠近塌方洞段的18m长Ⅲ类围岩洞段采用加设工16型钢拱架并喷护混凝土进行加固。再次对以上加强支护洞段进行灌浆加固处理。固结灌浆布孔原则，环间距3m，梅花型布置，每环布设6/7个孔。灌浆钻孔深度为3m，采用YT-28气动式手风钻钻孔，灌浆压力1MPa。通过以上综合措施的处理，使临近塌方段的洞段完全处于安全稳定状态，一定程度降低发生二次塌方的风险，同

5、时为塌方段的进一步处理提供条件。4.3塌方洞段钻孔勘探。为确定塌方分布范围、洞顶揭露的塌腔深度等具体情况，采用XY-150型水平钻机进行了钻孔勘探。具体勘探情况见后附J6号上游塌方段探孔示意图1。图1超前探孔布置示意图1号孔于洞室顶部向下50cm、在掌子面处水平向前钻孔，孔深40m，钻孔内全部为虚渣，在33m处遇钢筋网片,套管在39m处断裂，钻头在40m左右处出现泥屑，无法钻进，预测探孔纵向长度接近塌方段长度。2号孔于洞室顶部桩号J16+298处向上钻孔，角度22°，孔深9m，0～5m段为虚渣，5～9

6、m段为空腔。3号孔于洞室顶部桩号J16+301处向上钻孔，角度30°，孔深30m，0～9m段为岩石，9～24m段为空腔，局部有石块，24～30m段为岩石，并且在3号孔钻进过程中发现2号孔内有掉块现象。4号孔于洞室底板向上1.8m、在掌子面左侧水平向前钻孔，孔深13m，钻孔内全部为虚渣，在5m处遇型钢拱架。根据超前勘探情况，可以确定塌方段渣体纵长度40m，渣体堆积最大高度约12m，塌方最大高度约12m。4.4塌方处理措施1）钢拱架支护。按照50cm纵向间距逐榀进行型钢架架立和径向系统支护，型钢拱架外侧1

7、80°范围敷设双层∮3学海无涯学无止境8mm钢筋网，并环向布设纵向ϕ22mm连接钢筋将已完成置换的型钢拱架纵向连接形成整体，径向锚杆顶拱180°范围内均匀布置，间距1.5m，长度3.5m，每50cm布置一排，梅花形布置，完成后及时逐榀喷射混凝土。完成每榀型钢拱架和喷护施工后及时布设下一排小钢管，然后依次向上游方向逐榀进占施工。原有变形喷射混凝土破拆采用风镐，型钢拱架采用氧气乙炔焊机或电焊机割除。型钢拱架支立结合台阶法清渣分为上下两节，为方便施工，塌方区域断面改为圆拱直墙型，180°以上为圆拱段；底部坐

8、落在已浇筑完成的底板垫层混凝土上，并沿拱脚线附近设置纵向连接工字钢，连接型钢为I16与前四榀型钢拱架焊接，后续安装及时延长安装；底脚设置横向水平支撑，支撑采用I16工字钢，纵向采用ϕ25钢筋连接，从而减少扰动、防止变形，确保整个变形塌方洞段的稳定，每榀钢拱架完成后拱腰部位布设4根锁脚锚杆，锁脚锚杆采用ϕ42、L=3m小钢管，钢拱架锁脚完成后及时喷护，并进行下一循环施工。2）超前小钢管。从塌方洞段端已加固桩号开始布设第一排长度4.5m、直径ϕ42mm超前小