淺談隧道初支下沉處理

周樹榮

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司(陸通監理公司))

1 下沉原因分析

2011年7月至9月間zk40+890—918段拱頂沉降迅速且累計位移量很大，初支混凝土已侵入二襯14～55cm，初支混凝土面環向裂縫較多，最大裂縫寬度達到40mm，初支出現大面積剝落現象，洞頂地表出現裂縫，裂縫寬度達到15cm。

根據地質勘查資料及洞內施工情況分析該段初支下沉原因如下:該段地層由泥巖、砂巖、以及煤層組成，層位不穩定，圍巖松散破碎，夾有松散煤層，伴有滲水，自穩性較差，洞頂左側存在塌方堆積體，對隧道產生偏壓影響，綜合以上原因導致該段初支下沉侵限。

2 侵限處理方案及技術措施

(1)對洞頂塌方體進行清理整平，減少偏壓影響，對已開挖邊仰坡采用L=12m錨桿框架梁防護，對左側邊坡塌方處先采用漿砌片石嵌補，防止再次坍塌。

(2)初支下沉段采用換拱處理，換拱前先對需拆換拱架段采用臨時拱架加固，用以加強原襯砌支護，防止注漿過程中原初期支護噴射混凝土崩裂或拱架出現大的變形，確保施工安全。

(3)對該段進行全環注漿加固，注漿管采用φ42×4鋼花管，花管前端加工成錐形，尾部留50cm不鉆孔，作為預留止漿段，L=4.5m。環向間距1.0m，縱向間距0.5m，漿液采用1∶1水泥漿，注漿壓力0.5～1.0MPa。為保證注漿效果，采用止漿閥門止漿待漿液初凝后再卸下閥門，用塊凝水泥砂漿封閉管頭。

(4)換拱應逐榀分段進行，采用I20工字鋼，間距0.5m，每榀分段長度控制在0.5m。為保證施工安全，拆換拱時應自上而下鑿出原初期支護并在原設計開挖輪廓線的基礎上將預留沉降量增加至28～40cm，初噴4cmC25混凝土，安裝新拱架施作鎖腳錨桿和縱向連接筋后復噴C25混凝土至設計厚度。新鋼架材料規格于原設計保持一致，鎖腳錨桿采用φ76×6鋼花管，L=6m，每端2根，縱向連接筋采用φ22HRB335連接，間距1m。置換后的工字鋼與環向注漿小導管焊接起來。施工時應注意保證拱架接頭連接質量及拱架安裝質量。

(5)鋼筋網在拱架安裝后施工，網片尺寸應按設計要求加工，應在初噴后安裝，鋼筋網應與拱架點焊在一起，使鋼筋網在噴混凝土施工時不晃動并能與拱架形成整體。噴射混凝土應按設計配合比制作，強度必須符合設計要求，施工時為控制回彈量應控制好風壓，噴射方向與巖面垂直，應自下而上分片進行。噴射混凝土不得出現脫落露筋等現象，且表面應平整圓順。

(6)應加強監控測量，特別是已經完成置換的初期支護，重點是拱頂沉降和周邊收斂兩項，對量測數據及時進行分析處理，對出現的問題及時處理。

(7)及時施工仰拱，在有工作面情況下且初期支護基本穩定后及時施工二襯，長度不宜超過3m。

3 安全措施

(1)所有進入隧道施工現場的人員，佩戴好安全防護用品。

(2)操作空間盡量不要放置雜物，做到有情況施工人員能夠無障礙迅速撤離施工現場。

(3)現場施工時，設專職安全人員在場監視圍巖變化，用哨聲通知作業人員撤離。

(4)施工期間，現場安全員和技術人員對各部支護定期檢查，當發現測量數據有突變或異變時，立即通知現場負責人，采取應急措施或通知施工人員撤離危險地段。

(5)加強圍巖開挖后監控量測，根據量測數據分析結果，反饋指導施工，保證開挖和換拱的安全和質量。施工中，指定專人對洞內圍巖及洞頂地表位移變化情況進行觀測，出現異常情況立即停工處理。

(6)在施工段設置高壓救生風管，現場標示逃生方向，施工過程

4 注意事項

(1)換拱處理工序繁瑣，各工序要求銜接緊密，施工中應按部就班，精心組織，統籌安排，不可為趕工期盲目施工

(2)拱架拱腳處虛渣應清除干凈，不能懸空，為防止因下臺階變形初期支護拱腳懸空距離過長而產生安全隱患，每次拆換不超過2榀

(3)換拱前的環向注漿加固是方案成敗的關鍵，施工時應嚴格按照規范要求施工，嚴格控制注漿量及枝江壓力，根據P-Q-T曲線圖及鉆芯取樣分析檢查注漿效果，入未達到要求應重新補注。

(4)施工中應嚴格控制鎖腳錨桿及縱向連接筋與拱架的連接焊接質量，盡可能增加焊點面積，確保焊接牢固。

(5)仰拱開挖后應及時對仰拱基底做物探，探明拱底下是否存在采空區，如存在采空區應按照設計要求進行加固處理。

(6)二襯施工前應按審計要求完成隧道防排水工作。對于滲水點應將水引出，并適當增加環向排水管的數量。防水板不得有破損，焊接必須牢固。

5 結束語

通過架子頭隧道侵限現場處理，認為根據現場地質水文及其它具體條件，采取對侵限段圍巖注漿加固，超前小導管和鋼拱架逐段加固阻斷處理方案是安全可行的，未出現坍塌事故，該處理方法可以用于類似工程中去。

在地質條件較復雜的隧洞施工，根據實際施工情況，做好預防措施，比如直接預報法、地質分析法、地質物探綜合分析法，避免初期支護變形侵限情況發生才是最好的選擇。