采用護(hù)拱法處理隧道塌方的施工技術(shù)

采用護(hù)拱法處理隧道塌方的施工技術(shù)李明中鐵四局五公司摘要:處理隧道坍方的方法多種多樣。本文通過(guò)洛湛鐵路劉家隧道進(jìn)口發(fā)生大坍方的處理實(shí)例，介紹了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的處理隧道坍方的方法——護(hù)拱法，對(duì)今后隧道施工有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞：隧道;塌方；處理技術(shù)0引言在隧道施工中由于種種原因造成隧道坍方的情況并不少見(jiàn),一旦發(fā)生坍方，如果沒(méi)有一種科學(xué)合理的處理方法往往會(huì)造成更大損失，達(dá)不到預(yù)期效果。本人在多條隧道施工中,摸索出一套先護(hù)住坍方頂部、再處理下部的一種較為安全、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、實(shí)用的處理方法--護(hù)拱法?，F(xiàn)通過(guò)洛湛鐵路劉家隧道進(jìn)口大坍方處理實(shí)例介紹如下：1工程概況1.1工程簡(jiǎn)況劉家隧道是洛湛鐵路一座單線隧道，全長(zhǎng)442m,地質(zhì)主要為砂質(zhì)板巖、碳質(zhì)板巖、灰黃色～灰黑色，巖性破碎，有裂隙水，圍巖Ⅲ～Ⅴ級(jí),其中進(jìn)口段11m為Ⅴ級(jí)，灰黑色碳質(zhì)板巖，遇水極易軟化成泥，具有弱膨脹性。施工方法為短臺(tái)階法設(shè)計(jì)為錨噴支護(hù)、格柵加強(qiáng)。1.2坍方情況隧道進(jìn)口采用短臺(tái)階法已襯砌24m（DK16+～+044),繼續(xù)向前掘進(jìn)，上導(dǎo)掘進(jìn)至DKl6+058，下導(dǎo)掘進(jìn)至DK16+054.5,正著手準(zhǔn)備推臺(tái)車(chē)就位時(shí)發(fā)生坍方，先從DK16+050附近右側(cè)邊墻處擠坍，隨之遷發(fā)拱部塌坍越坍越大,頂部坍出一個(gè)大鍋蓋，坍方范圍主要是正準(zhǔn)備襯砌的10m地段，兩頭遷動(dòng)2～3m，坍方長(zhǎng)度約15m,寬度約14m，高度約15m，坍方數(shù)量近20000m3，詳見(jiàn)圖1.圖1塌方斷面處理示意圖2坍方原因分析與處理方案選擇2.1坍方原因分析坍方發(fā)生后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和分析，認(rèn)為引起本次坍方的主要原因如下：2.1。1由于巖體破碎，節(jié)理發(fā)育，致使巖層的層間結(jié)合力較低,加上地下裂隙水的作用,圍巖極易軟化成泥，并具弱膨脹性，引起右側(cè)邊墻失穩(wěn)、坍塌.2。1。2屬于Ⅴ級(jí)圍巖,位于進(jìn)口洞口段,剛襯砌完24m，但尚未完全穩(wěn)定,仍處于洞口偏壓薄弱危險(xiǎn)段，開(kāi)挖長(zhǎng)度十多米，初期支護(hù)強(qiáng)度偏低。右側(cè)邊墻中下部地下裂隙水較大,排堵措施不當(dāng)，直接引發(fā)圍巖局部失穩(wěn)。2。2坍方處理方案選擇坍方處理辦法很多，鑒于本次坍方的地質(zhì)、跨度、覆蓋厚度等情況分刖考慮了清方、排架、管棚及護(hù)拱等幾種方案進(jìn)行了全面的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較尤其對(duì)施工的難度和技術(shù)的可靠性，進(jìn)行了認(rèn)真全面的分析,從施工現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有條件出發(fā),確定了護(hù)拱法處理坍方，認(rèn)為較為安全、可行、經(jīng)濟(jì)、易操作。3坍方處理技術(shù)3。1坍方處理原則3.1。1安全：坍方處理必須安全可靠做到萬(wàn)無(wú)一失。3。1。2快速：即處理時(shí)間要較短，要求在一個(gè)月內(nèi)完成。3。1.3保質(zhì)：即保證工作質(zhì)量不得留有任何隱患。3。1.4節(jié)約:即整個(gè)坍方處理費(fèi)用要較低。3。2坍方方處理要點(diǎn)把握好坍方規(guī)律，充分利用坍方后圍巖處于相對(duì)暫時(shí)穩(wěn)定狀態(tài)，施工那些關(guān)鍵而又有危險(xiǎn)性的工序.3.2.1洞內(nèi)臨時(shí)加固措施，防止坍方進(jìn)一步惡化。