隧道塌方处治施工技术研究

供借鉴和参考。【关键词】 隧道 塌方 处治挖施工准备时突发冒顶事故，塌腔呈倒锥体，上口纵向

1概述某隧道工程“YKO + 780隧道”采用双连拱暗挖形

长度为17.m,横向宽度为15.76m,下口纵向长度为

6. 32m,横向宽度为5.86m,塌方量约2630m'。式，为双向六车道连拱隧道，全长167m。隧道全部为

2前期处治情况说明右洞侧壁导坑从YK0 + 840桩号开始，对塌方体进 行了反压回填，并在反压体表面挂网喷混凝土进行封

全风化〜中风化的花岗岩，岩体破碎，基岩面变化大，

无规律可循，隧道围岩为V级。2017年2月23日，“YK0 + 780隧道”右洞侧壁导 坑YK0+807. 6-YK0 + 825. 5桩号段在做下一循环开闭，确保塌方体和洞口边坡的稳定。反压设计详见图1。• 6・图1塌方体洞内反压回填纵断面图隧道塌方处治施工技术研究2017年3月13日至2018年4月5日对塌坑（塌坑 顶部桩号为YK0 + 825. 5- YK0 + 807. 6）进行了回填， 回填材料选用强度等级为C1.0的轻质泡沫混凝土，回 填方量2630m\\因地势和轻质泡沫混凝土的良好流动

性等，同时考虑后期坡面的复原，塌坑位置以台阶的形

况、开挖断面尺寸、地质情况、工程量及工期要求等因

素，隧道右洞塌方段YK0 + 790-YK0 + 840段总体施 工顺序为：先在塌坑周边1.0m外设置挡水围堰（码放

土袋），对现浇泡沫轻质混凝土与塌坑周边相接位置用

砂浆抹面封闭，同时对YK0 + 790-YK0 + 840段上部 山体排水系统进行修复，并对洞顶山体表面裂缝进行排

式向上逐层填筑，故现塌坑回填表面为台阶形。查，对裂缝进行灌浆、抹面封闭，最后进行YKO+79O-

3处治方案3.1施工总工序图隧道右洞塌方段桩号YK0 + 790-YK0 + 840施工

YK0+840段塌方处治施工。3. 2.1洞口长管棚施工长管棚里程：YK0 + 800-YK0 + 840；管棚长度

42m,采用0108 X 6mm热轧无缝钢管，中对中间距 40cm （加工长度为42m,导向墙长度为2m）。管棚施作

平台形成后，采用钢筋格栅作为导向架，在原管棚护拱

总工序见图2。上方打设M20膨胀螺栓，将钢筋格栅与膨胀螺栓焊接

连接，以固定导向架。设置3棉导向钢架，每棍导向钢 架间距lm。导向钢架对0127X5mm导向管进行固定， 导向管长度为2m,导向管仰角为1°〜2°。管棚钢管

（0108）前端呈尖锥状，钢花管上钻注浆孔，孔径10mm, 孔间距15cm,呈梅花形布置，钢管尾部（孔口段）2. 0m 不钻花孔，作为止浆墙。钢管之间通过/95钢管进行连 接。钢管内增加3根022钢筋制作的钢筋笼，加强管棚 刚度。管棚注浆采用水泥单液浆，水灰比为1 ： 1。3. 2.2 YK0 + 840-YK0 + 825 段径向注浆注浆管采用长5m的042X4mm热轧无缝钢花管按

环向1 .Om、径向0. 5m步距进行径向施工，钢花管注浆

采用水泥单液，水灰比1：1,注浆终压1.0~2.0MPao

3. 2.3主洞临时仰拱施作、主洞上台阶砂包反压砂包用的砂均装满至其最大容量80%左右，按照

上、下内外错缝、搭接1/3砂包宽度，分层砌筑，踩

实。每个砂包扎口均须绑紧，扎口一律背向内侧放置。3. 2.4侧导洞施工（按上下台阶法开挖）YK0+840〜YK0 + 825段采用“先封闭、短进尺、

多循环、初期支护及时封闭且紧跟掌子面”的方式进行 施工，施工工序（不含二衬）如下：掌子面注浆封闭、 开挖、初期支护（钢拱架、钢筋网、径向注浆、喷射混

凝土）、临时仰拱。YK0+825〜YK0 + 790段采取“短进尺、多循环”

