麻溪坳隧道塌方冒頂處理

陳其輝

(銅仁地區交通運輸局，貴州 銅仁 554300)

隧道坍塌及初期支護變形是隧道施工中較為常見的一種事故，不僅會延誤工期、提高工程造價，甚至會造成人員傷亡。如果處治不當，還可能影響后續施工，遺留工程質量隱患等問題［1-5］。因此，分析隧道事故發生原因，采取有效措施進行處治是隧道設計和施工中面臨的重要課題。

針對麻溪坳隧道進洞時出現的坍塌冒頂事故，從不良地質、雨水侵蝕作用以及設計施工等方面分析事故發生原因。綜合分析坍塌的規模及現場揭露的地質情況，結合洞內施工條件及施工情況，提出封閉注漿處理方案。并在處理段增設監測斷面，通過監控量測判斷圍巖的穩定狀況及坍塌變形處理效果。

1 工程概況

麻溪坳隧道位于貴州省銅仁地區印江縣木黃鎮金星村與松桃縣烏羅鎮半坡臺村接壤處，設計為整體式隧道，呈東西向展布。洞室凈空9.80 m×8.10 m，起止樁號 K11+303.204—K11+560.000。斷鏈 K11+313.270—K10+970.006，隧道長600 m，屬中長隧道。

該隧道位于高中山深切谷地斜坡地貌區，隧道穿過高中山山脊中部。區內最高高程在K11+479.030處，1 380.91 m，最低高程在出洞口處，1 263.91 m，相對高差117.00 m，隧道設計高程1 262.35～1 251.57 m，高差94.911 m，隧道最大埋深約121.00 m。隧道走向與山脊走向約成90°正交。區內山坡除隧道中部K11+480－K11+650上部一帶較緩外，其余坡度較陡，一般為28°～50°，植被發育，水土保持較好。隧道區地處亞熱帶濕潤區，多年平均氣溫17.4℃，多年平均降雨量1 049.3 mm，平均無霜期295 d，最長無霜期315 d，干旱為主要災害性天氣，常有霜凍、冰雹、暴雨、大風等襲擊。本隧道為越嶺隧道，區內地表水系不發育，無常年性地表水體，僅見兩條季節性沖溝，其中一條與線路近于平行，一條與線路近于垂交，地表水主要為大氣降水形成的地表面流，水量受季節性影響變化較大，其自然排泄暢通。

2 隧道坍塌冒頂及其原因分析

2.1 隧道坍塌冒頂

麻溪坳隧道于5月15日開始出現坍塌，并于5月17日下午出現冒頂。塌方深度約為40.3 m(至拱頂)，最大直徑約為25.0 m。

2.2 隧道坍塌冒頂原因分析

1)地質原因

隧道出口位于山坡斜坡較陡地段，巖性為碎石土及弱風化砂質板巖及弱風化灰巖，巖石裂隙較發育，巖體較破碎，完整性較差，表層殘坡積碎石土層厚度較小，圍巖分級為Ⅴ級，成洞條件較差，圍巖易坍塌。

2)降雨原因

隧道進、出口位于山體斜坡位置，分布高程較高，地表水對隧道施工影響較大;且連續暴雨造成地表面流對洞口有沖刷破壞作用。另外雨水導致圍巖強度降低，土質軟化，自穩能力下降。

3)其它原因

前期地質勘察欠準確，導致設計支護參數偏弱;同時施工中存在欠挖，多次補炮增加了對巖石的多次擾動;另外二次襯砌未及時跟進，最終導致隧道進洞60 m左右發生坍塌冒頂事故。

3 隧道坍塌冒頂處理方案

針對麻溪坳隧道坍塌冒頂，現提出以下處理方案(如圖1所示):

1)冒頂周邊進行排水處理(排水溝、截水溝等)，具體為對塌坑用防水材料搭棚進行防護，防止雨水侵入;并在塌坑外5 m處迅速開挖截水溝，斷面為梯形，底寬0.4 m，深0.4 m，邊坡1∶1并進行夯實;對地表水進行堵截，完善地表臨時排水系統。

2)冒頂周邊未坍塌段進行加固處理，如施作地表砂漿錨桿等，防止二次坍塌;封堵堆積體，素噴20 cm厚C25混凝土，并用 φ42×4 mm，長3 m間距1.5 m小導管注漿封閉，形成止漿墻，以防塌方堆積體繼續擴大。

3)塌腔進行掛網噴漿封閉塌壁，并施作錨桿加固塌壁;塌腔底部施作1 m厚護拱，護拱上部鋪設一層緩沖層，最后回填處理。

4)加強初期支護及加厚二次襯砌，同時加密鋼筋。

圖1 處理方案示意

4 處理效果評價

為了掌握塌方區處理后圍巖的穩定性及反饋塌方處理效果，按照現場實際情況，在里程ZK4+071處增設了圍巖變形量測斷面，量測隧道拱頂下沉及周邊位移。

現場監控量測曲線見圖2。由圖2可以看出，處理初期圍巖變形量較大，但隨后很快趨于穩定。由此表明，坍塌處理達到了預期的目的。

圖2 現場監控量測曲線

5 結論

1)從不良地質、連續降雨、設計及施工等方面分析了麻溪坳隧道塌方原因，并提出了處理方案。

2)現場監控量測結果表明:注漿效果良好，能夠保證隧道安全掘進，坍塌處理達到了預期的目的。該方案施工安全可靠，在麻溪坳隧道塌方冒頂處理過程中，未發生再次坍塌。并且具有節約資金、施工速度快等優點。對類似工程事故處理有一定的借鑒作用。

［1］ 黃華，張永厚．超前加固支護技術在改建鐵路隧道洞門施工中的應用［J］．鐵道建筑，2010(4):48-50．

［2］ 李志勇，晏莉，陽軍生．淺埋偏壓連拱隧道中導洞塌方數值分析與處理［J］．巖土力學，2007，28(1):102-106．

［3］ 李曉紅．隧道新奧法及其監控量測［M］．北京:科學出版社，2002．

［4］ 關寶樹．隧道工程施工要點集［M］．北京:人民交通出版社，2003．

［5］ 李輝，李琪，劉慶豐．武廣鐵路客運專線隧道施工監測技術［J］．鐵道建筑，2010(1):142-145．