下平洞室塌方處理施工技術

摘要：The \"Summary\"：the Article discusses a hydroelectric power station under construction technology of tunnel collapse treatment，cave rock mainly v class-oriented，rock crushing，construction difficulties and complex geological conditions require special construction support to ensure safety.Aiming at the flat under complex surrounding rock and tunnel collapse treatment points step by step to prepare the construction，make the Organization even more specific detail，hoping to provide some reference to similar projects.

關鍵詞：洞室;塌方處理;施工技術

一、工程概況

下平洞室總長388m，目前已完成264.5m，剩余123.5m開挖施工。洞室開挖呈城門洞型。圍巖主要為O-S1角閃斜長板巖夾片巖，薄層狀夾中厚層狀，上覆基巖厚約50～160m。位于斷層F4上盤，片理裂隙均與洞線大角度相交，結構面發育，巖體較破碎，位于地下水位之下。

二、塌方描述及臨時措施

2012年9月16日上午09：50下平段開挖至K0+634.5時，作業工人正進行鋼拱架掛網、噴射混凝土施工，發現掌子面部位巖性發生變化，伴有掉塊發生，巖石呈現黑色膠泥狀，風化嚴重比較破碎，有軟化現象，沒有強度，為確保施工安全，及時采取噴射C25混凝土進行封閉，但掉塊嚴重，夾雜有滲水現象，封閉混凝土無效，工作面掉塊加劇，針對這一狀況現場管理人員當機立斷疏散現場作業人員，迅速離開施工現場，塌方高度約15m，長度約8 m。由于塌方一直持續不斷進行，呈片層碎屑體，要求施工暫停，待其穩定后再做處理。同時安排專職人員安全距離處進行監控，至9月19日塌方一直持續進行，隨著時間的延續塌方次數隨之減少，19日當天9：40發生一次、12：35發生一次。

針對洞內塌方發生，項目部即刻安排測量人員每隔2個小時檢測相鄰拱架是否有變形發生，并投影至地表處進行觀測，是否有沉降發生。經測量塌方洞頂埋深為80m，位置位于廠房后邊坡開口線以上約30m位置處。

三、塌方原因及處理方案

該洞段掌子面前方約35m，有F4斷層經過，該斷層厚度為20-60m，受斷層破碎帶影響，掌子面處巖石多為填充且已泥化、軟化，從而導致大塌方。另外掌子面由于有地下水的侵滑，使松散巖體間內摩擦力降低，也是造成該洞段塌方的一個重要原因。

根據塌方持續不斷這一實際情況，為可能減少對其擾動，要求禁止對現場塌滑石渣進行清除，觀察塌方情況，待其基巖面穩定。綜合以上塌方原因，初步擬定以下二種處理方案。

㈠ 方案一

鑒于塌方空腔基巖可能存在不穩定情況，處理過程中塌方堆渣禁止任何擾動，處理主要分三部分進行。

第一部分：首先采用手風鉆把小導管送入塌方松散渣體內，間距暫定為2m*2m，小導管長度為3m-6m，小導管灌漿花孔間距為10cm-15cm梅花型布置，外露渣體1m，然后對塌方體石渣表面進行臺階砂漿混凝土（摻入早強劑）澆筑封閉施工，臺階走向與堆渣體自然坡一致，每個臺階搭接為20cm，厚度為30cm-50cm，形成止漿板，同時為處理塌孔區安全處理提供保證。待砂漿達到一定強度后，對塌方松散渣體采用小導管固結灌漿的方法進行充填、加固。固結灌漿的目的，是充填松散體的孔隙，使松散渣體充分膠結，增加堆渣體的整體性，同時為拱頂以上處理提供一個穩固抵抗體，從而為隧洞再開挖創造條件。考慮到塌方渣體內空隙大，吃漿量大，灌漿分二序進行，一序孔用砂漿回填，這樣做可以有效防止串漿堵塞進漿通道，二序孔采用純水泥漿灌注。

