新嶺隧道冒頂塌方處理探析

摘要：隧道工程已經成為鐵路、公路和水利水電等大型項目中的重要工程。不良的工程地質和水文地質以及由此而引發的塌方是隧道施工過程中不可回避的問題。隧道塌方的種類繁多，有冒頂塌方、滑坡塌方、圍巖失穩塌方，空腔塌方等。杭金衢高速公路拓寬工程新嶺隧道在施工過程中遭遇了冒頂塌方，文章以新嶺隧道塌方為例，介紹隧道塌方處理方案

關鍵詞：新嶺隧道;塌方;處理方案;探析

一、工程簡介

新嶺隧道新建右洞樁號為AYK46+606～AYK48+065，長1459m，其中杭州端明洞段樁號為AYK46+606～AYK46+680，長74m。項目施工的新嶺隧道杭州端右洞進口段施工處存在小煤窯采空區。早在上世紀五六十年代當地群眾自發進行煤炭開采，在開采過程中無秩序可循，他們逐煤開采，有露天方式、巷道等方式，無規劃、無支護措施和管理措施。在新建隧道附近大多為巷道采煤，在上世紀八九十年代遭遇塌方，被迫停止采煤，在既有隧道修建前已遭廢棄，目前隧道進洞口鄰近范圍無新采煤行為。

二、冒頂情況

2014年8月11日，隧道開挖過程中YK46+730處遇到原采空區探洞，在穿過探洞時，由于洞內填充物自穩能力較差，造成塌方，塌方方量約250方，塌腔最高處距拱頂約10m，橫向寬度約6m，縱向長度約6m，塌落體主要由泥夾雜碎塊石組成，含水量大。8月15日中午，由于探洞塌方后未形成有效穩定拱，造成上覆土層進一步坍塌，沖垮反壓回填體，并形成直達地表的洞頂塌陷，造成地表塌陷，當時地表塌坑縱向長度約10m，橫向約7m，深6m，洞內塌方體以流塑狀土為主，約1200方。2014年8月15日下午指揮部、設計、監理、項目部、新建隧道監控單位五方代表一起對杭州端右洞塌方情況進行了現場踏勘。

洞頂塌腔"""""""""""""""""""""""""""""""洞內塌方體

三、原因分析

塌方發生后建設各方共同踏勘現場，分析有一下幾方原因：

1. 開挖過程中遇到原采空區探洞，探洞內填充物自穩能力較差，均為流塑狀泥土，不穩定，自重力較大，極易塌方;而且對該探洞僅作封閉處理，未進一步加固。
2. YK46+730樁號洞頂高度僅有20m左右，該處圍巖為松散積土，含水量較大，近期雨季頻繁，地表水下滲，土質比較松散，一定程度上影響了土體的穩定性。
3. 施工人員主觀上輕視，未嚴格按照設計要求進行施工，掌子面預留核心土較少，洞頂壓力較大，造成冒頂。
4. 該處地質結構復雜，施工前未做詳細的地質勘察。

四、處理方案

根據目前采空區現狀，從地表注漿、施工方法和基底處理三方面對施工圖方案進行動態調整。

4.1、洞頂處理

頂部塌穴周邊設置臨時截水溝并采用彩條布覆蓋，對地表塌穴采取泡沫砼加鋼筋網片回填封閉，塌腔壁采用噴射砼臨時封閉。

4.2、影響段處理

1、洞內利用透水性較好的宕渣進行反壓回填，回填至距拱頂2.5m標高，回填長度不小于15m，在YK46+723往里設置C20砼擋墻，墻寬2m，墻與掌子面空隙采用M10水泥砂漿充填。

2、AYK46+728～AYK46+713定為影響段（15m），采用臨時拱架進行加固，拱架采用22a工字鋼，間距75cm，臨時支撐工字鋼采用Φ22縱向鋼筋連接，環向間距75cm，工字鋼與初期支護層應緊貼;AYK46+728～AYK46+718段初支拱部120°范圍增加系統小導管（共13排），小導管采用φ42×4mm鋼管，長4.0m，縱橫間距0.75×1.0m，呈梅花形布置，施工時與原系統錨桿錯開布置。

3、為確保安全、及時通過塌方區，打設3排Ф76×9mm自進式超前大管棚，第1排位于AYK46+720.5，第2排位于AYK46+722.75，第3排位于AYK46+727.25，具體位置根據拱架位置適當調整。環向打設范圍為塌腔兩邊各延伸2m，管棚打設角度15°（施工時盡量縮小外插角度）。管棚長度：第1排長25m，環向間距40cm;第2排長25m，環向間距20cm;第3排長20m，環向間距20cm。

4.3、塌方段處理

1、AYK46+728～AYK46+738段定為塌方段（10m），塌方段采用S5JQA襯砌，并設置超前小導管，小導管采用Ф42×4mm熱軋無縫鋼管，長5.0m，環向間距40cm，縱向間距2.0m;塌方段初支拱部120°范圍系統錨桿采用系統小導管代替，小導管采用φ42×4mm鋼管，長6.0m，打設角度60°，環向間距80cm，縱向間距1.0m，與超前小導管錯開布置;二襯配筋加強。

2、塌方段施工工法采用預留核心土法施工，循環進尺長度不大于50cm，初期支護必須緊跟掌子面，及時施做仰拱封閉成環，全斷面初期支護完成后盡快施做二次襯砌。

4.4、過渡段處理

AYK46+738～AYK46+748段定為塌方過渡段（10m），支護參數按S5JQA襯砌。

五、其他

1、盡快施工AYK46+680至塌方影響段的仰拱及二襯，采用由外向內逐段推進的方式進行。

2、加強與監控單位的聯系，特別是在處理過程中及時掌握地質超前預報、地表觀測和洞內監控的相關情況。

六、安全措施

6.1對施工人員和技術人員進行重新交底培訓，提高參建人員的安全、質量意識。

6.2塌方地段設置隔離區，在對其未完成處理好之前嚴格控制非施工人員進入，防止事故發生。

6.3施工前要確保水的控制，“先排水、后施工”;而且對于地質不明段落施工錢要先探明地質情況，對地表沖溝、滑塌、洞穴等不良地質情況進行統計，并按照樁號登記在冊，及時處理。

6.4洞內設置逃生管道，確保施工人員生命財產安全。

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