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1隧道進口正洞某處塌方處理

1.1工程地質及支護情況

D2K111+084～+140段地質及支護情況：該段設計為Ⅲ級圍巖，巖性為褐紅色安山玄武巖，支護類型為B段（大跨段）Ⅲ級復合式襯砌。初期支護參數(shù)為拱墻10cm厚C25噴射混凝土，拱部25cm×25cmф6鋼筋網(wǎng)，拱部環(huán)×縱間距1.2m×1.5m長3m的錨桿，加強支護為縱向間距1.5m的拱部鋼帶。開挖至D2K111+090時，揭示圍巖變差，節(jié)理裂隙發(fā)育，杏仁狀結構，塊狀構造，杏仁多為石英、方解石，巖體較破碎，拱部右側有股狀地下水流出，流速約1L/s，圍巖膠結及穩(wěn)定性較差。四方查看后決定圍巖變更為IV級圍巖，采用B段IV級復合式襯砌，設置拱墻格柵鋼架及拱部超前小導管加強支護，鋼架間距0.8m/榀。現(xiàn)場實際施工采用的鋼架為I14鋼架。

1.2塌方情況

2010年6月23日晚20點D2K111+107～+110段準備安裝拱架時，右側拱部出現(xiàn)掉塊，現(xiàn)場技術人員立即通知現(xiàn)場施工人員撤離，20點55分左右，右側拱部慢慢開始坍塌并連帶掌子面右側坍塌。人員撤離后在準備將開挖臺車用鏟車拖出時，晚上21點23分拱部右側瞬間發(fā)生垮塌，將開挖臺車掩埋，直至晚上22點時所有人員撤離時，左側拱部仍然有巨石滾出，塌方總量約60m3~70m3。6月24日早10點時，右側拱部已經(jīng)基本穩(wěn)定，現(xiàn)場查看，塌方石方量約80m3，其中最大粒徑石塊直徑達1m～1.5m。10點以后有零碎孤石滾出，下午17點40分左右，右側再次出現(xiàn)的大的坍塌，砸壞四榀拱架，此事塌方量增加至約100m3。6月25日8點30分，再次出現(xiàn)大的塌方，砸壞3榀拱架，之后有零星石頭塌出。截止6月26日上午11點，塌方基本穩(wěn)定，塌方已導致7榀拱架被砸壞，塌方量約400m3～500m3。

2原因分析

地質原因該段圍巖為安山玄武巖，位于地質蝕變帶，巖體擠壓破碎，“X”型剪切節(jié)理發(fā)育，穿透性好，巖體被切割呈獨立塊狀，無聯(lián)接性，自穩(wěn)性差，層間多有泥狀物充填，巖石之間無粘結力，巖石在自重和層間泥水的潤滑作用下形成塌方。施工原因開挖進尺過大，現(xiàn)場實際開挖進尺達3m，且未施工超前小導管，由于該段位于大跨段，就給塌方造成了塌方空間；臺階過長，施工時上臺階長度為45m。塌方穩(wěn)定后對塌方堆積體進行反壓，并修整形成臺階，為下一步施工創(chuàng)造工作面。采用噴射混凝土封閉塌方堆積體。D2K111+093-+103段未破壞的初支鋼架采用小導管進行加固，小導管環(huán)向間距1.2m/根，長度4m，和鋼架相連。對D2K111+093-+103段初支采用I20型鋼鋼架臨時支撐進行加固處理，防止塌方進一步向已初支段發(fā)展。每兩榀初支鋼架設置一榀豎向支撐，臨時支撐。對D2K111+093-+103段初支采用長4m的Ф42錨管進行徑向注漿加固，錨管間距1.2m×1.2m，梅花型布置；漿液采用水泥砂漿，注漿終壓控制在4MPa～5MPa。注漿過程中加強監(jiān)控量測和觀察裂縫發(fā)展及臨時支撐變形情況，如有異常，立即停止注漿，穩(wěn)定后再進行注漿。鉆孔驗證注漿效果，效果達到要求后進行下一步管棚施工，不滿足要求時進行補強注漿施工。注漿加固效果滿足要求后，逐榀拆除臨時支撐。施工D2K111+103-+133段長30m的Ф89注漿大管棚，管棚環(huán)向間距0.4m。管棚注漿完成后，對堆積體進行開挖施工，開挖采取臺階預留核心土法施工，對原損壞的鋼拱架進行逐榀拆換，安全通過塌方段。

3經(jīng)驗總結

本次塌方自塌方發(fā)生到處理結束共耗時70d（塌方后更換施工隊伍），可見塌方的損失是非常大的。碰到這種“X”型剪切節(jié)理發(fā)育、穿透性好、巖體被切割呈獨立塊狀、無聯(lián)接性的圍巖時，從監(jiān)控量測的結果看很難反映出變形情況，其發(fā)生塌方往往是瞬間的，一塊圍巖的滑塌馬上可以引起連鎖反應，形成塌方。而這種圍巖看起來又給人非常好的感覺，這正是塌方往往發(fā)生在III級圍巖段落的原因。因此碰到這種圍巖時，開挖進尺控制在0.8m~1.0m，同時設置6m~8m的超前長錨桿，將獨立的塊狀巖體串聯(lián)起來形成“糖葫蘆效應”，增強圍巖的整體穩(wěn)定性。對于這種圍巖，當已開挖段設計只采用錨噴支護，無鋼架加強支護時，在施工過程可采用2～3根并排焊接形成的Ф22鋼筋束進行加強支護，使其在發(fā)生塌方前的變形在初支面能夠反應出來，以便在塌方發(fā)生前及時采取加強支護措施。

作者：劉厚美單位：新疆建設兵團