綜合分析隧道坍方原因制定有效加固措施,確保施工安全

1、<p>　　綜合分析隧道坍方原因制定有效加固措施,確保施工安全</p><p>　　摘要：隧道施工由于地質(zhì)條件復(fù)雜多變，隧道坍塌事件時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響到施工安全、質(zhì)量及工期，現(xiàn)以某隧道出現(xiàn)坍塌的事件為背景，認(rèn)真分析塌方的原因，提出安全可靠的塌方處理措施，并及時(shí)精心組織施工處理，確保施工安全。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：鐵路隧道 坍塌 分析 方案制定 施工 安全 </p&

2、gt;<p>　　中圖分類號(hào)： U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　一、工程概況 </b></p><p>　　某隧道為鐵路單線隧道，里程為DK89+276～DK90+511處，隧道全長(zhǎng)1235m，無軌運(yùn)輸方式。隧道經(jīng)過中低山地貌，植被較發(fā)育，上覆經(jīng)粘土厚0～2 m，粉質(zhì)黏土厚0～3 m，下伏基巖為三疊系上統(tǒng)組的沙巖、泥巖。

3、</p><p><b>　　二、隧道坍塌情況 </b></p><p>　　隧道施工至掌子面DK89+385處時(shí)，上午監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)DK89+360～+370段初期支護(hù)出現(xiàn)變形。為確保施工安全，現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)制定了在該段增設(shè)注漿錨桿，鋼架加密并設(shè)置鎖腳錨桿的加固方案，組織施工力量進(jìn)行變形段加固。然而下午17：10隧道拱頂下沉加劇，洞內(nèi)收斂加速，晚上19：10左右出現(xiàn)塌方，次日上

4、午坍方停止，趨于穩(wěn)定。塌方體約為300 m3，垮塌斷面長(zhǎng)約9 m，寬約6 m，高約5 m，初步判定塌方段里程為DK89+363～+372。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察隧道塌方處地表未出現(xiàn)下沉及明顯裂隙。 </p><p><b>　　三、塌方原因分析 </b></p><p><b>　　1、地表水的影響 </b></p><p>　　以往

5、的經(jīng)驗(yàn)表明，隧道塌方的產(chǎn)生與地表水的作用是密不可分的，時(shí)值8月，正是當(dāng)?shù)氐亩嘤昙竟?jié)，已連續(xù)下雨多日，加上塌方段隧道埋深僅為15.1～17.3m，隧道處于兩座山體連接的低洼處，兩側(cè)山體地表水匯聚后由此排出，故地表水下滲嚴(yán)重，由于水的軟化、沖蝕、溶解作用，增加土體重量，破壞了土體的整體穩(wěn)定性，使土體膠結(jié)性降低，從而引起土體變形破壞和失穩(wěn)塌方。 </p><p><b>　　2、地質(zhì)因素 </b>

6、</p><p>　　該段巖質(zhì)較軟、裂隙發(fā)育、巖體破碎，圍巖穩(wěn)定性較差，埋深淺，土體難以形成自然平衡拱，地下水的滲入，使得圍巖中包含地下水和裂隙水壓力增大，增加了圍巖的自重荷載，圍巖以泥巖為主，泥巖經(jīng)雨水浸泡迅速軟化，失去自穩(wěn)能力，更是促進(jìn)了破碎圍巖發(fā)生坍方的可能性。 </p><p><b>　　3、施工原因 </b></p><p>　　在

7、很多情況下，坍方均由地質(zhì)因素引起，由地質(zhì)因素引起的坍方，又可歸結(jié)于不同的原因，首先是地質(zhì)條件評(píng)價(jià)的正確性，由于地質(zhì)勘測(cè)手段的制約，本隧道設(shè)計(jì)資料對(duì)地質(zhì)條件的評(píng)價(jià)與實(shí)際出入較大，開挖后，又沒有對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)面巖體進(jìn)行正確的工程地質(zhì)鑒定評(píng)估，致使施工措施不到位，施工時(shí)并沒根據(jù)實(shí)際圍巖情況，調(diào)整初期支護(hù)參數(shù)，采取有針對(duì)性的加強(qiáng)防護(hù)措施，導(dǎo)致初期支護(hù)抗力不足，圍巖失穩(wěn)塌方。 </p><p>　　此外初期支護(hù)施工質(zhì)量有欠缺，

