某黃土隧道塌方段處理方案

1、某黃土隧道塌方段處理方案【摘要】在黃土隧道施工中的塌方是目前時(shí)有發(fā)生，同 時(shí)造成嚴(yán)重后果的事故，帶來(lái)的主要后果有塌方后造成人員 傷亡，財(cái)產(chǎn)損失；嚴(yán)重影響施工進(jìn)度；為后期通車(chē)埋下安全 隱患；輿論控制不好，帶來(lái)很大的社會(huì)影響。在此，針對(duì)某 隧道的塌方經(jīng)過(guò)，處理措施做詳細(xì)描述，希望能對(duì)以后同類(lèi) 工程滋工有所啟發(fā)?！娟P(guān)鍵詞】黃土隧道；塌方；處理措施1、實(shí)例概況某雙線重載鐵路隧道全長(zhǎng)2315m ,起訖里程 dk95+190-dk97+505,穿行濕陷性黃土中低山區(qū)，黃土覆蓋 層較厚，隧道沿線多處發(fā)育沖溝，地勢(shì)陡峻，植被稀疏，相 對(duì)高差120m。本隧道按照“新奧法”原理設(shè)計(jì)施工，初期支 護(hù)采用濕噴掛網(wǎng)混凝

2、土，鋪設(shè)土工布、防水板后采用鋼模臺(tái) 車(chē)澆筑襯砌混凝土。隧洞圍巖主要由q3沖洪積馬蘭黃土構(gòu) 成，表層為第四系中更新統(tǒng)上部中粉質(zhì)壤土。土質(zhì)疏松， 具中強(qiáng)濕陷性，水平層理，地震所形成的裂隙較為發(fā)育, 屬極軟弱圍巖，側(cè)壓系數(shù)0.81.0,干密度rd二1.34：l. 63t /m3, 內(nèi)摩擦角 =19°22。，凝聚力c= 0. 0150. 02mpa,泥流沖蝕后圍巖含水量加大，呈松散狀，部分變成稀泥狀。2、塌方經(jīng)過(guò)及分析2012年9月27日坍塌前，隧道1#斜井正洞大里程端上 臺(tái)階施工至dk96+573,左下導(dǎo)施工至dk96+558,右下導(dǎo)施 工至dk96+554,仰拱及仰拱填充施工至dk96+

3、434；二襯施 工至dk96+357. 5o當(dāng)天18時(shí)左右，隧道1#斜井大里程方向 二襯正施工，dk96+525里程拱部噴射從出現(xiàn)裂縫掉塊現(xiàn)象， 掌子面dk96+573dk96+357. 5無(wú)作業(yè)人員，隨后支護(hù)結(jié)構(gòu) 被壓垮，最終在dk96+525dk96+541形成冒頂塌方。事后量測(cè)，洞內(nèi)坍塌里程為dk96+ 525dk96+541,長(zhǎng) 16m,塌方量約1400m3；地表dk96+528處形成一個(gè)近似漏斗 形的陷坑，深約5m,漏斗內(nèi)直徑約12m,塌方橫向影響地表 寬約20m,縱向影響里程為dk96+522dk96+542。塌方段落地質(zhì)復(fù)雜，拱頂部分為薄層泥巖，上部為砂質(zhì) 黃土欠埋段，該段地層為

4、第四系上更新統(tǒng)坡風(fēng)積層 (q3dl+eol)砂質(zhì)黃土，層厚30m,淺黃色一灰黃色，硬塑 堅(jiān)硬，垂直節(jié)理發(fā)育，可見(jiàn)大孔隙，具濕陷性，濕陷系數(shù) 為0.015-0. 043,為ii等自重濕陷性場(chǎng)地。土質(zhì)松散，自穩(wěn) 能力極差，無(wú)粘結(jié)性。2012年9月25日、26日兩天連續(xù)降 雨，拱頂荷載增加，掌子面爆破后，擾動(dòng)該部位拱頂薄層泥 巖，致使地層自穩(wěn)能力降低，初期支護(hù)不能滿足承載要求， 致使混凝土開(kāi)裂，鋼架變形，形成塌方冒頂事故。塌方狀況 如下圖。劣質(zhì)圍巖工程地質(zhì)特性是本段大塌方的主因。本段隧洞的泥巖和泥灰?guī)r及其斷裂帶屬于特殊工程性質(zhì)的軟巖或極軟巖。如前所述，圍巖干抗壓強(qiáng)度310 mpa, 風(fēng)化較強(qiáng)，且節(jié)理

5、發(fā)育。巖體浸水后，強(qiáng)度降低35倍, 飽水狀態(tài)下抗壓強(qiáng)度僅0.11 mpa。?圍巖蠕變特征。由于一次支護(hù)強(qiáng)度不夠，圍巖的蠕變應(yīng)力增加，變 形模量減小。這是造成隧洞塌方的關(guān)鍵性內(nèi)在因素。圍巖的 脹縮性。高嶺土等粘土礦物浸水后，自由膨脹率約35%, 膨脹量約20%, 膨脹力可達(dá)0.2 mpa。緩傾角、層狀的頁(yè) 巖、泥灰?guī)r小角度斜交洞線、傾向洞內(nèi)， 對(duì)洞壁和側(cè)幫穩(wěn) 定不利。受斷裂構(gòu)造影響，斷層及節(jié)理密集，為地下水 的滲流提供了通道，致使洞內(nèi)滲水及線狀流水較嚴(yán)重。圍 巖遇水后強(qiáng)度降低蠕變加速。水的活動(dòng)使圍巖中部分可溶礦物溶解.帶走圍巖和斷裂帶中的細(xì)小顆粒,加速了圍巖變形， 加大了圍巖壓力， 使圍巖穩(wěn)定性

