科学论坛 Ｉ■ 隧道塌方原因分析和处理 于建华 （中铁二十ｊ局集团有限公司） ［摘 要］针对隧道施工过程中 开挖方法不当或施ｌｒ过程的不规范行为造成隧道塌方的问题，根据新奥法支护结构设计原则对隧道塌方原因进行了分析 并以某隧道塌方处理方案为例，对其处理方法作了详细的介绍，供大家参考。 ［关键词］新奥法软弱围岩塌方处理 中图分类号：ＴＵ９４＋３．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１０）０５一Ｏ０１７６ ０１ ｌ ｌＩ苛言 在地质不良的地段修筑隧道，常会遇到涧顶 岩Ｉ＝－＿塌、侧壁滑动等现象， 甚至会发生冒顶等严重事故，这些现象在施＿ｒ中称为塌方。塌方威胁人生安 全、使施工延误工期、围岩更不稳定。故在施工中应预防其发生，发生塌 方后需及时准确处理，减少塌方带来１１勺危害。 ２隧道塌方的分析 ２ １对新奥法理论理解不足 现阶段隧道的开挖都以新奥法理论为指导，特别在软弱围岩隧道实际施工 中，常存在未能按规定进行量测，或信息反馈不及时，导致跟踪设计不及时、 施工方案不当而造成塌方的现象，塌方的主要原因是隧道阑岩变形，造成支护 结构的破坏，发生围岩的坍塌。根据软弱 岩施１ 要求：短进尺、弱爆破、 强支护、勤量测、紧衬砌，充分理解新奥法支护结构设计原理。 （１）岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，在施工中必须充分保护岩体， 尽量减少对它的扰动，避免过度破坏岩体的强度。实际施工中往往因为超挖 严重而进行回填，甚至初期支护结构背后留有空洞，致使支护结构不能有效地 与围岩粘结紧密发挥作用，锚喷支护结构无法按设计计算要求发挥作用，存在 塌方隐患。 （２）为了充分发挥岩体的承载能力，应允许并控制岩体的变形。～方面允 许变形，使围岩中能形成承载环：另一方面又必须限制它，使岩体不致过度松弛 而丧失或大大降低承载能力。在施工中应采用能与围岩密贴、及时支护又 能随时加强的柔性支护结构， ２ ２采用的开挖方法和措旋不当 施工中经常存在施工方法与地质条件不相适应，地质条件发生变化，没有 及时改变施工方法：施工支护不及时：地层暴露过久，引起围岩松动：量测不及 时，围岩的变形信息无法正常反馈。 ２ ３施工工艺及操作不规范，工程质量不合格 施工过程中存在的工艺操作不符合施Ｉ：技术规范要求，施工管理不到位， 质量意识、安全意识不强也是造成塌方的另一个重要原因。实际旖工过程 中经常发现锚杆长度不足、锚杆未注浆或注浆不饱满引起早期强度不足、 喷混凝上强度厚度达不到设计要求、钢支撑未完全由喷射混凝土包围密实、 钢支撑与围岩之间存在空隙及钢支撑未置于稳定坚固的基础上等，上述做法直 接造成支护结构达不到设计要求或围岩未粘结紧密致使圊岩应力分散不均匀， 产生弯矩而导致支护结构的破坏＿ｍＪ造成塌方。 ３塌方的处理依据 根据施工经验，塌方的处理必须建立在对塌方正确认识的基础上，塌方处 理方案制定的一般处理原则是先巩固后方，防止塌方扩大，塌方发生后在一定 时间内就会趋于稳定，形成自然拱，经过观测和稳定分析，确定塌方稳定后，再 向塌方体逐步加固处理。 ４其隧道塌方及处理 ４ １工程简介 某隧道，位于青海省境内。隧道区大部分地区基岩裸露，局部缓坡地带有 冲积、坡积物覆盖，支沟有冲洪积物堆积。