3。2.2施作護(hù)拱。3。2.3坍方段的開(kāi)挖及支護(hù)。3。3坍方處理具體捫施坍方處理必須要有一套詳細(xì)可行的實(shí)施性方案,作好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作,統(tǒng)一指揮，忙而不亂，有序操作，具體實(shí)施步驟如下3。3.1地表處理：全面檢查坍頂?shù)乇?，裂縫處用粘上夯填，砂漿封閉，并做好攔截排水溝,用彩布覆蓋地表，防止坍方區(qū)頂部出現(xiàn)地表滲水。3.3.2洞內(nèi)襯砌段加固：靠近坍方段一節(jié)襯砌（4。5m)出現(xiàn)裂縫，拱頂滑塌成一斜面。在襯砌斷面內(nèi)加設(shè)三付圓木排架支撐(留出通道)予以加強(qiáng)，穩(wěn)住襯砌地段。3.3.3少量清碴:坍體封堵掌子面,尚未出現(xiàn)冒頂,坍區(qū)內(nèi)應(yīng)該是一個(gè)大空穴，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查看,可在掌子面上部右側(cè)少量逐步試探性扒碴，先扒出一個(gè)小口能進(jìn)人,進(jìn)人觀察后再逐步適量扒大，能進(jìn)人進(jìn)料。3。3。4坍區(qū)臨時(shí)支撐:利用坍方后圍巖處于暫時(shí)穩(wěn)定狀態(tài)，觀察整個(gè)坍區(qū),先清除危塊，對(duì)坍區(qū)的腰部及危險(xiǎn)處采用圓木臨時(shí)支撐.3。3。5坍區(qū)噴漿封閉：整個(gè)坍區(qū)臨空面進(jìn)行噴漿,分兩次噴，盡可能保證噴護(hù)厚度3～5cm,封閉臨空面，以防風(fēng)化剝落,分層掉塊惡化；同時(shí)噴漿后出現(xiàn)裂縫掉塊,可起預(yù)告信號(hào)左右.3.3。6施作護(hù)拱：先大致清平坍體表面，預(yù)打鎖腳鋼管、拱墻鏈接鋼管、排水盲溝,再架立I16鋼拱架，間距0.8m，連成整體,I16鋼架下再打木排架予以加強(qiáng)，吊扣木模，輸送泵泵送混凝土灌注護(hù)拱，護(hù)拱頂部厚度1。0m,拱腳處滿灌，腰部視情況盡可能用片石土袋碼護(hù)，以節(jié)約成本。關(guān)注護(hù)拱時(shí)，預(yù)埋鋼軌兩頭搭接，同時(shí)也起預(yù)支護(hù)作用。3.3。7坍方段開(kāi)挖與支護(hù)：在護(hù)拱安全掩護(hù)下，嚴(yán)格遵守“預(yù)支護(hù)、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)"原則，分段錯(cuò)開(kāi)支腿,及時(shí)錨噴支護(hù),右側(cè)邊墻坍方超寬處采取模注砼將支腿鋼架、邊墻錨桿、鎖腳鋼管等澆筑成整體,穩(wěn)住邊墻.同時(shí)特別注意加強(qiáng)右側(cè)邊墻地下水的引排。3.3.8坍方段襯砌：為安全起見(jiàn)，分4。5m和6m兩節(jié)加強(qiáng)型襯砌,渡過(guò)坍方段。3。3.9坍區(qū)回填加固：在回填之前，首先做好排水措施，分環(huán)向排水和縱向排水，絕不能積水成隱患。再做1。0m以上土石緩沖層，頂部、腰部加設(shè)部分支撐,在地表最薄處鏟開(kāi)二孔灌送混碴、爐碴等廢碴回填。3。3。10襯砌背后注漿:對(duì)拱墻背后進(jìn)行填充性注漿加強(qiáng)整體性。4施工監(jiān)控為了確保坍方處理過(guò)程的施工安全，特布置了如下監(jiān)控措施:4.1在坍方區(qū)安設(shè)了二盞大型探照燈（一盞備用)加強(qiáng)照明，一是方便觀察坍方區(qū)出現(xiàn)異常情況，二是方便施工人員操作。4。2在了望好又安生處，安排責(zé)任心強(qiáng)的同志專職負(fù)責(zé)觀察險(xiǎn)情.目錄TOC\o”1—1”\h\z\u\t"標(biāo)題2，2,標(biāo)題3,3”HYPERLINK\l”_Toc346790307”一、編制依據(jù)1HYPERLINK\l”_Toc346790308”二、工程概況1HYPERLINK\l”_Toc346790309”三、現(xiàn)場(chǎng)存在問(wèn)題1四、隧道病害統(tǒng)計(jì)表4HYPERLINK\l”_Toc346790311”五、隧道滲漏水病害處理措施4_Toc346790313"七、病害處理組織機(jī)構(gòu)6八、病害處理資源配置計(jì)劃7九、病害處理技術(shù)要求8HYPERLINK\