1、扣拱法在大跨度浅埋千枚岩隧道洞口塌方处理中的应用摘要：通过对香溪隧道洞口塌方处理方案分析，探讨浅埋三车道大跨度强风化千枚岩公路隧道洞口塌方处理扣拱法施工方案的应用。 关键词：扣拱法；大跨度浅埋；千枚岩；洞口塌方； 中图分类号： U45 文献标识码：A 文章编号： 1 香溪隧道概况 11 工程概况 香溪隧道右线起止里程为 K117+480K117+705，全长 225 米，为三车道大跨度千枚岩隧道。香溪隧道地质情况复杂，围岩较差，主要为 V级强风化千枚岩，支护形式为 V 浅埋(加管棚)30 米、VX 浅埋加双层小导管 50 米、V 浅埋加双层小导管 80 米、V 浅埋 30 米管棚、隧道最大埋深
2、40m。明暗洞交界里程分别为 K117+495、K117+685。 隧道左线位于线路直线段，纵坡为-2.3%。隧道左右线进口间距22m，出口左右线间距 65m，隧道最大开挖断面 163m2。 隧道位于旅游风景区，地表多坟墓，并穿越香溪洞旅游专用公路,埋深 10m。 12 工程地质 隧址区属于微丘地貌，地势起伏较大，最大高差 41.5m，山体自然坡度 2555，岩层为志留系梅子垭组（S1m）千枚岩。隧道十堰端洞口岩层产状为 27245，天水端岩层产状为 3759，隧道发育一向斜向构造。隧址右侧有区域性大断裂-月河断裂经过，该断裂本段走向约285，倾向 15，倾角 5070，断裂破碎带宽约 558
3、0m。 围岩主要为强风化千枚岩，泥质结构，千枚状构造，局部呈微粒状或片状，片理面手感光滑，有丝绢光泽。受断裂带构造影响，节理裂隙发育，裂隙为方解石脉、泥质填充，岩质软，岩石组织结构大部分已破坏，岩体极破碎，围岩自稳能力差，无支护时拱部易坍塌，侧壁易失稳。千枚岩遇水后软化为粉末状，泥化呈淤泥状。 隧道两端洞口段岩层倾向与地表相反，对隧道排水不利；洞身段位于向斜的轴部渗入的雨水沿层面汇集，对隧道排水不利，强降雨状态下洞室内呈淋雨状或点滴状出水。 13 水文地质条件 隧址区地下水主要为基岩中的风化裂隙水，千枚岩岩体节理裂隙发育，深部节理多呈闭合状，连通性较差，多填充泥质，赋水条件差；浅部强风化岩风化
4、裂隙发育，岩体破碎，含少量裂隙水。 2 隧道的开挖方式及支护型式 香溪隧道为强风化千枚岩大三车道大断面隧道，主要为 V 级围岩浅埋，隧道施工坚持“先预报、管超前、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的新奥法原则，采用侧壁导坑法从隧道进口方向施工，仰拱施做及时以保证尽早成环，构成稳固的初期支护体系。 隧道以 1086mm 大管棚方式进洞，管棚长 30m，环距 30cm；V 级围岩浅埋段采用双层 505mm 小导管超前支护，L=4m，环距 30cm；系统锚杆采用 D25 中空砂浆锚杆，L=4m，环距 1m,纵距 60cm；钢支撑为I20b 工字钢，纵向间距 60cm，C25 喷射混凝土厚度 2