的方式进行施工，施工工序（不含二衬）如下：施作超

图2桩号YK0+790〜YK0+840施工总工序图前支护、开挖、初期支护（钢拱架、钢筋网、径向注

3.2总体施工方案浆、喷射混凝土）、临时仰拱，根据步距对侧壁导坑下

台阶进行施工，侧壁导坑下台阶开挖至YK0 + 790并封 闭成环；初期支护及时施作、闭合成环且跟紧掌子面

“K0 + 780隧道”塌方前采用新奥法原理组织施工，

实施掘进、喷锚混凝土支护、衬砌等三条作业线。施工

（临时仰拱应在上台阶开挖后及时封闭）。因坍塌段为松散堆积体，为防止隧道开挖过程中继

中采用“先封闭、短进尺、多循环、初期支护及时封闭 且紧跟掌子面”的原则进行施工，加强了围岩的监控量

续垮塌影响山体稳定性及保证隧道施工的安全，隧道开

测，拱顶下沉、地表沉降、周边位移等数据均在可控范 围内。隧道发生塌方后，考虑现场塌方情况、应急处治情

挖前采用超前预注浆加固小土体并封闭掌子面。YK0+831-YK0 + 825段采用注浆进行掌子面封 闭，先施工0.5m厚挂网喷混凝土作为止浆墙，待止浆• 7 •地下工程墙达到强度后，进行钻孔注浆，注浆管长度为6m；后

在注浆前应对注浆仪表、压力表等进行检定。掌子面注 续注浆段预留2m已注段作为止浆墙，即4m—循环。

浆管立面布置见图3。掌子面孔间距为80cmX80cm,交错布置.其中1〜

+ 825〜YK0 + 790)、开挖、初期支护(钢拱架、径向

15孔外插角30°,方向水平向下；16-21孔外插角10°,

注浆、钢筋网、喷射混凝土)，根据设计步距对主洞下 偏移方向为侧壁导坑靠主洞一侧。台阶进行施工。隧道侧导洞封闭掌子面注浆加固时采用如下参数：施工时严格遵循了 “少扰动、强支护、早封闭、衬 (1) 注浆管为042无缝钢管，壁厚4mm,钢管孔 砌紧跟”的原则；从隧道出口往进口方向、按上下台阶

口段2m范围不设注浆孔，其余范围设置注浆孔，注浆 法及预留核心土法采用挖机和破碎锤进行开挖，人工进 孔孔径8mm,间距15cm,交错布置。行修角、修面，装载机、自卸车出渣。(2) 浆液参数：采用水泥单液浆，水灰比可采用 在YK0+790-YK0 + 840段施工时，一直严格控

1 : 0.5-1 : 1。注浆前应进行注浆试验，以确定合适的

制主洞上台阶开挖、初支为每循环进尺0.5m,主洞下 注浆参数，注浆参数以现场试验为准。台阶开挖控制每循环进尺不大于2m。主洞下台阶施工

(3) 注浆压力小于1.5MPa。注浆压力达到最高设 完成后紧跟着施做仰拱。调整步距至正常施工工序，按 计压力并保持lOmin以上时可以结束注浆。注浆过程中

原图纸继续施工。二次初砌应在开挖完成后依据监测结 发现串浆、漏浆等异常情况时，可采用降低注浆压力或 果及时施作。改变注浆凝胶时间等措施。3.2.6施工效果(4) 注浆顺序：先外圈后内圈、由下向上、跳孔间

按照上述方法进行本隧道塌方处治段施工过程中未 隔注浆。掌子面加固到足够的强度后进行开挖。出现二次事故，证明上述方法在本工程施工中是可

(5) 注浆效果：掌子面注浆封闭后，开挖支护时工

行的。作面基本无渗漏水且不易发生坍塌，封闭止水效果 较好。4监控量测在YK0 + 790-YK0 + 840段施工时一直严格控制

侧导洞上台阶开挖、初支每循环进尺为0.5m,侧壁导

坑下台阶开挖、初支每循环进尺不大于lm。4.1监控量测要求3. 2.5主洞施工(上下台阶法)隧道为连拱隧道，其衬砌按新奥法原理采用复合式

侧洞掌子面开挖至YK0 + 790并封闭成环后，进行 衬砌，初期支护采用喷锚支护，二次衬砌为模筑混凝土 主洞施工。先喷射C20混凝土进行主洞掌子面封闭，施

衬砌，衬砌采用曲墙式衬砌。施工中进行监控量测，并

工过程中短进尺、多循环，及时施工超前支护血(YKO

根据测量资料分析结果，及时调整支护参数和措施。• 8 •隧道塌方处治施工技术研究4.1.1量测项目当位移一时间曲线出现反弯点时，表明围岩和支护 已呈不稳定状态，此时密切监视围岩动态、及时分析原 因，提出对策和建议，并及时反馈给有关单位，采取有

