1、软岩隧道塌方处置措施分析摘要：根据对已有软岩隧道塌方的原因、形态、类型及处置措施等的统计分析， 说明围岩工程地质条件判别的准确性以及隧道施工过程中相关各方不能够有效 协作是造成软岩隧道塌方的主要原因。软岩隧道塌方形式主要有 V型塌方、塌穿 型塌方及拱形塌方三类，各塌方类型均有其惯用的处置措施。本文根据统计分析 提出了预防软岩隧道塌方提出相应措施。 关键词：塌方；处置措施；软岩隧道；预防措施 中图分类号： U45 文献标识码： A 1 前言 本文根据对已有工程中塌方的统计，分析影响软岩隧道塌方的各因素与塌方形式之间的关系，以及相应的塌方处置措施。 2 隧道塌方原因统计分析 表 1 塌方隧道统计表
2、 本文收集了 20 座隧道塌方实例，根据引起隧道塌方的主要原因进行统计，可以得出以下初步结论。 在隧道塌方的统计过程中发现，产生隧道塌方的主要因素是由地质条件差、地下水和不规范的施工造成的，这三者引起隧道塌方的比例占到了 80%。地质条件差是隧道围岩塌方的主要原因，在所统计的数据中，V 级围岩隧道占到 80%，级围岩隧道占 20%。围岩类型主要为粉砂岩、石英片岩、节理化岩体、强风化花岗岩以及片岩。其次是由于地下水的存在，使本来性质差的围岩进一步恶化，为塌方发生制造了良好的条件。最后在粗心的施工操作下最终诱发了塌方的发生。 3 隧道塌方类型 根据 20 个软岩隧道工程实例统计，隧道塌方形态大体上
3、呈现拱形塌方、V 形塌方及塌穿塌方三种类型。其中，V 形塌方占整个软岩隧道塌方的 15%左右，塌穿塌方(塌方延伸至地表)占整个隧道塌方的 40%左右；拱形塌方占整个软岩隧道塌方的 45%左右。 4 隧道塌方处置措施 在本次统计的隧道塌方中，其处置措施大体上有以下五种：管棚法、小导管注浆法、三台阶开挖法、填实法和空洞法。从表 1 中可以看出，小导管注浆法和管棚法是最常用的两种塌方处置措施。各处置措施在不同形态塌方中的应用具有以下特点：对于 V 型塌方，其主要处置措施是采取小导管注浆的形式，几乎占到了此类塌方处理手段的一半；对于塌穿型塌方主要采用管棚法、小导管注浆法和三台阶开挖法三种；对于拱形塌方
4、主要采取的是空洞法，其它处理手段在此类塌方处理上没有明显的规律性。 统计显示，V 形塌方其平均塌方高度为 5m，塌穿型塌方其平均塌方高度为 40 米，拱形塌方其平均塌方高度为 13m。 根据表 1 的数据分析，就塌方处置措施可以得出以下启示： （1）对于 V 形塌方，如果塌方高度小于 4m，可以采取填实法与管棚法相结合的方法处理塌方体，对于塌方高度大于 4m 的可以采取小导管注浆结合空洞法； （2）对于塌穿型塌方，根据实际情况，往往需要管棚法、小导管注浆法和三台阶开挖法三种处理手段相结合进行处理； （3）对于拱形塌方，如果塌方体高度小于 4m，可以采取小导管注浆结合填实法；对于塌方高度大于 4
5、m 者，需要根据实际情况确定处理措施。5 处置措施总结 根据对隧道塌方实例的统计分析，软岩隧道塌方形式一般表现为 V型塌方、塌穿型塌方及拱形塌方。常用的处置措施有管棚法、小导管注浆法、填实法、空洞法及三台阶开挖法等。实践表明，对于 V 型塌方，如果塌方高度较大，且是由节理围岩构成，采用空洞法的处置措施是一种合理的选择，它不仅可以保证塌方隧道的稳定性，加快施工进度，而且也可以降低成本。如朔黄铁路的东风隧道发生的一起典型的 V 型塌方1，采用空洞法处置措施。此次塌方处理历时 53 天，不仅施工工艺简单，加快了施工进度，而且取得了良好的效果，预测塌方处置后拱顶下沉 15mm，实测下沉 13mm。 对
6、于塌穿型塌方，往往由于隧道围岩地质条件较差，地下水丰富，且有节理，断层带的叠加。这类隧道塌方的处置措施一般可根据塌方高度来选择管棚法和小导管注浆法。如果塌方高度大于 30m 一般应选择管棚法，反之，选择小导管注浆法。如贵都高速的木垴山隧道就是一个典型的塌穿塌方，塌穿高度为 25m 左右，选择了小导管注浆法的处置措施。此次塌方处理历时 2 个月，在塌体为碎石状的情况下，注浆效果十分良好，注浆的渗透半径较大，收到了很好的效果。 对于拱形塌方，从统计的结果来看，有地质条件差的原因，也有施工不规范造成的原因。现有统计资料并没有明显的规律性可循，所以此类隧道塌方的处置措施一般根据塌方体的情况来具体选择。
7、如位于成渝高速公路上的络云山隧道就是一个典型的拱形塌方事例。该隧道围岩为V 级，地质构造复杂，地下水丰富、叠加断层带等。在塌方处理的过程中使用了小导管注浆法，此次塌方处理历时 5 个月，保证了工程质量和施工安全，但是投入的费用和耗时相对较大。 6 预防软岩隧道塌方措施 根据前述对软岩隧道塌方的统计，可以总结出预防软岩隧道塌方的一些措施，其具体预防措施为： （1）做好超前地质预报工作。尤其是施工开挖接近设计探明的富水、富泥及断层破碎带时，要认真及时地分析和观察开挖工作面的岩性变化，当遇有探孔突水、涌泥、渗水增大和整体性变差等现象，应及时改变施工方案。 （2）加强围岩的量测工作。通过对量测数据分析
8、处理，按照时间-位移曲线规律，及时调整和加强初期支护。 （3）严格控制爆破装药量，尽量减小对软弱破碎围岩的扰动。 （4）保证施工质量，超前预注浆固结止水，钢架制作、支护质量必须符合设计及验收标准要求。 （5）严格控制开挖工序，尤其是一次开挖进尺，杜绝各种违章施工。（6）施工期间，洞口应常备一定数量的塌方抢险材料，如方木、型钢钢架等，以备急用。 （7）有下述现象发生时，应先撤出工作面上的施工人员和机械设备，指定专人观察和进行加固处理。 围岩量测所反映的围岩变形速度急剧加快； 围岩面不断掉块剥落； 初期支护喷混凝土表面龟裂、裂缝或脱皮掉块，钢架严重变形。 参考文献： 1 张金柱.雷公山隧道局部塌方浅析J.铁道建设，1997.7. 2 蒋月海.白花山右线隧道大塌方事故处理J.公路交通技术，2004. 3 冯卫星，况勇，陈建军.隧道塌方案例分析M.重庆:西南交通大学出版社，2002.