l”_Toc346790316"十、病害處理安全要求9烏鞘嶺隧道（上行線）一局管段病害處理施工方案一、編制依據(jù)1、蘭州鐵路局工程管理所工管工函〔2021〕238號(hào)和工管工函〔2021〕256號(hào)會(huì)議紀(jì)要；2、中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)編制的“既有鐵路蘭新線蘭州西至武威南烏鞘嶺隧道防滲漏補(bǔ)強(qiáng)方案";3、既有線施工相關(guān)規(guī)范及要求4、2021年11月現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況及2012年12月28日病害統(tǒng)計(jì)表二、工程概況烏鞘嶺隧道位于蘭新鐵路蘭州至武威南段打柴溝車(chē)站和龍溝車(chē)站之間，隧道全長(zhǎng)20050m，設(shè)計(jì)為兩座單線隧道。隧道縱坡除出口段350m為10。9‰的下坡外，余均為11‰的下坡。我公司承擔(dān)右線出口隧道K173+028～179+437和左、右線隧道出口段洞外的路基施工任務(wù)，其中隧道部分長(zhǎng)6409m,本隧2003年2月1日開(kāi)工，2005年10月21日右線隧道交付運(yùn)營(yíng)。三、現(xiàn)場(chǎng)存在問(wèn)題在我公司管段存在的主要問(wèn)題是滲漏水問(wèn)題，具體為:襯砌墻腳沿施工縫處滲水,長(zhǎng)度0。6～1。2m，滲水印記明顯，局部水量較大;襯砌邊墻滲水3處，從墻腳至墻腰，每處長(zhǎng)度約3m;避車(chē)洞滲漏水3處，信號(hào)洞滲漏水1處，主要滲漏水部位為正洞襯砌與避車(chē)洞、信號(hào)洞襯砌結(jié)合處,滲漏水問(wèn)題較嚴(yán)重。墻部滲漏水較嚴(yán)重的部位工務(wù)段已經(jīng)進(jìn)行開(kāi)槽引水。病害基本情況參看以下滲漏情況照片。二襯墻部滲水,工務(wù)段已開(kāi)槽引流二襯墻部滲水二襯墻部施工縫滲水避車(chē)洞壁滲水、底部積水四、隧道病害統(tǒng)計(jì)表烏鞘嶺隧道滲水統(tǒng)計(jì)（上行線)序號(hào)里程側(cè)別滲水部位病害情況1K173+035右避車(chē)洞漏水避車(chē)洞漏水2K173+230左避車(chē)洞漏水避車(chē)洞漏水3K173+290左右邊墻腳滲水邊墻腳漏水5處4K173+300左右邊墻腳滲水邊墻腳滲水5K173+410~+500左右邊墻腳滲水邊墻腳滲水6K173+580～+720左右邊墻腳滲水邊墻腳滲水7K176+900右避車(chē)洞漏水避車(chē)洞地面滲水，洞內(nèi)積水五、隧道滲漏水病害處理措施針對(duì)襯砌墻腳及邊墻滲水問(wèn)題按照設(shè)計(jì)方案“以排為主”的原則，采用鑿槽引排法進(jìn)行處理。1、清理排水溝：對(duì)水溝進(jìn)行清理,保證水溝排水暢通;同時(shí)對(duì)部分盲溝排水口進(jìn)行疏通。2、墻部鑿槽引排法：1）表面清洗：把裂縫左右約10cm的襯砌混凝土表面清洗干凈，找到縫隙的位置及水源；2）割縫或鉆孔:在滲水縫隙左右各3cm處用切割機(jī)割深為10cm的縫，或用沖擊鉆每隔2cm鉆孔，為鑿槽做準(zhǔn)備；3）鑿槽:人工鑿出深度為10cm的槽，一般鑿成內(nèi)大（12cm）外?。?cm)的倒梯形槽，所鑿的槽要延伸至排水溝內(nèi),以保證水能順暢排走；4）埋管:在埋管前用鋼絲刷刷掉松散的砼，然后在槽底埋設(shè)φ100PVC半圓管直至邊墻底部，用鋅鐵皮鋼釘固定，邊墻底部至縱向排水溝用φ100PVC圓管連接；5)封填:在封填前用灑水壺噴水清洗槽壁,待槽壁水份晾干至潮濕時(shí)，采用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿封堵填塞，抹平表面；環(huán)氧樹(shù)脂砂漿參考配合比：環(huán)氧樹(shù)脂:乙二胺:二丁脂：水泥：砂=100g：9ml：15ml：150g：400g環(huán)氧樹(shù)脂-6101型；水泥-P42.5硅酸鹽;砂—潔凈河砂（0。25～0.55mm)具體配合比由試驗(yàn)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣溫、原二襯混凝土面色度試配選定，修補(bǔ)后盡量保持與原二襯混凝土顏色一致.6）養(yǎng)護(hù)：在14天內(nèi)進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，并對(duì)修補(bǔ)部位是否出現(xiàn)裂縫再滲水，以及色差變化情況進(jìn)行觀察、觀測(cè)，在施工中加以改進(jìn),保證修補(bǔ)質(zhì)量。