囵豳圈圜 施工技术与应用 公路隧道拱顶塌方快速处理技术 摘要：公路隧道如何处理局部塌方，安全、经济、快速的穿过塌方段，方可确保工程建设的顺利进行，本文结合工程实例，就相关 技术作了介绍。 关键词：隧道塌方快速处理 １概况 莆永高速岭庵山隧道长３００４．５ｍ，为分离式特长公路隧道。位于福建省泉 州境，采用双向四车道高速公路标准，设计行车速度８０ｋｍ／ｈ。洞身地层主要为 强、微风化凝灰熔岩。 隧道采用全断面钻爆开挖，进尺３ｒＩｌ，循环。２０１２年３月３日２３：２５时，左洞出 口掌子面爆破后（进洞４５ｍ），发现拱顶位置有比较严重的掉块现象，五十分钟 后掌子面及拱部发生塌方，拱顶塌方纵向长度为４ｍ，宽约８ｍ，高约７ｍ，塌腔体 积约为２２４￣ｉ＂，幸无人员伤亡及机械损失。对塌体周边及地表设置沉降观测点， 经连续３天、每次间隔１－４小时的观测数据分析，塌体地表沉降和周边变形稳定。 ２塌方的原因分析 塌方地段处于洞口浅埋地段，埋深１９ｍ，拱顶位于土体与围岩的交界面 上，由于爆破扰动，导致松散土体失稳产生塌方。隧道洞口段围岩自稳性较 差，钻爆循环进尺参数偏大，不能及时封闭开挖面也是造成塌方的原因。 ３塌方处理 ３．１塌方加固处理方案 爆破后发现拱顶部位有掉块现象，立即使用洞渣对掌子面开挖段进行反 回填至拱顶脱空部位，尽可能将塌腔使用洞渣填满，掌子面采用挖掘机修整、 压实，设置成１：０．７５坡面，后使用２０ｅｍ厚、Ｃ２５喷射混凝土封闭塌体段外露面。 掌子面封闭完成后，对塌方体段拱顶部位松散土体进行如下处理：在掌 子面前方钻设４．０—６．Ｏｍ长中５Ｏ小导管，沿洞周、向圆心成环均匀布置６０个注浆 孔，环向间距１．Ｏｍ，径向间距１．５ｍ；在塌腔的后方已完成初支面上沿环向钻设 ３Ｏ个孔，用０５０／ｂ导管（５ｍ长，壁厚为３．５ｍｍ）；再在塌腔外边缘拱顶及拱腰打 人３根８ｍ长、内径７５ｒａｍ探测管。 ３ＹＪ６日开始注浆，采用水灰比１：Ｏ．５的水泥浆液，注浆分次进行，注浆压力 ０．５ １．ＯＭｐａ。注浆顺序为：先自下而上、左右对称注掌子面正前方塌体；之后 施做由初支面向塌体内斜向超前注浆，并完成塌体与初支过渡面注浆固结； 最后利用拱顶、拱腰预留注浆效果探测管对拱部塌体进一步注浆加固，在塌 腔顶部形成一层水泥净浆层。３月８日注浆结束，共计用ＰＯ．４２．５水泥５０ｔ。 隧道左右洞掌子面错开距离为３２ｍ，为确保在处理塌体的过程中塌体不 再受到扰动，停止了右洞的爆破开挖工作。 ３．２穿越塌体施工方案 ２０１２年３月１０日确定了塌方段注浆效果后，采用三台阶预留核心土法开挖 塌方段。先开挖支护拱部，之后分段完成右边墙钢拱架接腿及支护，再分段完 护，最后去除上、中、下台阶核心土，示意图见下图。 （１）上部弧形导坑（图中①所示位置）开挖 ‘４６２‘ 上台阶高３．０～３．５ｍ，采用超前小导管注浆后，人工环挖上部弧形导坑，局 部松动爆破配合，开挖循环进尺０．５ｍ，（按照钢架间距确定，原设计为间距 ０．７ｍ的格栅钢架，塌方段设置７＂２０２１２字钢拱架，间距为０．５ｍ）。