隧道破碎围岩坍塌处理技术.doc

1、1隧道破碎围岩坍塌处理技术摘要： 隧道软弱、破碎及突变性围岩开挖时应加强探测、支护与监测，但在施工过程中，局部坍塌情况偶有发生。本文针对隧道不良地质坍塌处理技术进行阐述。 关键词： 隧道；破碎围岩；坍塌；处理技术 中图分类号： U445 文献标识码： A 文章编号： 1、施工概况 隧道掌子面围岩整体性良好，质地坚硬，局部裂隙较发育，变形微小，无基岩裂隙水，设计围岩级别为 III 级。初期支护距离开挖面0.5m，掘进深度 2m，爆破排烟后，观察发现掌子面中线偏左有一处长约3m、宽约 1.5m 的断层、破碎带。10 分钟后，该部位一整块约 7 m的岩石坠落，坍塌断面呈“倒三角形” ，高约 2m，塌

2、腔壁面平整、光滑、潮湿无渗水。 此次围岩坍塌属地质构造突变造成，不可预见性极强，施工中无法有效探测、预控。 2、处理方案 塌方段施工处理本着“安全第一，稳打稳扎，步步推进”的原则展开。主要采取“喷锚封闭、钢架支护、回填混凝土”的处理措施。 坍塌段处理流程为：初喷塌腔清理场地回填作业平台复喷封闭局部扩挖立架网锚支护塌腔回填混凝土注浆加固。 22.1 初喷塌腔 坍塌段基岩已经稳定、无掉块现象且支护体无变形，组织人员在已支护范围内安置喷锚机，接长喷锚管，将喷头伸入塌腔内，对塌腔初喷封闭。由于作业人员禁止进入塌腔下方，因此初喷时，应加大供风压力，保证喷锚机功率最大化。 2.2 清理场地 塌腔初喷完成

3、68h，对散落的岩石进行清理，利用挖掘机长臂整理塌腔下方大石块。作业时，应做到“轻、快、避” 。挖机抓斗轻起轻落，严禁破坏已经稳定的岩体，避免对围岩产生扰动，引发次生灾害；作业速度要快，尽量缩短工作时间；机械、人员作业应避开塌腔下方，预防发生意外事故。 2.3 回填作业平台 现场清理完毕，采用渣石分层回填作业平台。平台顶回填长度为塌腔纵向长度并向已初支方向延伸 2m，平台顶回填宽度为隧道左侧壁至塌体横向端并向右侧延伸 2m，无论纵、横方向回填体，应自回填顶面向开挖面底部放坡，坡度 30为宜，便于人员上、下。回填高度分两次到位，第一次回填至支护拱顶 0.5m 左右，复喷塌腔；第二次回填至拱顶高度

4、。回填过程中，塌腔下方利用挖机抓斗回填，人员禁止入内。 2.4 复喷封闭 作业平台回填至支护拱顶 0.5m 左右时，在平台斜坡放置喷锚机，作业人员接长喷锚管，将喷头伸入塌腔，二次喷射混凝土封闭基岩面。喷3射混凝土时，风压应满足喷锚机额定风压要求，以增大喷射力量，达到封闭效果。喷射顺序为已初支段向开挖面、由高至底缓慢进行。 为保证喷射混凝土完全覆盖塌腔壁面，喷射作业完成 10min 后，在作业平台上设强光照明灯，用竹竿将摄像头伸入塌腔内观察喷锚效果。如有漏喷现象，补喷处理。 2.5 局部扩挖 复喷封闭结束后，按照支护钢架间距，在岩壁上红油漆作好标记，采用风镐将突出岩石凿出，局部开槽，保证支护体净

