石郎山隧道进口左洞局部坍塌施工处理

[摘要]：文章介绍石郎山隧道采用支护喷砼处理隧道坍塌实例，对坍方原因进行了详细的分析，以确定处理方案，探讨了软岩隧道预防坍塌措施，对同类隧道的施工提供一定的参考价值。

[关键词]：隧道； 坍塌； 围岩； 处理措施

[abstract] : the article introduces the ShiLang mountain tunnels with supporting spray concrete processing tunnel collapsed examples, causes soil slip to carry on the detailed analysis to determine treatment plan, probes into the soft rock tunnel collapse prevention measures, to the similar tunnel construction to provide certain reference value.

[keywords] : tunnel; Collapse; Surrounding rock; Processing measures

中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

奉化市莼湖镇对外快速通道工程，全长6.164KM，起点位于莼湖镇桐蕉司工业小区西侧，与规划中的莼湖西环线相对接，路线往西北方向，经金地村北、跨过里岙谷，隧道穿越石郎山脉，于横坑水库东侧五狮岙出洞，经上横村，然后下穿甬台温铁路，终点与奉化火车站通站道路相接。本项目设分离式特长隧道一座，其中右线长3250米，左线长3270米，隧道平纵线形和隧道几何尺寸、净空断面标准按80Km/h行车速度设计。隧道净空宽度标准为隧道净宽10.25 m即（0.75 m检修道）+0.5 m（路缘带）+7.5 m（行车道）+0.5 m（路缘带）+0.75 m（检修道）=10.25m），建筑限界高度5.0m。

隧道左线进口端掘进洞身约400米后,已至Ⅲ级围岩，2011年11月30日晚，隧道进口左洞Ⅲ级围岩掌子面开挖致ZK1+800后，在出渣过程中，ZK1+780拱顶发生局部掉块，掉块方量约0.8m³，12月1日晚，在准备对该段加强支护的过程中，原ZK1+780位置掉块继续向掌子面方向发展，形成了纵向长度约20m，底宽约5m（三角形布置），平均高度约1.5m塌方腔体，约75m³，属小型塌方（≤300m³）。此段围岩节理发育，围岩稳定性稍差。

2 坍方原因分析

坍方发生后，建设、设计、施工、监理和其它相关单位多次到现场勘查和研究，确认其坍方原因有：

2.1地质岩性因素：

勘察及开挖显示，判断该处围岩岩体破碎，且存在较大节理面，原设计的支护参数不能满足当前围岩的支护需要，原设计的Ⅲ级围岩中局部存在未知的断层，岩体破碎，隧道开挖后形成的临空面破坏了原有的应力平衡，导致开挖轮廓线外侧的非整体性岩石滑落，造成塌方。

12月1日拱顶掉块12月2日拱顶塌方

3 塌方处理技术方案

3.1塌方处理步骤：

3.2具体施工措施：

①临时加固塌方后方地段：对ZK1+775～ZK1+780段用11榀16#工字钢，纵向间距50cm进行加固，沿工字钢设置长度3.5m的砂浆锚杆，环纵间距1.0m×0.5m，尾部与工字钢焊接牢固。16#工字钢外弧半径必须按Ⅲ级围岩开挖轮廓线加工，保证工字钢与围岩紧贴，能立即受力，控制围岩变形。局部围岩与工字钢之间的空隙可用木制楔块塞紧。临时加固工作完成后，在ZK1+777布置监控量测断面一个，并开始监控量测工作。

②塌方地段清除危石、排险：对ZK1+780～ZK1+800段进行仔细排查，有裂缝或松动的岩石及时用挖机进行清除。局部松动较大石块可用爆破清除，但必须遵循“弱爆破”的原则。

图1 进口左洞塌方段纵断面示意图

③塌方段处理：

a.清危、排险工作完成后，首先对塌方腔体用C20喷射混凝土进行封闭，喷混厚度为15cm。然后沿塌方腔体的节理面，根据实际情况，按1.0m*1.0m纵横间距施工长度为3.0m的Φ22砂浆锚杆，对塌方腔体进行加固。

b.按照Ⅲ级围岩加强段衬砌对ZK1+780～ZK1+800塌方段进行处理。另外在安装完Φ22钢筋拱架后，在距Φ22钢筋拱架20cm高度的塌方腔体内铺设双层φr6钢筋网片（15cm*15cm）,钢筋网片同塌方腔体内的砂浆锚杆固定。