5、8cm，二次衬砌采用C25 模筑钢筋混凝土。 3 塌方原因分析 香溪洞旅游路因连日暴雨，边坡坍塌，堵塞公路边沟，致使大量雨水由隧道顶部灌入，导致香溪隧道出口端已经施工的段落拱顶下沉严重，洞内最大沉降达 70cm，造成初期支护大面积侵限，洞顶多处坟墓出现裂缝，倾斜，现场立刻采取洞内临时支护措施。为保证施工安全，在隧道洞口采取挖井、施做渗水盲沟措施以达到降低水位的目的，并在洞顶 30m范围内进行地表导管注浆加固。按照施工方案要求在注浆过程中，左右洞内拱架出现响声，10 分钟后 K117+685K117+671 段突然坍塌，致使顶部有 2 处坟墓一同塌陷，且山体有地表滑动的趋势。为保证香溪洞旅游公路
6、、洞顶仰坡、附近坟墓安全，防止塌陷进一步扩大，因事态紧急，项目部立即对塌陷部分进行了回填处理。此次地表塌陷导致两座坟墓被埋，附近部分坟墓墓碑倾覆、墓体开裂。 暗洞掌子面桩号 K117+671，二衬施工桩号 K117+675。 分析塌方原因如下： 1）该处位于断裂破碎带内，隧道埋深较浅，超前支护注浆没有达到预期效果，未能固结顶部松散体，隧道开挖造成松散体扰动导致塌方； 2）施工期间雨雪天气较多，围岩经秋雨季后，千枚岩保水丰富，围岩裂隙填充泥质含水量增加，围岩扰动后极易形成坍塌，暴雨自洞顶灌入导致塌方。 4 扣拱法处理方案 由于塌方段形成仰坡临近风景区旅游公路，线路右侧坟墓比较集中且围岩破碎，仰坡
7、及侧面对塌方段形成压力较大，已施工初期支护出现大量裂缝，为保证侧向及仰坡顶旅游公路安全，不易采用大量挖方方案，须对侧向及仰坡顶进行加固处理，方可二次进洞施工，因此采用“扣拱法”施工方案： 1、在滑坡体开挖形成仰坡，边开挖边防护，仰坡采用 50*5 注浆小导管间距 1m 梅花形布置，导管长度 4.5m，挂网喷 10cm 厚 C25 混凝土,确保施工时仰坡稳定和安全。 2、仰坡开挖防护完成后，在塌方段落清除小量塌方土体，边开挖边做临时防护，4m 长22 锚杆间距 1m 梅花形挂网喷锚支护，保证临时边坡稳定。 3、开挖至套拱设计标高时，沿套拱基础切线方向间距 30cm 左右侧各布置两排 10m 长1
8、08 无缝钢管（起支撑和抗滑作用） ，管内预留25 钢筋，钢管纵向采用 I20b 工字钢连接，线路纵向处理范围14m。 4、利用塌方体土体做土牛，以纵向108 无缝钢管为基础，切除多余钢管，将管内预置钢筋弯回，做钢筋混凝土结构套拱，形成“扣拱” ，钢筋按 VX 型二衬配筋设置，套拱施工过程中在仰坡部位预留管棚工作室。 5、套拱施做完成后，洞内按双侧壁开挖，系统锚杆采用50*5 注浆小导管，长度、间距按 VX 型支护参数。 6、二衬施工至管棚工作室位置时，从工作室施做 30m 管棚，具体参数按洞口管棚施工，管棚段支护参数按 VX 支护进行。 5 结束语 香溪隧道洞口塌方处理，最终取得了成功，该方
9、法的成功实施为三车道大跨度强风化千枚岩隧道施工及塌方处理积累了宝贵的经验。同时，根据此次塌方处理，对大跨度强风化千枚岩隧道进洞和塌方处理也提出一些想法和建议： 1）扣拱法处理洞口塌方，具有速度快，处理效果好，减少对边仰坡的开挖量，有利于避免对围岩的产生大的扰动； 2）浅埋强风化千枚岩隧道塌方存在一定季节性规律，雨季和雨季后因围岩含水量变化导致围岩变化，易引发塌方，进洞施工应尽量避开雨季。 参考文献： 1、公路隧道施工技术规范（JTG F 60-2009）人民交通出版社，2009 2、 隧道工程施工要点集关宝树 编著人民交通出版社，2003 3、郑西客运专线大断面黄土隧道施工方法研究-现代隧道技术2007 年 06 期
