1、综合分析隧道坍方原因制定有效加固措施,确保施工安全摘要：隧道施工由于地质条件复杂多变，隧道坍塌事件时有发生，严重影响到施工安全、质量及工期，现以某隧道出现坍塌的事件为背景，认真分析塌方的原因，提出安全可靠的塌方处理措施，并及时精心组织施工处理，确保施工安全。 关键词：铁路隧道 坍塌 分析 方案制定 施工 安全 中图分类号： U45 文献标识码：A 文章编号： 一、工程概况 某隧道为铁路单线隧道，里程为 DK89+276DK90+511 处，隧道全长1235m，无轨运输方式。隧道经过中低山地貌，植被较发育，上覆经粘土厚 02 m，粉质黏土厚 03 m，下伏基岩为三叠系上统组的沙岩、泥岩。二、隧道
2、坍塌情况 隧道施工至掌子面 DK89+385 处时，上午监测发现 DK89+360+370段初期支护出现变形。为确保施工安全，现场临时制定了在该段增设注浆锚杆，钢架加密并设置锁脚锚杆的加固方案，组织施工力量进行变形段加固。然而下午 17：10 隧道拱顶下沉加剧，洞内收敛加速，晚上19：10 左右出现塌方，次日上午坍方停止，趋于稳定。塌方体约为 300 m3，垮塌断面长约 9 m，宽约 6 m，高约 5 m，初步判定塌方段里程为DK89+363+372。经现场勘察隧道塌方处地表未出现下沉及明显裂隙。 三、塌方原因分析 1、地表水的影响 以往的经验表明，隧道塌方的产生与地表水的作用是密不可分的，时
3、值 8 月，正是当地的多雨季节，已连续下雨多日，加上塌方段隧道埋深仅为 15.117.3m，隧道处于两座山体连接的低洼处，两侧山体地表水汇聚后由此排出，故地表水下渗严重，由于水的软化、冲蚀、溶解作用，增加土体重量，破坏了土体的整体稳定性，使土体胶结性降低，从而引起土体变形破坏和失稳塌方。 2、地质因素 该段岩质较软、裂隙发育、岩体破碎，围岩稳定性较差，埋深浅，土体难以形成自然平衡拱，地下水的渗入，使得围岩中包含地下水和裂隙水压力增大，增加了围岩的自重荷载，围岩以泥岩为主，泥岩经雨水浸泡迅速软化，失去自稳能力，更是促进了破碎围岩发生坍方的可能性。3、施工原因 在很多情况下，坍方均由地质因素引起，
4、由地质因素引起的坍方，又可归结于不同的原因，首先是地质条件评价的正确性，由于地质勘测手段的制约，本隧道设计资料对地质条件的评价与实际出入较大，开挖后，又没有对现场作业面岩体进行正确的工程地质鉴定评估，致使施工措施不到位，施工时并没根据实际围岩情况，调整初期支护参数，采取有针对性的加强防护措施，导致初期支护抗力不足，围岩失稳塌方。 此外初期支护施工质量有欠缺，初期支护结构未能与围岩紧密粘结，锚杆砂浆注浆不饱满，钢支撑未完全置于稳定坚固的基础上，钢支撑间距超标，部分地段喷射砼厚度不够等。二衬不及时跟进，致使在围岩收敛达到一定的程度后，仍不能进行二次衬砌施工，也是导致隧道塌方的原因之一。 四、塌方加
5、固措施处理 对于隧道塌方应采取及时迅速处理的原则，制定针对性的有效处理方案，抓住时机，备足人力物力，按制定施工方案施工。经参建单位讨论分析，并综合考虑安全性、造价、工期及施工难度等因素，采取以下处理措施： 1、地表处理 对可能影响隧道塌方体的地表水进行处理，将地表坑洼不平之处填补平整，对松软土进行夯实，并做好防排水；对地表喷射混凝土进行封闭，在坡顶施作截水沟，防止地表水下渗；同时进行隧道塌方地段上方的地表注浆加固：注浆加固里程为 DK89+332+389 段，注浆宽度为 14 m，注浆采用 42?钢花管，间距 1.2 m，按梅花型布置，压注水泥浆，注浆压力采用 0.81MPa，终压持续时间不小