8、初期支護(hù)結(jié)構(gòu)未能與圍巖緊密粘結(jié)，錨桿砂漿注漿不飽滿，鋼支撐未完全置于穩(wěn)定堅(jiān)固的基礎(chǔ)上，鋼支撐間距超標(biāo)，部分地段噴射砼厚度不夠等。二襯不及時(shí)跟進(jìn)，致使在圍巖收斂達(dá)到一定的程度后，仍不能進(jìn)行二次襯砌施工，也是導(dǎo)致隧道塌方的原因之一。 </p><p>　　四、塌方加固措施處理 </p><p>　　對(duì)于隧道塌方應(yīng)采取及時(shí)迅速處理的原則，制定針對(duì)性的有效處理方案，抓住時(shí)機(jī)，備足人力物力，按制定施

9、工方案施工。經(jīng)參建單位討論分析，并綜合考慮安全性、造價(jià)、工期及施工難度等因素，采取以下處理措施： </p><p><b>　　1、地表處理 </b></p><p>　　對(duì)可能影響隧道塌方體的地表水進(jìn)行處理，將地表坑洼不平之處填補(bǔ)平整，對(duì)松軟土進(jìn)行夯實(shí)，并做好防排水；對(duì)地表噴射混凝土進(jìn)行封閉，在坡頂施作截水溝，防止地表水下滲；同時(shí)進(jìn)行隧道塌方地段上方的地表注漿加固：

10、注漿加固里程為DK89+332～+389段，注漿寬度為14 m，注漿采用Φ42?鋼花管，間距1.2 m，按梅花型布置，壓注水泥漿，注漿壓力采用0.8～1MPa，終壓持續(xù)時(shí)間不小于5分鐘，漿液壓入圍巖裂隙，凝結(jié)后將圍巖膠結(jié)成整體，形成殼體保護(hù)，降低透水性，避免塌方體進(jìn)一步擴(kuò)大。地表注漿加固布置如圖1所示。 </p><p>　　圖1地表注漿加固布置 </p><p><b>　　2

11、、洞內(nèi)臨時(shí)處理 </b></p><p>　　待該塌腔穩(wěn)定后，在洞內(nèi)塌方體前回填土，形成反壓平臺(tái)，防止塌方體擴(kuò)展，同時(shí)對(duì)塌方體表面噴射混凝土進(jìn)行封閉，然后利用反壓平臺(tái)在洞內(nèi)對(duì)塌方體注漿，加固塌方松散體，漿液采用1：1水泥漿，注漿壓力0.8～1.0MPa。 </p><p>　　3、塌方小里程段加固處理 </p><p>　　在DK89+353～+363段

12、采用小導(dǎo)管進(jìn)行注漿加固，注漿范圍為兩側(cè)拱腳以上，導(dǎo)管長(zhǎng)4.0 m，環(huán)向間距0.8，縱向間距1.2 m，外插角15～20°，梅花型布置，小導(dǎo)管端部與工字鋼拱架焊接成整體，注單漿，注漿壓力0.5～1.0MPa。從而使塌方周邊的松散破碎巖體膠結(jié)成穩(wěn)固的整體，以控制塌方延伸、擴(kuò)展，注漿提高了圍巖的整體承載能力，與初期支護(hù)共同形成牢固的支撐體，并加密型鋼架加強(qiáng)支護(hù)，為下一步處理提供施工安全保障。 </p><p>

13、;<b>　　4、坍方處理措施 </b></p><p>　?、?、地層注漿加固完成，檢查確認(rèn)圍巖膠結(jié)穩(wěn)定情況，及無再塌方的風(fēng)險(xiǎn)后，局部清除塌方體，形成進(jìn)入空腔的通道，在空腔內(nèi)臨時(shí)搭設(shè)滿堂鋼管腳手架，頂部鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)，以防止落石。繼而對(duì)空腔壁進(jìn)行噴錨網(wǎng)防護(hù)，注漿錨桿長(zhǎng)度為5 m，間距為1 m，梅花型布置。 </p><p>　　②、完成坍腔體錨噴并經(jīng)檢查后，在DK89+3

