某公路隧道塌方處治

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1、某公路隧道塌方處治摘要：塌方是公路隧道典型病害之一。文章根據(jù)某公路隧道塌方實(shí)例以及處治設(shè)計資料，分析了隧道塌方產(chǎn)生的原因，介紹了隧道塌方處治的基本原則，有針對性的提出了處治措施，可為類似隧道塌方處治提供借鑒。關(guān)鍵詞：公路隧道；塌方；處治方案1工程概況1.1工程簡介某隧道地處四川盆地東北緣與陜南鄂西山地之過渡地帶，屬中山構(gòu)造剝蝕地貌，具脊?fàn)睢⑴_狀峽谷地形地貌景觀。地形地貌受構(gòu)造及巖性控制明顯，主要表現(xiàn)為陡峻的坡面山地和山間狹小的深切割“V”字形溝谷相連。隧道穿越了三疊系上統(tǒng)須家河組地層，其主要巖性為砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、頁巖、礫巖，圍巖級別為Ⅳ、Ⅴ級。隧道全長2730m，平面位

2、于直線和曲線上，縱坡為人字坡，坡率分別為+1.4%和-0.9%。采用單洞雙向行車，設(shè)計速度60km/h，隧道襯砌內(nèi)輪廓按建筑限界寬10.5m，高5m擬定為三心圓曲墻結(jié)構(gòu)，隧道內(nèi)輪廓拱頂凈高7.0m，凈寬10.8m，內(nèi)凈空面積63.76m2，內(nèi)凈空與建筑限界之間的凈空滿足照明、消防、交通工程等營運(yùn)管理設(shè)施所需空間，并預(yù)留了內(nèi)裝飾層凈空。1.2塌方情況簡介2011年9月10日7點(diǎn)30分，該隧道出口K62+790～K62+755段在初期支護(hù)已施工完成后發(fā)生坍塌。坍塌引起K62+806～K62+790、K62+755～K62+745段初期支護(hù)變形、開裂，在隨后的幾天中，K62+7

3、97.5～K62+790段也發(fā)生了坍塌。該段坍塌位于K62+860～K62+760裂縫段內(nèi)，該段于2011年7月5日左右出現(xiàn)裂縫，7月15日左右裂縫沿隧道縱向方向基本貫通，局部地方產(chǎn)生變形。施工單位在7月5日采取了注漿加固措施，但未能阻止隧道塌方的發(fā)生。此次坍塌，長度為42.5m，形成的塌腔最高點(diǎn)距離隧道拱頂約10.1m，坍塌體在隧道內(nèi)堆積后，成方錐形，最高點(diǎn)高出隧道拱頂約4.5m。坍塌體體積約4500m3。1.3地質(zhì)概況隧道K62+797.5～K62+755在穿越地層巖性為三疊系須家河組（T3xj）地層，巖性為砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾薄煤層，巖層產(chǎn)狀45°∠13°，巖層傾角較

4、小，接近水平。該段巖體處巖體構(gòu)造裂隙發(fā)育，隧道拱頂上方存在薄煤層（煤層厚度5～15cm，距隧道拱頂約2～3m）。該段砂巖單軸飽和抗壓強(qiáng)度Rc=33.94Mpa，完整性系數(shù)Kv=0.7，[BQ]=262。圍巖等級為Ⅳ級。1.4原設(shè)計情況隧道拱頂上方存在薄煤層，巖體處巖體構(gòu)造裂隙發(fā)育，該段原設(shè)計襯砌類型為S4d。S4d型襯砌支護(hù)參數(shù)如圖3所示。S4d型襯砌支護(hù)參數(shù)表如表1。2塌方原因分析（1）隧道穿越地層為三疊系須家河組，巖性為砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾薄煤層，巖層產(chǎn)狀45°∠13°，巖層傾角較小，接近水平，拱頂處圍巖壓力較大，結(jié)構(gòu)受力極其不利。（2）拱頂處巖體構(gòu)造裂隙發(fā)育，且上方存

5、在薄煤層。該煤層厚度5～15cm，走向與隧道軸線平行，距拱頂高度約2～3m。（3）降雨較多，地表水順巖體裂隙下滲，導(dǎo)致洞頂上方的薄煤層遇水軟化，巖層層間結(jié)合力降低。3塌方處治方案原則及比選確定3.1處治基本原則（1）安全第一、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、方便施工。（2）一次根治，不留隱患。3.2處治方案的比選及確定塌方發(fā)生后，針對塌方的規(guī)模、位置及其發(fā)生原因的初步分析，本著以上提出的處治原則，設(shè)計單位提交了兩個塌方處治方案，方案一為暗挖方案，是對塌腔采用泵送C15細(xì)石砼，形成護(hù)拱后，對塌方段進(jìn)行暗挖支護(hù)的方案。方案二為明挖方案，是采用超前鋼軌、施工護(hù)拱等措施形成工作棚，然后對塌方

6、段進(jìn)行明挖支護(hù)的方案，并進(jìn)行了綜合比選。從施工安全角度考慮，最終確定采用方案一的暗挖方案。4塌方處治設(shè)計本次塌方處治分為三段：K62+806～797.5初期支護(hù)變形段、K62+797.5～755塌方段、K62+755～745初期支護(hù)變形段。施工順序?yàn)椋合忍幹蜬62+806～797.5初期支護(hù)變形段，再處治K62+797.5～755塌方段，最后施工K62+755～745初期支護(hù)變形段。4.1K62+806～797.5初期支?o變形段處治處治方法及施工順序如下：（1）首先施工20b工字鋼進(jìn)行臨時加固，縱向間距50cm，防止隧道繼續(xù)垮塌。（2）沿著已架設(shè)的工字鋼拱架，垂直開挖線

7、環(huán)向打Φ32中空注漿錨桿，并進(jìn)行注漿加固。（3）對該段進(jìn)行換拱處理，換拱每循環(huán)進(jìn)尺不得大于1.5m。（4）換拱完成后，施工防排水系統(tǒng)。（5）防排水系統(tǒng)完成后，施工二次襯砌。二次襯砌為厚度60cm的鋼筋混凝土。4.2K62+797.5～755塌方段處治處治方法及施工順序如下：（1）對坍塌體進(jìn)行注漿加固。注漿加固采用Φ42的注漿小導(dǎo)管，長度L=6m，注漿管間距@1m1m，注漿管安裝完畢后，對坍體進(jìn)行噴射混凝土，以便封閉坍體，形成止?jié){墻。注漿漿液為水灰比為1：1的水泥漿，注漿由下向上進(jìn)行，漿液中加入速凝劑，以便加快漿液的凝結(jié)時間。（