鑿槽引排示意圖3、避車(chē)洞及信號(hào)洞內(nèi)積水處理1）沿電纜入口疏通避車(chē)洞及信號(hào)洞底部與隧道側(cè)溝排水通道。必要時(shí)清鑿疏通，底部抹砂漿形成內(nèi)側(cè)高外側(cè)低排水坡面,使排水暢通，確保洞內(nèi)不再有積水。2）避車(chē)洞及信號(hào)洞壁有滲水時(shí)，結(jié)合墻部滲水處理方法,埋管排水到側(cè)溝。六、病害處理施工時(shí)間及施工工期病害處理施工時(shí)間分區(qū)間封鎖施工或利用天窗時(shí)間施工兩種方案。1、封鎖施工方案：根據(jù)兄弟單位道床施工封鎖時(shí)間同步進(jìn)行,全天侯組織施工,預(yù)計(jì)施工工期時(shí)間10天（含準(zhǔn)備工作)。2、利用天窗時(shí)間施工方案：根據(jù)蘭新鐵路運(yùn)輸線規(guī)定的“天窗”時(shí)間組織施工，預(yù)計(jì)施工工期時(shí)間45天（含準(zhǔn)備工作）。病害處理具體施工時(shí)間根據(jù)蘭州鐵路局烏鞘嶺隧道病害處理統(tǒng)一安排時(shí)間而定。七、病害處理組織機(jī)構(gòu)我單位在收到烏鞘嶺隧道病害處理通知后,公司領(lǐng)導(dǎo)高度重視，立即有關(guān)人員現(xiàn)場(chǎng)勘察，并立即成立了烏鞘嶺隧道病害處理組織機(jī)構(gòu)，統(tǒng)一負(fù)責(zé)組織、管理、協(xié)調(diào)病害處理的各項(xiàng)工作，其組織機(jī)構(gòu)人員如下:成員:張超彥（局施工技術(shù)部,:劉亞峰（處安質(zhì)部副部長(zhǎng)，：楊志（技術(shù)員，：）蒲輝（處）八、病害處理資源配置計(jì)劃1、施工人員計(jì)劃病害處理施工人員計(jì)劃表序號(hào)工種人數(shù)職責(zé)1現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人1現(xiàn)場(chǎng)全面負(fù)責(zé)2安全員2安全防護(hù)、警戒等3鑿槽4墻部滲水處砼鑿槽、疏通水溝4封填3安裝滲水管、環(huán)氧樹(shù)脂砂漿封填、抹平、灑水養(yǎng)護(hù)5技術(shù)1統(tǒng)計(jì)、指導(dǎo)、觀測(cè)6試驗(yàn)1試驗(yàn)、指導(dǎo)7駐站聯(lián)絡(luò)員1負(fù)責(zé)施工地點(diǎn)與車(chē)站的密切聯(lián)系8配合人員2打雜2、施工設(shè)備計(jì)劃病害處理設(shè)備計(jì)劃表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格數(shù)量說(shuō)明1發(fā)電機(jī)3kw1臺(tái)電纜線若干米2手持電鉆220v1臺(tái)3手持電動(dòng)鎬2臺(tái)4手持砂輪切割機(jī)2臺(tái)5鋼釬8個(gè)0。2~0.3m長(zhǎng)6釬錘4把重量適量7水壺PVC2個(gè)0.04m38灰漿桶橡膠3個(gè)9抹子3把10防水照明燈220v4個(gè)電線若干米11信號(hào)燈2個(gè)鐵路專用12手電筒15把人手1把13射釘槍1把3、材料計(jì)劃病害處理材料計(jì)劃序號(hào)材料名稱規(guī)格數(shù)量說(shuō)明1PVC圓管φ100mm半圓100m根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際統(tǒng)計(jì)確定2鋅鐵皮寬40mm50m布置間距0.3～0.5m3鋼釘30mm長(zhǎng)2kg4普通硅酸鹽水泥42.5100kg5環(huán)氧樹(shù)脂6101型50kg6乙二胺57二丁脂88河砂0。25～0。551九、病害處理技術(shù)要求1、施工前須對(duì)隧道內(nèi)的所有病害逐段進(jìn)行核實(shí)，核實(shí)后按設(shè)計(jì)及施工組織設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工.