图1图2

c.在Φ22钢筋拱架和钢筋网片安装完成后，用C20喷射混凝土将钢筋网片和Φ22钢筋拱架包裹，喷混厚度为30cm，形成该段二衬混凝土的内侧壳体。此外应注意在喷混施工前需将后期的注浆预留管按图示位置固定好，注浆预留管应设在二衬台车纵坡最高的端头，且管口距内部围岩距离不得大于10cm.

d.按图纸做好初支面的防水施工，施工二衬混凝土。二衬混凝土施工完成7天后进行塌方剩余腔体的泵送C30混凝土处理。

e.塌方段初支完成后恢复掌子面开挖，暂定ZK1+800～ZK1+805段开挖断面尺寸按S4b控制，每循环进尺不得超过2.5m。根据围岩情况由设计确定是否增加钢拱架。

图2塌方段处理过程示意图

4 安全保证措施

⑴、在ZK1+780～ZK1+800段喷射混凝土前，在塌方体左右两侧布置ZK1+785、ZK1+795两个监测断面，监测点必须固定在围岩上，保证能反映围岩的位移情况。进行拱顶下沉和周边收敛观测，正常情况下每半天观测一次，即沉降、收敛速率0.2mm/d～1mm/d，沉降、收敛速率大于1mm/d时，每2小时观测一次。从塌方段处理完毕到二次衬砌开始施工之间，第一个星期内每天观测一次，若测量数据表明沉降收敛稳定，则以后每三天观测一次，若测量数据表明沉降收敛不稳定，则保持一天一次的测量频率。

⑵、安排专人观测初支变形，如发现有初支开裂、变形时，立即疏散洞内施工人员。

⑶、洞内塌方段必须保证充足照明，现场作业人员佩戴好安全帽，并有反光标识。

⑷、工字钢拆除过程中，先拆除拱顶单元，然后依次左右对称拆除，一次拆除一榀，拆除前后密切注意监测断面的数据变化，当观测数据有异常时，应立即停止拆除作业。

5 体会

此次塌方事故的处理，效果较好，主要因方案正确、措施恰当、及时处理、组织严密。从中得到以下几点体会：

1）正确认识塌方、处理塌方，塌方事故发生后，详细察看塌穴高度、宽度、纵向长度及塌穴稳定情况；加强对山体隧道地质的勘测；充分了解了隧道的地质结构及围岩状况，进而研究分析，从中确定最佳施工处理方案。

2）加强对隧道的监控量测，掌握围岩的稳定性，及早采取处理措施，并对所采取的处理措施有效性做出正确评价。

3）隧道施工过程中要早封闭成环及紧跟二次衬砌，做到“随开挖，随支护”，使其与初期衬砌共同参与受力。实践证明,及时支护可避免隧道开挖后围岩暴露过久产生风化作用而降低其强度和稳定性,使支护和围岩作为一个统一的整体共同工作,降低塌方事故发生的可能性。

4）做好安全生产，及时处理塌方等多发隐患。进行处理时要制定符合实际情况的有效措施，并将施工人员的安全作为制定处理方案的首要考虑因素，在确保安全的情况下进行施工作业。

参 考 文 献

[1]交通部.公路隧道施工技术规范(JTJ042－94).北京.人民交通出版社，1994年

[2]陈小雄. 现代隧道工程理论与隧道施工.西南交大出版社，2006年

[3]范智杰. 隧道施工与检测技术. 人民交通出版社，2006年

单晓晴，女，1978.12，本科，工程师

王冲，男，1989年生，2010年6月毕业于武汉铁路桥梁学校道路与桥梁专业，大专学历。

周志星，男，1990年生，2009年6月毕业于大同市第一技工学校，大专学历。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。