大管棚注漿法在軟巖隧道塌方處理中的應(yīng)用

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1、大管棚注漿法在軟巖隧道塌方處理中的應(yīng)用喬雪垠（河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院河南省建筑工程學(xué)校，河南鄭州450007）　　摘要：本文以國(guó)道112線鐵營(yíng)隧道塌方處理為例，介紹了大管棚注漿結(jié)合小導(dǎo)管注漿對(duì)塌方段巖體進(jìn)行預(yù)加固并順利通過軟巖隧道塌方段的施工方法，并對(duì)塌方處理過程隧道變形與受力的數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析?！　￡P(guān)鍵詞：軟巖隧道；塌方；大管棚；注漿　　中圖分類號(hào)：U455.49　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ATheUseofthePipeandCanopyGroutingMethodintheHandlingofSoftrockTunnelCollapseQiaoXue

2、yin(HenanTechnicalCollegeofconstruction,HenanArchitecturalEngineeringSchool,Zhengzhou450007,China)　　Abstract:BasedonthecollapsetreatmentfortheTieYingtunnelofthenationalroad112,thispapermainlyintroducesthepipeandcanopygroutingmethodcombinedwithductulegroutingmethodtostrengthent

3、herockmassinthecollapseandfinallysmoothlygetthroughthesoftrockcollapsesection,andalsobrieflyanalyzesthedeformationofthetunnelandthestressdatacurveintheprocessofcollapsehandling.　　Keywords：softrocktunnel;collapse;pipeandcanopy;grouting　　引言　　鐵營(yíng)隧道位于國(guó)道112線河北承德段，全長(zhǎng)1105m，隧道最大埋深120

4、.3m。該工程由中鐵十一局承建。隧道初期支護(hù)內(nèi)輪廓為直墻半圓拱，在初期支護(hù)和二次襯砌之間設(shè)柔性防水層。隧道掘進(jìn)分上下兩臺(tái)階，第二臺(tái)階的高度在2.60～2.65m之間。2004年10月22日下午17：40，距離隧道洞口55m處的K22＋270斷面拱頂處的初次襯砌突然掉落，上部破碎巖體隨后大塊掉落，并且一直持續(xù)不停，塌落體很快便將整個(gè)洞口封死，5名工人來不及撤離而被困洞中。事故發(fā)生后為營(yíng)救洞內(nèi)工人，現(xiàn)場(chǎng)采用裝載機(jī)和挖掘機(jī)進(jìn)行清渣。10月23日16：00，洞內(nèi)工人獲救。第三日即10月24日早晨8：00，隧道再次發(fā)生冒頂，洞頂上方山體下陷，形成長(zhǎng)軸24m、

5、短軸21m、深4～6m的橢圓形塌坑，之后經(jīng)小導(dǎo)洞法探明隧道塌方段為K22＋265～K22＋295，共計(jì)30m長(zhǎng)。1工程地質(zhì)概況及塌方原因分析1.1工程地質(zhì)概況　　鐵營(yíng)隧道塌方段洞內(nèi)主要巖體為斑狀混合巖，鉆孔取樣作物理力學(xué)試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)為：容重2.65g/cm3，飽和單軸抗壓強(qiáng)度24.8MPa，抗拉強(qiáng)度2.1MPa，靜彈性模量2600MPa，建議容許應(yīng)力2.5MPa。但在上臺(tái)階掘進(jìn)過程中發(fā)現(xiàn)K22＋270位置掌子面巖體出現(xiàn)明顯的不均質(zhì)現(xiàn)象：左側(cè)與拱頂部巖體風(fēng)化嚴(yán)重，而右側(cè)風(fēng)化較輕。于是對(duì)原設(shè)計(jì)支護(hù)進(jìn)行加強(qiáng)，采用Φ42超前小導(dǎo)管超前支護(hù)，H13格柵鋼架的

6、間距由原設(shè)計(jì)的1.0m/榀改為0.8m/榀，徑向錨桿采用Φ22螺紋鋼，C20噴射混凝土。截至塌方發(fā)生之日，鐵營(yíng)隧道共掘進(jìn)150m長(zhǎng)。隧道塌方情況如圖1所示（事故發(fā)生后以小導(dǎo)洞探明）。圖1隧道塌方模型圖1.2塌方原因分析1.2.1軟弱結(jié)構(gòu)面影響　　在K22＋270、K22＋273處發(fā)現(xiàn)的黃色光滑和黑色橡皮質(zhì)軟弱夾層，是造成本次塌方的重要結(jié)構(gòu)面。1.2.2強(qiáng)風(fēng)化巖體影響　　隧道穿越的巖體結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，但隧道斷面上部分巖體受強(qiáng)風(fēng)化作用而強(qiáng)度降低。塌方段巖體呈現(xiàn)明顯的不均質(zhì)性：左側(cè)及拱頂巖體風(fēng)化嚴(yán)重，自穩(wěn)性差；右側(cè)巖體風(fēng)化較輕,自穩(wěn)性遠(yuǎn)優(yōu)于左側(cè)及拱頂巖體。

7、盡管隧道開挖前的勘察資料不全面，但設(shè)計(jì)與施工均對(duì)風(fēng)化巖體的軟巖特性給予了足夠重視，設(shè)計(jì)與施工均提高了臨時(shí)支護(hù)強(qiáng)度，但最終仍出現(xiàn)了嚴(yán)重的塌方事故，因此，此次事故屬于不可避免的地質(zhì)災(zāi)害。2塌方處理方法2.1洞內(nèi)塌方體處理2.1.1小導(dǎo)洞開挖　　為掌握塌方段起止準(zhǔn)確位置、了解塌落體物理力學(xué)性質(zhì)以及為塌方體開挖做準(zhǔn)備，塌方處理方案的第一步是在塌方體中開挖一條斷面為1/4圓，半徑為2.5m的小導(dǎo)洞。由于原隧道右側(cè)壁直墻保存完好而未受塌方影響，且右側(cè)巖體自穩(wěn)性較好，小導(dǎo)洞的開挖位置就選在緊靠原隧道右側(cè)壁的塌落體中。如圖2所示。小導(dǎo)洞開挖之前應(yīng)在塌方體外側(cè)表面施

8、作30cm厚的C20混凝土止?jié){墻；小導(dǎo)洞貫通之后在塌方體內(nèi)側(cè)施作同樣的止?jié){墻，以備大管棚注漿使用。圖2小導(dǎo)洞位置示意圖小導(dǎo)