如發(fā)現(xiàn)與實(shí)際不符時(shí),應(yīng)及時(shí)提出以便變更設(shè)計(jì).2、施工前應(yīng)主動(dòng)與運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)結(jié)合，做好與電務(wù)、車(chē)站的配合，合理利用“天窗”時(shí)間。施工鑿槽、排水前必須進(jìn)行施工調(diào)查，對(duì)各種電力供電、通信、信號(hào)電纜做出必要的防護(hù),嚴(yán)禁挖斷電纜的事故發(fā)生。3、施工點(diǎn)兩端200m處派專人值班守護(hù)，施工中，嚴(yán)格執(zhí)行、遵守既有線行車(chē)施工安全管理各項(xiàng)規(guī)章制度。加強(qiáng)施工檢查，保證安全施工，確保既有線行車(chē)安全。4、封鎖施工必須充分做好施工前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，在施工前應(yīng)將施工方案、施工步驟、封鎖時(shí)間、人員分工、安全注意事項(xiàng)及質(zhì)量要求等，詳細(xì)地向作業(yè)人員交底清楚，保證安全正點(diǎn)，質(zhì)量良好的進(jìn)行施工。5、隧道內(nèi)施工限界應(yīng)按鐵路施工技術(shù)手冊(cè)的規(guī)定,頂部與供電設(shè)備帶電部分的距離，應(yīng)按技規(guī)第113條:“為保證人身安全，除專業(yè)人員規(guī)定作業(yè)外,任何人員所攜帶的物件與牽引供電設(shè)備的帶電部分需保持20006、對(duì)鑿槽的襯砌表面，必須用高壓水沖洗干凈。檢查并徹底清除松動(dòng)部分，槽內(nèi)及施工縫內(nèi)雜物必須清除并擴(kuò)鑿至完整面.7、施工所用的環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿、外加劑等應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)確定配合比，并在施工中嚴(yán)格按此過(guò)秤配料，保證施工質(zhì)量。并加強(qiáng)料具管理,建立健全料具保管、領(lǐng)發(fā)盤(pán)點(diǎn)等制度,應(yīng)特別注意加強(qiáng)對(duì)易變質(zhì)材料的保管工作。十、病害處理安全要求1、作業(yè)人員必須配備既有線內(nèi)作業(yè)的安全防護(hù)服，防護(hù)燈及其他防護(hù)設(shè)備,凡參加施工的人員必須身體健康，無(wú)聾啞、色盲，并經(jīng)考試合格,方準(zhǔn)上崗操作，確保其處于安全監(jiān)控范圍，控制其處于安全的工作狀態(tài)。2、病害整治施工開(kāi)始前,必須與運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)進(jìn)行安全協(xié)議的鑒定，明確雙方責(zé)任，掌握蘭新鐵路運(yùn)輸規(guī)律,并將有針對(duì)性的安全措施反映在施工策劃中和應(yīng)急預(yù)案中。施工過(guò)程必須設(shè)專人負(fù)責(zé)既有線施工期間的安全及防護(hù)工作。3、選派駐站聯(lián)絡(luò)員，負(fù)責(zé)施工地點(diǎn)與車(chē)站的密切聯(lián)系。在施工現(xiàn)場(chǎng)建立獨(dú)立的安全防護(hù)信息通訊系統(tǒng)；隧道內(nèi)施工通訊條件不良，防護(hù)人員應(yīng)配備可靠的通訊聯(lián)絡(luò)器材，信號(hào)燈、口稍等，并經(jīng)常保持聯(lián)系，確保聯(lián)絡(luò)暢通。隧道內(nèi)施工，人員及機(jī)具多且場(chǎng)地狹小,前期應(yīng)加強(qiáng)作業(yè)人員安全教育,突出現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)控制。4、病害整治施工必須在工務(wù)天窗時(shí)間進(jìn)行，如果施工人員或設(shè)備與接觸網(wǎng)之間的距離不滿足安全距離要求時(shí)，施工時(shí)間必須安排在電務(wù)開(kāi)天窗時(shí)間.5、行車(chē)期間，施工設(shè)備及材料必須安放在基本建筑限界以外，防止危及行車(chē)安全.6、施工必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)范、規(guī)定施工，嚴(yán)格執(zhí)行營(yíng)業(yè)線施工的各項(xiàng)規(guī)章制度,科學(xué)制定施工方案，施工作業(yè)流程計(jì)劃圖,安全關(guān)鍵卡控表，及時(shí)防范施工中的安全隱患，徹底消除因施工質(zhì)量不良給行車(chē)安全留下的隱患。