6、于 5 分钟，浆液压入围岩裂隙，凝结后将围岩胶结成整体，形成壳体保护，降低透水性，避免塌方体进一步扩大。地表注浆加固布置如图 1 所示。 图 1 地表注浆加固布置 2、洞内临时处理 待该塌腔稳定后，在洞内塌方体前回填土，形成反压平台，防止塌方体扩展，同时对塌方体表面喷射混凝土进行封闭，然后利用反压平台在洞内对塌方体注浆，加固塌方松散体，浆液采用 1：1 水泥浆，注浆压力 0.81.0MPa。 3、塌方小里程段加固处理 在 DK89+353+363 段采用小导管进行注浆加固，注浆范围为两侧拱脚以上，导管长 4.0 m，环向间距 0.8，纵向间距 1.2 m，外插角1520，梅花型布置，小导管端部
7、与工字钢拱架焊接成整体，注单浆，注浆压力 0.51.0MPa。从而使塌方周边的松散破碎岩体胶结成稳固的整体，以控制塌方延伸、扩展，注浆提高了围岩的整体承载能力，与初期支护共同形成牢固的支撑体，并加密型钢架加强支护，为下一步处理提供施工安全保障。 4、坍方处理措施 、地层注浆加固完成，检查确认围岩胶结稳定情况，及无再塌方的风险后，局部清除塌方体，形成进入空腔的通道，在空腔内临时搭设满堂钢管脚手架，顶部铺设钢丝网，以防止落石。继而对空腔壁进行喷锚网防护，注浆锚杆长度为 5 m，间距为 1 m，梅花型布置。 、完成坍腔体锚喷并经检查后，在 DK89+357+377 段最大跨以上设置 108mm 大管
8、棚配合型钢架组成预支护系统以加固地层，管棚环向间距 30?，外插角 13。在 DK89+355+357 段设置管棚施作平台，该段原有型钢架进行局部调整，以保障加宽加高段围岩稳定，确保管棚施作安全，如图 2 所示。 图 2 塌方处理立面图 、待管棚施作完成后采用上台阶、中台阶、下台阶法进行逐层清除坍方体。塌方处拱架采用 I20 的工字钢，间距为 0.5 m，随开挖随架立钢拱并及时封闭。钢拱架间采用环向间距 1.0m 的 22?纵向钢筋连接，并设置 42 小导管（L=5m）施做锁脚锚杆以固定钢架，铺设 2020?钢筋网，喷射混凝土与拱架平齐。 、在支护施工时在坍塌位置的拱部预留注浆管及排气管，待支
9、护封闭稳定后，对坍塌的空腔泵送砼填充，填充厚度为拱顶以上 50.0?，作为护拱。填充砼达到 70%强度后进行吹砂注浆处理，形成缓冲层，以减缓再次坍塌时坍塌物的冲击，从而保障二衬支护的稳定。 5、塌方处前后影响段的加固措施 、将受塌方影响的前后各 10 m 长范围内变形超限的钢拱架凿除换拱，喷射混凝土，拱架的间距调整为 0.5 m，并施做锁脚锚杆固定钢架。 、清除完塌方体后，对塌方大里程方向 DK89+372+385 段采用小导管进行注浆加固处理，其参数与 DK89+353+363 段加固处理相同。 、加强二次衬砌 根据隧道坍塌原因分析及当地水文情况，二次衬砌采取相应的抗水压加强型衬砌结构。 五
10、、施工注意事项 、严格按照有关规范进行施工，确保施工安全和质量。 、施工过程要加强监控量测，随时掌握围岩及支护变形情况，以便及时发现问题和处理，防止再次出现坍塌事故，确保施工安全。 、钢架拱脚处进行夯实处理，设置锁脚锚杆，提高抗围岩变形的能力。 、对于侵限段、坍塌段要引起高度重视，严格按照施工规范和交底的要求进行施工，确保施工质量，保障施工安全并对洞内外该段进行严密的监控量测及观察，设置专人值班，发现问题及时将人员安全撤离。、施工中要及时封闭仰拱，二衬紧跟，确保施工安全。 六、结束语 本隧道通过监控量测：该坍方处理段无下沉、位移。充分说明隧道在出现塌方时首先对受塌方影响或可能影响段落进行加固，同时对塌方体进行有效防护抢险处理。然后在详细勘察并了解现场情况的基础上认真分析导致坍方原因及研究确定处理塌方对策，并尽快组织实施是隧道坍方能否安全施工的有效保障。 参 考 文 献 1关宝树、赵勇?软弱围岩隧道施工技术M?北京：人民交通出版社，2008。 2周爱国?隧道工程现场施工技术M?北京：人民交通出版社，2004。