开挖后及时架 设钢架，进行喷、锚、网系统支护，在钢架接头处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角 ４５￣打入５ｍ长锁脚钢管，拱脚钢管和钢架牢固焊接，复喷砼至设计厚度。 ①部第一循环开挖支护结束后，随即进行第二循环开挖支护，直至拱部 穿越塌方体，为防止拱部拱架安装后出现“落拱”，在每榀拱架沿洞轴线附近 支立原木支撑。 （２）右侧导洞（图中②、③所示位置）开挖： 右侧中台阶开挖（图中②所示位置）：开挖进尺０．５ｍ，开挖高度２￣３ｍ，及 时接长钢架，进行喷、锚、网系统支护，在钢架拱脚以上３０ｅｍ高度处，紧贴钢架 两侧边沿按下倾角４５ｏ打设锁脚钢管，锁脚钢管和钢架牢固焊接，复喷砼至设 计厚度。 右侧下台阶开挖（图中③所示位置）：开挖进尺０．５ｍ，开挖高度一般为２— ３ｍ，及时接长钢架，进行喷、锚、网系统支护，在钢架拱脚以上３０ｃｍ高度处，紧 贴钢架两侧边沿按下倾角４５ｏ打设锁脚钢管，锁脚钢管和钢架牢固焊接，复喷 砼至设计厚度。 ②部每施工一循环，③部之后紧跟施工一循环，如此组织直至右侧开挖 支护穿越塌体。 ｆ３）左侧导洞（图中④、⑤所示位置）开挖： 在右侧导洞开挖支护结束后再组织实施。仍按左中台阶开挖支护一个循 环然后左下台阶开挖支护一个循环组织施工，如此组织直至左侧开挖支护穿 越塌体。施工工艺参数同右侧。 ｆ４１核心土去除（图中⑥、⑦、⑧所示位置）： 塌方区域拱墙部位支护形成整体封闭结构后，即可去除预留的核心土， 去除分拱部和中下台阶两部分，经监控量测数据和拱部支护检查，确认结构 安全后方可分次拆除拱部竖向支撑，人工配合挖机挖处核心土。 ４塌方处理效果 处理本段塌方现场组织流畅，每个作业班组均采用两班制，２４小时连续 作业，３月５ Ｅｔ完成塌方体外露面加固，３月８日完成注浆加固，３月１０日开始穿 越塌体，２０１２年３月１３日通过该段塌方体，前后耗时共计１１天。 通过对塌方体段的监控量测数据发现，开挖支护完成后塌方体段围岩稳 定，可继续进行下道工序施工，从而为后续施工争取了大量宝贵的时间，确保 了隧道的顺利贯通，该隧道作为莆永高速全线第一座贯通的特长隧道，得到 了各方的认同。 ５结论与建议 对于拱部有限范围内的塌方，塌腔填充材料使用洞渣具有快速、经济、简 单等特征，处理塌方体能利用现场既有机械设备和材料，操作方便，处理及 时，防止塌方继续扩大，施工时间短，施工成本较低。 采用注浆固结技术，将开挖轮廓内外侧一定范围塌体注浆固结形成拱壳， 实际施工中因浆液受自重和渗透扩散作用，相当部分浆液注入开挖面内，对开 挖造成一定影响，而注浆效果又是成功处理塌方的关键。因此，选择合适的注 浆参数和注浆方式，既能形成拱壳，又减少施工浪费，是本塌方处理的重点。 本段塌方总体规模较小，穿越塌体段时采用的施工方法侧重于方便施工 组织，初支由逐环封闭调整为分片、分段支护，使用效果良好，表明对类似塌 方处理，对危险源采取了针对性保护措施后，施工方法是可以灵活调节的。 利用本文介绍方法处理塌方，塌腔顶部将不可避免出现空洞，浅埋地层中 的塌腔可能因地质、水环境等因素诱导，影响对应地段隧道运营安全。建议开 挖、支护通过塌体后，打入８—１２ｍ￣．自进式中空注浆锚杆，注浆填塞空腔。