7、嚴(yán)禁施工人員上、下班時(shí)在線路及軌道上行走、橫跨既有線或坐、臥軌道上休息。施工中各種施工用料和機(jī)具嚴(yán)禁侵入限界，每施工收工前，及時(shí)清理工地，清理和回收遺存的材料、工具、備品，并檢查鐵路線上無(wú)任何雜物，防止因鐵絲、鋼釬等導(dǎo)電物搭接兩根鋼軌而引起信號(hào)混亂。太中銀鐵路ZK-IV標(biāo)段呂梁山隧道項(xiàng)目出口段坍塌處理方案中鐵三局太中銀呂梁山隧道項(xiàng)目經(jīng)理部2007年12月10日呂梁山隧道出口塌方處理施工方案一、塌方概況:1、塌方段基本情況:2007年12月7日下午3:00，呂梁山隧道出口右線YDK130＋145～159段發(fā)生塌方。詳見(jiàn)“呂梁山出口12.7塌方示意圖”。本段施工的初期支護(hù)參數(shù)為：初期支護(hù)由噴混凝土、錨桿、格柵組成。拱墻、仰拱噴射混凝土;拱墻噴層厚25cm，仰拱噴層厚12cm，錨桿拱墻布置，環(huán)、縱向間距為1。0×0.8米，梅花形布置，錨桿長(zhǎng)3。5m，格柵拱墻布置，間距0.8m/榀，鋼筋網(wǎng)拱墻布置，采用Φ８鋼筋,網(wǎng)格間距20×20cm。2、塌方段地質(zhì)及水文情況:該段水文地質(zhì)情況:該段處于第四系孔隙潛水地段，第四系潛水地段主要賦存于溝谷或山坡、山梁上第四松散堆積物中，溝谷中有小股泉水涌出，并有居民生活用井。隧道洞身第四系孔隙潛水主要分布在DK138+880~DK139+200、右DK138+000~右DK139+230，對(duì)隧道施工將造成較大影響。第四系孔隙潛水水量受季節(jié)影響較大,雨季水量較大，干旱季節(jié)水量較小。二、塌方處理方案：1、處理原則：穩(wěn)固既有坍塌面，快速處理封閉。安全：處理過(guò)程中安全可靠,做到萬(wàn)無(wú)一失；快速：避免該洞段形成經(jīng)水浸泡的大破碎段，將來(lái)難以施工；保質(zhì)：保證質(zhì)量，不得留任何后患;2、總體方案：本次坍塌事故處理總體方案考慮先施工隧道內(nèi)坍塌體，防止塌方體的擴(kuò)大，對(duì)出口方向初支開(kāi)裂處采用加對(duì)口撐處理，將坍塌體兩側(cè)襯砌緊跟至坍塌體坡角,進(jìn)口方向二襯施工利用橫通道進(jìn)行，坍塌體采用Ф108大管棚進(jìn)行拱部超前加固，Ф42無(wú)縫鋼管超前注漿加固,I20型鋼鋼架，間距0.6m,縱向Ф22mm連接鋼筋，Ф8鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距20×20cm.處理過(guò)程中視坍塌體圍巖狀況考慮是否施工拱部臨時(shí)仰拱或第三臺(tái)階臨時(shí)橫撐。3、施工工序：4、施工步驟：詳見(jiàn)（呂梁山隧道出口段坍塌處理施工步驟圖一、二、三）各步驟工期安排：清理現(xiàn)場(chǎng)、塌方體表層噴錨支護(hù)：2007—12-7～2007-12—11（5d）右線襯砌跟進(jìn)(3環(huán)）：2007—12—10～2007—12—19（10d）右線塌方體附近初期支護(hù)加固：2007-12—12～2007—12—14（3d）管棚平臺(tái)搭設(shè)：2007—12-20~2007—12—21（2d）管棚施工：2007-12—22～2021—1—25（35d）左線橫通道開(kāi)挖：2007—12—10～2007-12—14(5d）YDK139+115~+105落底、塌方體表層噴錨支護(hù)：2007—12-15～2007-12-24（10d)YDK139+115～+105仰拱：2007—12—25~2007—12-30(6d）襯砌臺(tái)架加工：2007-12-12~2007—12-21（10d）YDK139+115~+109襯砌：2007-12-31～2021—1-4(5d）YDK139+166~+130塌方體開(kāi)挖：2021—1-26~2021-2—24(30d)YDK139+166～+130塌方體襯砌：2021-2—10~2021-3—10（30d）地表塌方體回填：2021-3—11~2021—3—30（10d）5、人員機(jī)械配備:1）作業(yè)人員配置開(kāi)挖：每班10人，拱部1個(gè)班,中下部臺(tái)階、仰拱1個(gè)班.