6、更加惡化。因此, 水的作用是造成這次塌方事故的誘發(fā)因素。施工等其它因素 也是造成這次塌方的重要客觀條件。由于預(yù)先對(duì)洞內(nèi)可能遇 到的復(fù)雜的水文工程地質(zhì)條件估計(jì)不足， 施工和設(shè)計(jì)措施 欠妥。女口： 第一次支護(hù)結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度不夠， 地表沖溝處地 表水未引走，洞頂超前導(dǎo)水未作好，洞內(nèi)排水強(qiáng)度不夠 等。3、處理措施本著安全第一，質(zhì)量第一的原則，依照上述該段圍 巖水文工程地質(zhì)特性，采取以下塌方段處理措施.治塌 首先治水。在加強(qiáng)排水和導(dǎo)水的同時(shí)，采取錨桿和鋼拱架 聯(lián)合支護(hù)，固結(jié)灌漿提高圍巖完整性和自穩(wěn)時(shí)間，先側(cè) 洞后中洞的分部開(kāi)挖施工.（一）地表處理措施（1）塌方處位于地表沖溝側(cè)壁，對(duì)地表塌坑附近地層 進(jìn)行局部

7、減載，利用減載土拌合石灰對(duì)地表陷坑進(jìn)行回填、 夯實(shí)處理，回填深度為4m,表層設(shè)50cm厚粘土隔水層，并 做好向四周的排水坡，地表陷坑邊緣外5m設(shè)截水溝，利用 自然沖溝，做好整個(gè)塌方影響區(qū)的地表水系統(tǒng)引排。（2）地表回填夯實(shí)后垂直插入4>108鋼花管做壓漿處 理，壓漿范圍為塌方部位9x9m范圍，鋼花管長(zhǎng)度為35m, 頂部lm設(shè)止?jié){段，間距l(xiāng)m,注漿端頭外露30cm,梅花形布 置。注漿材料采用1： 1水泥漿，注漿壓力為0. 5mpa,注漿 順序?yàn)橄戎虚g厚四周，逐漸擴(kuò)散注漿。塌落段松散土體固結(jié) 如下圖。（3）塌方段襯砌完成后，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度85%以上， 對(duì)地表做自然土回填綠化處理，回填隨地形

8、，做順坡自然排 水。（二）洞內(nèi)處理措施（dk96+525dk96+541段）（1）超前支護(hù)采用eio8x6mm大管棚結(jié)合q42x3.5 mm超前小導(dǎo)管，交錯(cuò)設(shè)置，環(huán)向間距均為20cm； "108管棚 縱向每環(huán)有效長(zhǎng)9m,外插角510° ,縱向搭接長(zhǎng)不小于3m, 小導(dǎo)管外插角30° ,單根小導(dǎo)管長(zhǎng)6m,每lm施做一個(gè)循環(huán), 小導(dǎo)管及大管棚均設(shè)注漿孔。注漿材料采用1: 1水泥漿，管棚注漿壓力為0.5 l.ompa,小導(dǎo)管注漿壓力為0.5l.ompa。(2) 初期支護(hù)全環(huán)采用i20a型鋼鋼架，間距0. 5m,拱 架采用©25縱向連接筋焊接，環(huán)向間距0.5m；相

9、鄰兩棉拱 架間隔3m,采用工18型鋼連接；掛設(shè)©8雙層鋼筋網(wǎng)，鋼 筋間距15cm；拱腰及最大跨處鎖腳錨管增加至4根，單根長(zhǎng) 4m,斜下方打入角度不小于30° ； c25噴射混凝土厚27cm。(3) 開(kāi)挖前對(duì)坍塌體采用c25噴射混凝土封閉，噴射 厚15cm；每循環(huán)掌子面米用厚10cm的c25噴腔封閉，米用 crd法施工。(4) dk96+520dk96+540段采用vb型襯砌，主筋采用 ©22螺紋鋼筋，間距20cm, ©10縱向筋間距由25cm調(diào)整為 15cm；該段環(huán)向盲溝間距按3m環(huán)設(shè)置。4、結(jié)束語(yǔ)(1) 黃土隧道塌方后，土體喪失自穩(wěn)能力，因此必須 先注漿固結(jié)土體，使其具備自穩(wěn)能力，再開(kāi)挖，再能保證安 全過(guò)度，不擴(kuò)大塌方，不引起二次塌方。(2) 黃土隧道嚴(yán)格按照“新奧法”施工，始終應(yīng)遵循'預(yù)支護(hù)、短開(kāi)挖、少擾動(dòng)、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、實(shí)回填、嚴(yán) 治水、勤量測(cè)”的原則。(3) 隧道施工以快制勝，支護(hù)不及時(shí)，易掉塊，引起 塌方，施工中應(yīng)根據(jù)量測(cè)結(jié)果，及時(shí)調(diào)整變形余量，保證支 護(hù)和后期二襯不侵限。該塌方地段目前已經(jīng)處理完成，處理效果完全滿足預(yù)期 水平。在