（1） （2） （3） （4） （5）

洞内外观察。水平收敛量测。拱顶下沉量测。效措施加强支护，必要时暂停开挖。注浆导管抗拔力测试。4.2.3围岩稳定性综合判别根据量测结果，按下列指标能够进行围岩稳定性的

浅埋地段地表下沉量测。4. 1.2 断面布置

在开挖、初支完成后及时进行了测点布置，并在每

综合判别。（1）实测位移值不大于隧道的极限位移，并按表1

进行施工。本隧道施工时将隧道设计的预留变形量作为 极限位移，而根据监测结果不断修正设计变形量。次开挖后24h或下一循环开挖前测读初次数据，且根据

现场实际需要进行了选测项目的监测。周边位移、拱顶 下沉测点设置如下：在YK0 + 790-YK0+825每2m —

个断面，YK0 + 825〜YK0+840每5m—个断面，每个

表1管理等级位移管理等级表管理位移/mm断面为4对测点、4个监测点。地表下沉布设按间距

施工状态可正常施工6m,每个断面15个测点，钢架应力计布设在YKO + 825、YKO+815, YK0+805断面.每个断面设置5对

应力计。niniU< (Uo/3)(Uo/3) WUW (2U0/3)加强支护采取特殊措施U> (2U°/3)4. 1.3监控频率水平收敛（拱脚附近）速度大于0.2m/d,或拱顶 下沉速度大于0. lmm/d时，量测间隔时间为2次/d。注U为实测位移值；U。为设计极限位移值.水平收敛（拱脚附近）速度小于等于0. 2m/d,且 拱顶下沉速度小于等于0. lmm/d时，量测间隔时间为1 次/d。根据本隧道施工经验，隧道监控量测是贯穿隧道施

（2） 根据位移速率判断：速率大于5. lmm/d时， 围岩处于急剧变形状态，加强初期支护；速率在0.2〜 5. Omm/d时，加强观测，做好加固的准备；速率小于 0. 2mm/d时，围岩达到基本稳定。（3） 根据位移速率变化趋势判断：当围岩位移速率

不断下降时，围岩处于稳定状态；当围岩位移速率变化

工全过程的一个至关重要的环节，监控量测可达到下列

目的：保持不变时，围岩尚不稳定，加强支护；当围岩位移速 率变化上升时，围岩处于危险状态，必须立即停止掘 进，釆取应急措施。（1） 掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈，指导

施工作业。（2） 通过对围岩和支护的变形、应力量测，为修改

设计提供依据。（4） 本隧道施工符合相关规范给出的参考标准：初

期支护承受的应力、应变、压力实测值与允许值之比大 于或等于0.8时，围岩不稳定，须加强初期支护；初期 支护承受的应力、应变、压力实测值与允许值之比小于

（3） 加大提前发现隧道变形异常的可能性，提高隧

道施工的安全性。0.8时，围岩处于稳定状态。4.2量测实施、数据整理及判别4. 2.1量测实施隧道施工现场成立了专门量测小组，负责日常量

5结语本文主要分析了隧道塌方的处治方法和措施，通过 分析和论证的方式，详细阐述了隧道塌方的处治施工工

测、数据处理和仪器保养维修工作，并及时将量测信息 反馈给项目部和设计单位。量测小组负责完成埋设测点 并保证各预埋测点牢固可靠，不得任意撤换和破坏。法和施工手段，对类似隧道塌方的处理和防治具有一定

严格按量测方案认真组织现场实施，并与其他施工 环节紧密配合，不得中断工作。的参考意义和价值。参考文献每次量测后，及时进行数据整理和分析，并绘制量

测数据动态曲线和距离开挖面距离图；绘制地表下沉值 沿隧道纵向和横向变化量和变化速率曲线。4. 2.2量测数据整理、分析

当位移一时间曲线⑴趋于平缓时，进行数据处理或 回归分析，能推算可能出现的位移最大值和变化速度，

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理施工技术EJ1陕西水利，2015 （1）.[2] 钟立峰.京新高速公路韩集段金盆弯隧道施工组织

设计EJ1内蒙古公路与运输.2011 （3）.[3] 彭曙光.复杂环境下特浅埋暗挖地下隧道信息化施

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