兩班倒，共4個(gè)班；噴砼：每班10人，一個(gè)噴砼機(jī)5人，兩班倒，共2個(gè)班；防水、鋼筋班:每班15人，兩班倒，共2個(gè)班，30人；襯砌班：每班15人。2）機(jī)械設(shè)備配置1、PC200挖掘機(jī)一臺(tái)；2、裝載機(jī)一臺(tái)，個(gè)別時(shí)間用于棧橋的移動(dòng)；3、地質(zhì)鉆機(jī)6臺(tái),進(jìn)行大管棚作業(yè);4、自卸汽車(chē)3臺(tái)，用于出碴；5、濕噴機(jī)3臺(tái),其中一臺(tái)備用;6、噴砼運(yùn)輸車(chē)2臺(tái)；7、20m3空壓機(jī)2臺(tái)；8、整體式襯砌臺(tái)車(chē)一臺(tái)；9、拼裝式襯砌臺(tái)車(chē)一套；10、注漿泵一套；11、鑿巖機(jī)4臺(tái);三、坍塌體貫通：主要考慮由出口向進(jìn)口方向掘進(jìn),貫通面加固施工措施如下：1、拱部采用φ108超前大管棚進(jìn)行超前支護(hù)，管棚長(zhǎng)55米,環(huán)向間距30cm，拱部范圍施作，邊墻采用φ42超前小導(dǎo)管加固，小導(dǎo)管長(zhǎng)5米，縱向間距4米，環(huán)向間距30cm。2、施工過(guò)程中嚴(yán)格按設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行施工，鋼架間距80cm，連接筋與連接筋搭接，不得與上一榀鋼架進(jìn)行連接，搭接長(zhǎng)度不小于20cm,焊縫飽滿。3、考慮最終穿越坍塌體時(shí)鋼架下沉及收斂，拱架統(tǒng)一比設(shè)計(jì)放大50cm,以保證最終初支不侵入二襯凈空。4、拱部及二臺(tái)階采用整體槽鋼連接，槽鋼長(zhǎng)80cm，槽鋼與槽鋼間采用Φ22鋼筋連接牢固。且最終不拆除，以保證拱架的整體受力。為此要求鋼拱架間距嚴(yán)格按80cm架立。（如下圖）5、若在監(jiān)測(cè)下沉及收斂時(shí)發(fā)現(xiàn)有異常異常情況,及時(shí)在拱部臺(tái)階設(shè)置臨時(shí)仰拱或在三臺(tái)階加設(shè)臨時(shí)橫撐，以保證拱架的整體穩(wěn)定性。貫通過(guò)程中，有許多不可見(jiàn)的未知因素，施工過(guò)程中要加強(qiáng)通道內(nèi)的照明強(qiáng)度，注重對(duì)圍巖地質(zhì)的觀察，特別應(yīng)專人檢查施工過(guò)程中掌子面變化情況，遇見(jiàn)異常情況應(yīng)立即通知相關(guān)人員，加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)與地面量測(cè)，及時(shí)掌握圍巖變化情況，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，遇異常情況立即采取措施。洞內(nèi)應(yīng)急搶險(xiǎn)物資儲(chǔ)備到位，如圓木、方木、木板、木楔、鐵線、腳手架、鐵鍬、油鋸或手電鋸等等。6、貫通施工步驟超前支護(hù)→掌子面封閉→初支仰拱跟近→二襯仰拱跟近→襯砌施工至坍塌體坡角→拱部貫通→二臺(tái)階貫通→三臺(tái)階貫通→初支仰拱貫通→二襯仰拱貫通→二襯貫通四、施工工藝：1、大管棚施工工藝：1)鉆孔及安裝(1）利用腳手架搭設(shè)的工作平臺(tái)，進(jìn)行大管棚預(yù)支護(hù)施工。為保證大管棚位置、方向準(zhǔn)確，技術(shù)室對(duì)每一根管棚的方向及角度進(jìn)行控制。鉆進(jìn)后，鉆桿逐漸增長(zhǎng),因自重增加產(chǎn)生下垂，故施工時(shí)大管棚外插角比設(shè)計(jì)值提高一定數(shù)值。（2）鉆孔采用地質(zhì)鉆機(jī)，用異形接頭把鉆桿與鋼管連接起來(lái)，鋼管前端安裝鉆頭，不回收鉆頭，鋼管隨鉆進(jìn)隨接長(zhǎng)，直到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，大管棚端頭與鋼架焊接成整體，保證接口處的穩(wěn)定。（3)大管棚采用φ108mm、壁厚8mm的熱軋無(wú)縫鋼管加工而成,每節(jié)長(zhǎng)度L＝6m,管棚長(zhǎng)55m。（4）鉆孔測(cè)斜采用特制精密水平陀螺儀檢測(cè)偏斜,采取隨測(cè)隨調(diào)整。3)管棚內(nèi)外注漿管棚鋼筋籠安裝好后，配制水泥漿液，進(jìn)行注漿。管棚鋼管在安裝前預(yù)先鉆成梅花形篩孔,形式如下圖.