地层主要为第四系中更新统砂质 黄土、卵石土，震旦系下统石英岩。隧道全长２ ４ ６ ５ｍ。 ４ ２塌方过程 二Ｏ０七年六月二ｔ‘七日某隧道出口发生了塌方。凌晨五点 ‘分，在施 ［安装里程增大方向左侧中导拱架时，已施上拱架背后岩体发生漏流（拱部流 沙层０．５～１．５ｍ），量约装载机‘斗。现场负责人速撤出施工人员，五分钟后 左半侧旧榀拱架滑塌。（该段岩体为云母石英片岩、岩体破碎，含水丰富，掉 块严重。）破碎岩体夹软弱夹层不时掉Ｆ，约两个半小时后，右半侧四榀拱架连 同向大里程三榀突然塌下，拱部下塌约两米，随后掉块不停。约三十分钟后， 向人里程侧两榀拱架塌下。八点四卜Ｊ分右侧上中导拱架落底处出现裂缝，日＿ 有张人趋势。 ４ ３处理方案 根据新奥法理论，在分析坍塌趋于稳定后，即着手对塌方进行处理，步骤如 下 Ｊ）对塌方体及塌腔采用砂袋及涧渣进行ｌ旦『填，对无法回填的涧顶塌腔应预 留管道，采用泵送混凝土回填塌方空洞使其回填密实。２）在洞内塌方体表面 １７６ ｌ科技博览 喷一层２０ｃｍ厚的Ｃ２５早强混凝土并挂网将塌方体封闭，且根据具体情况在塌 方体上设置平孔排水，并将洞内水迅速排出洞外，以保持洞内塌方体稳定。３） 在塌方体表面打入 ５０ｍｌ小导管，梅花形布设，间距为１．Ｏｍ，导管长为６Ⅲ，注 Ｃ３０水泥浆以固结塌方体。４）为加强洞身稳定，对塌方体后方初期支护（无变 形且稳定）ｌＯｍ范围进行小导管注浆加固。５）为加固补强塌方影响段围岩，在 塌方影响段洞内施作双排５．Ｏｍ长， ５０ＸＳｍｍ小导管，其环向、纵向间距为 ５０ｃｍ和１ ＯＯｃｍ，扇形布置。待超前支护达到强度后，对塌方段进行开挖掘进， 钢支撑施作锁脚注浆小导管（每处施作两根３．５ｍ长 ５０ｘ５叫小导管），变形大 时增设临时仰拱（喷射２５ｃｍ厚Ｃ２５混凝土）以加强洞身的稳定。６）对塌方处 掘进，采取短进尺强支护形式（挖～榀钢支撑间距立即设置一榀钢支撑并喷射 混凝土至设计厚度），并加强对初期支护监控量测。７）初期支护采用 ５０× ５ｍｍ小导管和挂网喷Ｃ２５混凝土（３Ｏ ｃｍ厚）、２２ｂ工字钢支撑（间距５０ ｃｍ） ８）二次衬砌厚度按５５ｃｍ施作，混凝土标号采用Ｃ２５钢筋混凝土，钢筋直径采用 ２５∞，间距为２０ｃｍ。９）注浆顺序：注浆时先拱墙，后拱部，并采取隔孔注浆方 式。 ４．４实施及效果 在坍塌停止后，对坍塌体后方进行加固，防止了坍塌的进一步发展，后开始 逐榀的进行换拱。塌方体掘进时选择在白天进行，主要是防止出现意外时旌 工人员能较为及时地躲避，同时便于围岩的稳定量测。二次衬砌厚度加厚至 ５５ Ｃｍ施作，混凝土标号采用Ｃ２５钢筋混凝土，钢筋直径采用２５ｍｍ，间距为 ２０ｃｍ。塌方段处理后，在继续掘进时，采用２０ｂ工字钢支超前锚杆加强支护 ｌＯｍ。至此塌方完全处理完毕，整个处理过程再无发生坍塌现象，且无任何安 全事故发生。 结语 １）新奥法在隧道施工中已普遍使用，但在实际施工中对其原理的理解不够 充分。“设计一施工一量测一设计”动态设计是新奥法原理的根本所在。 ２）在软弱围岩地段掘进施工中，应严格遵循“短进尺、弱爆破、紧支护、 勤量测”的指导方针 ３）随着科技的发展，施工过程中特别是软弱围岩可采 用地质超前预报等科技手段对围岩情况进行探测、预报、分析，为动态设计 提供依据，以便更好地指导工程施工（建议委托有资质的单位组织进行），提高 隧道施工安全、质量，实现质量、安全、进度的统一