5、空满足设计要求。 2.6 立架网喷支护 每次按 1.2 倍钢架间距清除平台渣石，准备安装钢架。塌方地段支护钢架采用 I18I20a 预制型钢钢架。钢架安装在已开好的槽内，逐榀推进，间距 0.5m，第一榀钢架距离已支护的最后一榀钢架间距 0.3m。钢架之间采用 22mm 连接钢筋焊接处理，呈“八”字形布置，环向间距1m。 钢架与基岩接触部位打设长 4.5m22mm 砂浆锚杆，环向间距 1m，左右交错布置，锚杆尾部与钢架焊接牢固。 钢筋网片设在钢架背面并与钢架焊接牢固，钢架与基岩面接触范围网片布置在两榀钢架中部，焊接固定。网片网格尺寸 3cm3cm。 钢架、锚杆及网片安装就位后，立即喷射 C25

6、混凝土，喷射混凝土表面应与已支护面顺接，平整度等满足隧道喷射混凝土相关要求。 2.7 塌腔回填混凝土 在塌腔范围安装 3 根 100mm 泵送管，管端距塌腔顶分别为40.1m、0.5m、1m，中间管设置位置最高；同时在塌腔中部安装两根50mm 硬质管作为观察孔，两管间距 0.5m 以上，管顶端距离基岩面 2cm为宜。 采用混凝土地泵压入 C25 细石混凝土，拌合物粗骨料粒径不得大于4cm。塌落度为 2224cm。第一层回填厚度 0.5m，第二层起，每层0.50.7m。灌注顺序由下坡向上坡，左右对称进行。混凝土浇注过程中，必须加强支撑结构的监测，现场分析、计算，科学指导施工。发现异常情况及时停止

7、作业，研究处理。 混凝土灌注完成后，注入清水清洗观察管，作为注浆用。 2.8 注浆加固 为防止混凝土灌注不密实及收缩引起支护体与基岩面不密贴，在混凝土终凝后且强度达到设计强度的 85%，从观察孔注入 1：1 水泥浆填充空隙。注浆初压 0.51Mpa，终压 12Mpa。采取补注措施保证填充密实度，第一次注浆达到终压以后，停止 30min 左右进行补注作业，稳压23min，封堵注浆孔。 注浆完成 24h，进行正常掘进循环。 3、安全、质量控制 3.1 安全控制 安全控制包括过程安全管理，围岩、支护体、衬砌结构变形监控两个方面。施工中制定专项安全规程并严格执行，在围岩稳定后开始处理，严禁作业人员进入

8、塌体下方。 变形监控分观察法和仪器量测两个方面，二者并重，在施工中必须5细化、落实到位。施工过程中，安排专值安全人员进行洞内安全监控。每天至少对未衬砌段围岩、初期支护体系、二次衬砌面、塌方处理段的钢管架等支撑结构进行四次观察。 坍塌段及原支护 10m 范围内每 3m 设一个变形观测断面，每个断面拱部、拱腰各设一个观测点。混凝土浇筑时每小时观测一次，浇筑完成后每天观测两次，进行数据对比、分析。经过 30 观测无变化可停止观测。 3.2 质量控制 塌方体处理阶段，严禁下台阶爆破震动围岩；塌腔复喷混凝土厚度应尽可能加厚，至少达到 8cm 以上，采取多次补喷方法保证厚度；钢架接头必须严格按要求连接牢固

9、；锚杆孔内锚固剂灌注深度为孔深的 2/3，为增强支护结构承受能力，锚杆与钢架焊接牢固。 4、设备及人员配置 4.1 设备及仪器配置 隧道坍塌体处理主要设备配置见表 2。 表 2 隧道坍塌体处理主要设备表 4.2 人员配置 隧道坍塌体处理人员配置见表 1。 表 1 隧道坍塌体处理人员配置表 65、结语 隧道坍塌主要预防措施有两个方面，一是进行超前地质预测、预报；二是提高围岩级别，强化支护措施。部分隧道工程地质条件复杂、突变，防不胜防，施工难度大。塌方现象只能有效预防，并不能完全杜绝。 本文列举的不良地段隧道坍塌事例处理方案，主要从施工安全和处理后实体质量加以考虑。通过实施、探索，作业过程中无安全事故和地质此生灾害；处理效果达到了预期目标。