管棚注漿從管棚底孔兩側(cè)向拱頂順序壓注。4)長(zhǎng)管棚施工有關(guān)注意事項(xiàng)：(1）孔口位置在開(kāi)挖輪廓外邊緣，外插角不大于3°，鉆孔最大下沉量控制在30～50cm以內(nèi).（2）管棚鋼管不侵入隧道開(kāi)挖線內(nèi)，相鄰的鋼管不相撞，也不相交。（3）鉆孔過(guò)程中在開(kāi)孔后2m處,孔深1/2處，終孔處三次進(jìn)行斜度量測(cè)。如誤差超限及時(shí)改進(jìn)鉆孔工藝進(jìn)行糾偏，至終孔仍超限時(shí)，則封孔重鉆。(4）鋼管與管箍絲扣擰緊上滿，使各管節(jié)連成一體，受力后保證不脫開(kāi).（5）管棚鋼管安裝后進(jìn)行注漿，注漿壓力為1.0～2.0MPa,并穩(wěn)定15min,若注漿量超限，未達(dá)規(guī)定壓力,仍繼續(xù)注漿,并調(diào)整漿液，直至符合注漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),終止注漿,確保管棚與圍巖固結(jié)緊密,增強(qiáng)其整體性。2、超前小導(dǎo)管施工工藝：1）小導(dǎo)管制作小導(dǎo)管采用φ42mm的熱軋無(wú)縫鋼管制成，沿桿體鉆孔，四周梅花型布置出漿孔，一端封閉并制成尖狀，以便順利插入已鉆好的導(dǎo)管孔內(nèi)，鉆孔采用鑿巖機(jī)施做，當(dāng)圍巖松軟時(shí)，用錘擊直接打入。2）鉆孔及小導(dǎo)管安設(shè)用電鉆開(kāi)孔，開(kāi)孔直徑為42~60mm，并用吹管將砂石吹出。用帶沖擊的風(fēng)鉆將小導(dǎo)管頂入孔中，也可直接用錘擊插入鋼管。用塑膠泥（水玻璃拌合MC型超細(xì)水泥或R42.5水泥即可）封堵導(dǎo)管周?chē)翱卓冢ぷ髅嫔系牧芽p也同時(shí)封堵.導(dǎo)管外露20cm，以便安裝注漿管路。3)注漿施工注漿采用注漿泵施做,注漿口最高壓力嚴(yán)格控制在0。8MPa以內(nèi)，以防壓裂工作面?？刂七M(jìn)漿速度，一般每根導(dǎo)管雙液總進(jìn)量控制在30L/min以內(nèi)。每根導(dǎo)管內(nèi)注漿量由計(jì)算確定，若壓力上升，流量減少，雖然注漿量未達(dá)到計(jì)算值，但孔口壓力已達(dá)到0。8MPa也應(yīng)結(jié)束注漿。注漿材料采用水泥漿，在施工中,根據(jù)地質(zhì)情況現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)調(diào)整參數(shù).3、型鋼架制安施工工藝 鋼拱架在洞外按單元構(gòu)件加工成型,洞內(nèi)安裝在初噴砼（5厘米厚）和掛網(wǎng)之后進(jìn)行，人工配合汽車(chē)吊或卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行，并與定位錨桿和系筋焊牢。當(dāng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)變形過(guò)大過(guò)快時(shí)，先架設(shè)鋼拱架，后掛網(wǎng)甚至后初噴。鋼拱架間設(shè)縱向連接筋,環(huán)向間距1米，并以設(shè)計(jì)厚度噴砼填平。鋼拱架架立時(shí)垂直于隧道中線,拱腳設(shè)架立鋼板或用鎖腳錨管固定在圍巖上，當(dāng)鋼拱架和圍巖之間間隙過(guò)大時(shí)設(shè)置墊塊，噴砼充填密實(shí).現(xiàn)場(chǎng)制作加工:鋼拱架按要求預(yù)先在洞外加工廠加工成型。放樣按1：1大樣控制尺寸并根據(jù)工藝要求預(yù)留焊接收縮量及切割的加工余量。型鋼鋼拱架采用冷彎法液壓彎拱機(jī)成型；鋼拱架采用胎模焊接。要求尺寸準(zhǔn)確，弧形圓順。鋼拱架成型后進(jìn)行試拼。鋼拱架架設(shè)工藝要求:鋼拱架平面垂直于隧道中線，在縱斷面上傾斜度不大于20。為保證鋼拱架位置安設(shè)準(zhǔn)確，隧道開(kāi)挖時(shí)在鋼拱架的各連接板處預(yù)留鋼拱架連接板凹槽。初噴混凝土?xí)r，在凹槽處打入砼墊塊，為架設(shè)鋼拱架留出連接板(或槽鋼）位置.鋼拱架與初噴層之間有較大間隙砼墊塊回填并楔緊。為增強(qiáng)鋼拱架的整體穩(wěn)定性,鋼拱架間設(shè)φ25的縱向連桿。為使鋼拱架準(zhǔn)確定位，架設(shè)前預(yù)先打設(shè)定位系筋.當(dāng)鋼拱架架設(shè)處有錨桿時(shí)盡量利用錨桿定位,與超前小導(dǎo)管尾部焊接在一起。鋼拱