14、57～+377段最大跨以上設(shè)置Φ108mm大管棚配合型鋼架組成預(yù)支護(hù)系統(tǒng)以加固地層，管棚環(huán)向間距30?，外插角1～3°。在DK89+355～+357段設(shè)置管棚施作平臺(tái)，該段原有型鋼架進(jìn)行局部調(diào)整，以保障加寬加高段圍巖穩(wěn)定，確保管棚施作安全，如圖2所示。 </p><p>　　圖2塌方處理立面圖 </p><p>　?、邸⒋芘锸┳魍瓿珊蟛捎蒙吓_(tái)階、中臺(tái)階、下臺(tái)階法進(jìn)行逐層清除坍方

15、體。塌方處拱架采用I20的工字鋼，間距為0.5 m，隨開挖隨架立鋼拱并及時(shí)封閉。鋼拱架間采用環(huán)向間距1.0m的Φ22?縱向鋼筋連接，并設(shè)置Φ42小導(dǎo)管（L=5m）施做鎖腳錨桿以固定鋼架，鋪設(shè)20×20?鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土與拱架平齊。 </p><p>　　④、在支護(hù)施工時(shí)在坍塌位置的拱部預(yù)留注漿管及排氣管，待支護(hù)封閉穩(wěn)定后，對(duì)坍塌的空腔泵送砼填充，填充厚度為拱頂以上50.0?，作為護(hù)拱。填充砼達(dá)到70%

16、強(qiáng)度后進(jìn)行吹砂注漿處理，形成緩沖層，以減緩再次坍塌時(shí)坍塌物的沖擊，從而保障二襯支護(hù)的穩(wěn)定。 </p><p>　　5、塌方處前后影響段的加固措施 </p><p>　?、佟⑹芩接绊懙那昂蟾?0 m長(zhǎng)范圍內(nèi)變形超限的鋼拱架鑿除換拱，噴射混凝土，拱架的間距調(diào)整為0.5 m，并施做鎖腳錨桿固定鋼架。 </p><p>　　②、清除完塌方體后，對(duì)塌方大里程方向DK89+

17、372～+385段采用小導(dǎo)管進(jìn)行注漿加固處理，其參數(shù)與DK89+353～+363段加固處理相同。 </p><p><b>　?、?、加強(qiáng)二次襯砌 </b></p><p>　　根據(jù)隧道坍塌原因分析及當(dāng)?shù)厮那闆r，二次襯砌采取相應(yīng)的抗水壓加強(qiáng)型襯砌結(jié)構(gòu)。 </p><p><b>　　五、施工注意事項(xiàng) </b></p&

18、gt;<p>　　①、嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工，確保施工安全和質(zhì)量。 </p><p>　?、凇⑹┕み^程要加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，隨時(shí)掌握圍巖及支護(hù)變形情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和處理，防止再次出現(xiàn)坍塌事故，確保施工安全。 </p><p>　?、?、鋼架拱腳處進(jìn)行夯實(shí)處理，設(shè)置鎖腳錨桿，提高抗圍巖變形的能力。 </p><p>　?、?、對(duì)于侵限段、坍塌段要引起高度重

19、視，嚴(yán)格按照施工規(guī)范和交底的要求進(jìn)行施工，確保施工質(zhì)量，保障施工安全并對(duì)洞內(nèi)外該段進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控量測(cè)及觀察，設(shè)置專人值班，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)將人員安全撤離。 </p><p>　?、荨⑹┕ぶ幸皶r(shí)封閉仰拱，二襯緊跟，確保施工安全。 </p><p><b>　　六、結(jié)束語 </b></p><p>　　本隧道通過監(jiān)控量測(cè)：該坍方處理段無下沉、位移。充

20、分說明隧道在出現(xiàn)塌方時(shí)首先對(duì)受塌方影響或可能影響段落進(jìn)行加固，同時(shí)對(duì)塌方體進(jìn)行有效防護(hù)搶險(xiǎn)處理。然后在詳細(xì)勘察并了解現(xiàn)場(chǎng)情況的基礎(chǔ)上認(rèn)真分析導(dǎo)致坍方原因及研究確定處理塌方對(duì)策，并盡快組織實(shí)施是隧道坍方能否安全施工的有效保障。 </p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]關(guān)寶樹、趙勇?軟弱圍巖隧道施工技術(shù)[M]?北京：人民交通出版社