【塌方處治】隧道洞內塌方實例分析及處理方案


內容組成:

1、原設計情況

2、施工情況

3、塌方原因分析

4、處理方案

案例一、XX隧道出口工區DK54+750~ DK54+930

1、原設計情況

XX隧道位于低山丘陵區,出口工區DK54+750~+985段埋深較淺,溝谷發育,地層破碎,全-強風化板巖。原設計該段為Ⅴ級圍巖,其中DK54+985~920、DK54+840~750段采用Ⅴa型復合式襯砌支護,全環格柵鋼架間距0.8米,超前小導管每環29根,每根長3.0米,DK54+920~840段采用Ⅴb型復合式襯砌支護,全環I18型鋼鋼架間距0.8米,超前小導管每環29根,每根長3.0米.

2、施工情況

2010年6月19日,上臺階開挖至DK54+930,掌子面揭示地質為全-強風化板巖,裂隙水從線路前進方向右側拱頂分散流出,圍巖經裂隙水沖刷穩定性差,易產生掉塊現象。2010年6月25日約5:30,上臺階開挖至DK54+922,開挖過程中線路前進方向右側拱頂開始掉塊,伴隨出現股狀地下水流出,水量明顯增大。股狀流水夾帶大量泥土沖出,已經施工初期支護拱部范圍覆蓋層沖刷后形成初支外露,施工單位及時對地下水采取引排處理,封閉掌子面并適當加固受影響范圍初支。

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3、塌方原因分析

粉質黏土與全風化板巖間所夾粗角礫土層賦存水中富,涌水量明顯增加對隧道工程影響增大,現場易形成初支壁后掏空和初支大變形。由于該段地表埋深較淺,穿越沖溝兩處覆蓋僅為4.5~5m,DK54+840~+920為設計斷層帶。

4、處理方案

(1)原則同意該范圍采取大管棚加小導管注漿預支護措施,并對原設計支護參數進行必要加強,局部范圍可考慮根據實際條件采取雙層小導管注漿預支護通過。由于涌水量較大可采取雙液漿拱部止水,邊墻范圍結合實際條件采取適當徑向注漿。

(2)請設計單位結合施工單位處理建議進行變更設計,施工單位配合提供所需技術資料。

(3)施工單位要加強變更里程范圍的施工安全管理,組織好各項工序銜接,確保施工工藝質量。

(4)施工單位及時完善工程變更設計相關手續。監理單位切實加強現場監理工作力度,督促施工單位嚴格按設計變更方案實施,并現場核實變更設計后的工程數量。

案例二、XX2號出口溜塌

1、原設計情況

   DK68+765-DK68+630為Ⅴ級圍巖,采用Ⅴ級圍巖復合式襯砌,鋼架為格柵鋼架,間距1.0m,鋼筋網為φ8 20×500px,拱部采用中空注漿錨桿,邊墻采用砂漿錨桿,間距為1.2m×1.0m(環×縱),長度3.0m。

2、施工情況

DK68+755處線路左側拱頂處初期支護破壞,大量破碎巖體及地表土坍落,堵塞整個洞口。溜坍形成的土坡松散堆積。坍落物主要為全風化板巖及粉質黏土,巖質松軟易碎呈塊狀,土質干燥松散。

DK68+755~DK68+748段地表塌陷,形成一直徑15m、深8m的坑洞。周邊及時布置警戒線,嚴禁人員靠近。

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地表坑洞

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洞內照片

3、塌方原因分析

(1)DK68+755~DK68+748段地表成V型溝谷地貌,沖溝發育,土體松散破碎,水土流失嚴重,無法形成有效地地表支撐。

(2)DK68+755~DK68+748段拱頂埋深僅15m,小于兩倍洞徑,處于淺埋段,極易出現土體失穩等事件。

4、處理方案

(1)在地表塌陷處周圍進行永久性截水溝施工,對塌陷處進行臨時封閉。

(2)溜坍坡面處理

對己形成坡面(溜坍造成的松散坡面)采用錨噴防護,噴射混凝土采用C25噴射砼,厚度200px,φ8鋼筋網,網格間距625px×625px。采用ф22砂漿錨桿加固,錨桿長3m,間距1m×1m呈梅花型布置。之后采用ф42,t=3.5mm鋼管對坡體進行注漿施工,間距1m×1m梅花形布置,每根長度3m。待注漿固結后進行開挖,形成工作平臺,保證安全施工。  

(3)溜坍段上部開挖及初期支護

超前支護采用雙層超前小導管,導管采用ф42,t=3.5mm熱軋鋼管,鋼管長3.5m;鋼管環向間距0.4m,每環設置58根,縱向一榀鋼架一環,施工外插角5°~10°。導管穿過鋼架并插入巖體,并注漿加固。

(4)溜坍段下部開挖及初期支護

開挖前采用ф22,L=3m砂漿錨桿進行徑向注漿加固,間距(環×縱)為1.0×1.0m,梅花形布置,布置范圍為DK68+757~DK68+747,共10m。

(5)溜坍段仰拱及二襯施做

仰拱緊跟下部開挖的施工進程,保證初期支護受力系統及早形成。及時進行監控量測,當圍巖變形速率小于0.2mm/d或趨于平穩時,優先對坍塌段進行二襯施工,襯砌類型為V級圍巖復合式襯砌,待二襯施工完畢,混凝土達到設計強度時,再進行地表回填和夯實,地表回填采用原地表土,分層進行填筑、夯實,并進行砼施工對土體表面進行封閉。


某隧道塌方相關影像資料

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隧道地表塌方情況

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隧道掌子面塌方情況

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隧道進口冒落開始位置

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隧道進口冒落體上部情況

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隧道進口加固后塌方掌子面

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隧道進口塌方處小導管注漿加固

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隧道進口塌方段通過后掌子面開挖


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