第二部分：利用原塌方段最后一榀拱架作為支撐，采用超前小導管進行固結灌漿處理，同時可兼作支撐作用，超前小導管外傾10°—15°，間距為20cm，長度為3m-6m，每隔1m布設一排超前小導管，小導管的尾部與鋼拱架進行焊接固定，形成小導管管棚。施工時每循環開挖進尺、鋼拱架支護控制在30-50cm，下導連接筋采用φ25鋼筋，間距為30 cm;圓弧段采用10#槽鋼進行棚閉，間距為30cm。同時頂拱設計3m、6m長小導管間隔布置進行頂拱回填、固結灌漿加固處理，對塌方空腔區形成洞頂覆蓋層，其間排距分別為2m*2m，在頂拱灌漿處理前對最后一榀鋼拱架與掌子面的空隙部分進行噴射C25混凝土封閉處理，盡量減少漏漿，回填灌漿分層按照開挖支護每進尺1m，回填灌漿2m厚依次進行。小導管支護跟進過程中如成孔困難，經現場監理工程師同意可采用自進式中空注漿錨桿進行代替。

第三部分：塌方段過渡完成后再行開挖時采用中間預留核心土、兩側及頂拱采用風鎬開挖1.5m距離，以滿足鋼拱架施工空間需要，同時開挖前采用3m長小導管灌漿進行超前支護施工，如不能成孔可考慮采用自進式中空注漿錨桿代替，間距控制在20cm，前后循環支撐搭接至少大于1m長度，完成后采用鋼拱架強支護、錨桿、掛網、噴射混凝土加固處理。

㈡ 方案二

簽于該部位存在不同程度的掉塊塌方現象，且塌方渣體呈粉碎狀，說明該部位巖石受斷層影響為松散碎石擠壓帶，為了阻止塌方的繼續延伸，塌方體石渣禁止進行擾動，該方案處理主要分為三部分。

第一部分：經測量塌方段洞頂以上埋深80m，為了防止塌方空腔危及相鄰巖體，造成更大規模的塌方，首先在塌方段投影地表處，沿洞子橫斷面方向布置3個垂直孔，間排距為2m，呈三角形布置。孔徑為108mm，干鉆直穿空腔頂部，迅速以砂漿回填至空腔頂部，在塌方空腔內松散渣體與空腔臨孔面之間形成3個接觸支撐點，對于垂直孔灌漿，采用垂直干鉆法自上而下分段鉆孔灌漿，邊鉆邊灌，在洞頂12 m線以上灌漿主要為了加固圍巖，鉆孔受阻時，適時進行灌漿再鉆進。洞頂12m線以下分段長度為2 m，以保證洞頂12m線以內灌漿后的密實度。

第二部分：對塌方體石渣表面進行噴射C25混凝土15cm厚封閉處理，為處理塌孔區安全處理提供保證。而后對塌方松散渣體采用小導管固結灌漿的方法進行充填、加固。固結灌漿的目的，是充填松散體的孔隙，使松散渣體充分膠結，增加巖體的整體性，從而為隧洞再開挖創造條件。考慮到塌方渣體內空隙大，吃漿量大，灌漿分二序進行，一序孔用砂漿回填，二序孔采用純水泥漿灌注。

第三部分：塌落體在經過灌漿固結加固以后，沿原洞線重新開挖隧洞，采用超前支護、邊開挖、邊加強支護緊跟的方式，開挖前進行超前小導管管棚支護，內徑為φ42，間距為20cm，外傾角度為10°～15°。塌落體經充填固結灌漿以后，提高了圍巖自身穩定能力，開挖掌子面能保持直立，小導管管棚法施工過程中可以進行水平棚管鉆孔，并保持孔壁光滑，使得棚管能順利插人，開挖后立即對新暴露的圍巖和掌子面范圍噴5 cm厚素混凝土，完后采用鋼拱架進行強支護，每榀鋼拱架打設8根鎖腳錨桿，分別在拱腳、拱肩布置，然后采用掛網、噴射混凝土進行加固，使支護與注漿加固的坍方體形成整體支護結構。

塌方段處理完成后再行開挖時采用中間預留核心土、兩側及頂拱采用風鎬開挖1.5m徑向距離，采用鋼拱架強支護、錨桿、掛網、噴射混凝土加固處理，進尺控制在30-50cm。

四、方案選擇

根據目前塌方的持續情況及塌方渣體揭露狀況推斷，該部位巖石可能受斷層影響為松散碎屑擠壓帶。綜合以上二個方案比較優先采取方案一，并得到成功應用。方案一優點是：施工人員安全可以得到保證;施工處理工序可以得到有效控制。方案二優點是：施工作業人員、設備安全可以得到保證。其缺點是：地表灌漿施工便道受到制約;打孔深度較深，深達80m，質量難以控制。