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1、公路隧道2010年第2期(總第70期)那沙嶺隧道塌方原因與處理方案12陳文俊陳正元(1江西省交通設(shè)計院南昌330002;2江西省交通廳武吉高速公路項目辦江西上高336400)摘要在隧道施工中,由于多種因素影響,圍巖坍塌較為常見,嚴(yán)重影響施工安全和質(zhì)量。以武吉高速公路那沙嶺連拱隧道右洞出現(xiàn)坍塌事件為背景,全面分析該隧道塌方形成的原因,研究提出針對性的處理方案,并取得了預(yù)期效果。關(guān)鍵詞隧道塌方原因分析處理方案隨著高速公路建設(shè)的不斷發(fā)展和向山區(qū)延伸,速擴大,塌腔高4-8m,縱長約8m,寬8-11m,塌體隧
2、道工程數(shù)量越來越多。那沙嶺隧道是江西省武寧完全堵住洞身,該段初期支護全部破壞,有6榀鋼拱至吉安高速公路上的一座雙連拱隧道,起止樁號為架扭曲損壞。K123+490～K123+952,軸線走向為148°,隧道全2塌方原因分析長462m。隧道區(qū)處于九嶺隆起變質(zhì)巖丘陵區(qū),地形起伏大,植被發(fā)育,地貌有山間沖積小盆地、山脊以那沙嶺隧道區(qū)域構(gòu)造主要受九嶺復(fù)式背斜控及山間沖溝等,其中山脊呈近南北走向,與隧道軸線制,背斜呈線狀緊密復(fù)式褶皺產(chǎn)出,軸部大致呈近東呈大角度相交。隧道右洞施工至K123+788.5時,西向延伸
3、。隧址位于該復(fù)式背斜之南翼,組成地層發(fā)生了頂部坍塌,本文著重對本次塌方的原因和相為雙橋山群下亞群板巖、千枚狀板巖,呈互層狀,巖應(yīng)處理方案進行探討和分析。層傾向為近北。受其影響,隧道區(qū)千枚狀板巖揉皺強烈,裂隙、節(jié)理、板理發(fā)育,巖體較破碎。因此,其塌方原因主要是:(1)工程地質(zhì)原因:塌方部位處在Ⅳ、Ⅴ級圍巖的交界帶,被層狀和多組節(jié)理分割而形成碎塊狀鑲嵌結(jié)構(gòu),巖體較破碎,節(jié)理多為張開節(jié)理,節(jié)理裂隙間層面光滑。因連拱隧道開挖跨度大,在開挖掘進圖1塌方示意圖的擾動和左右洞施工的相互影響下,造成圍巖失穩(wěn)導(dǎo)致塌方
4、。1塌方基本情況(2)地下(表)水原因:施工期連續(xù)降雨,地表水那沙嶺隧道右洞施工至K123+788.5時,正好豐富,通過裂隙進入巖體,頂板淋水量增大。在地下處于Ⅳ、Ⅴ類圍巖的交界帶(該處埋深約80m),掘進水的軟化、浸泡、沖蝕、溶解下加劇了巖體失穩(wěn)和塌后出現(xiàn)一較大滑層,先后出現(xiàn)兩次較大范圍的塌方,落,軟弱滑動面在地下水的作用下,強度大為降低,如圖1。塌方段褶皺強烈,裂隙發(fā)育,巖體破碎,巖因而發(fā)生滑塌。水在塌方中起到一個“催化”和“惡石較堅硬,巖體層面光滑,呈倒三角狀。其中靠近中化”的作用。隔墻處塌方
5、最高。2007年5月19日6時30分,在(3)施工方面原因:該處Ⅳ、Ⅴ級圍巖分界面較無明顯征兆的情況下突然塌方,初次塌方量約設(shè)計文件稍提前,施工單位未及時根據(jù)地質(zhì)條件變3100m,并伴有滲水現(xiàn)象。在地下水影響下塌腔迅化調(diào)整施工方案和支護參數(shù),未采取更為有效的超·29·公路隧道2010年第2期(總第70期)前支護措施,開挖進尺過大,初期支護未及時跟進,拱架緊貼并排焊接,之后每榀縱向間距0.5m,掌子從而造成臨空面過大也是造成塌方的重要原因。面處緊貼巖面并排焊接兩榀。鋼拱架間用環(huán)間0.5m的Φ25mm縱
6、向鋼筋連接,形成鋼格棚架。對3塌方處理方案和方法輪廓線外塌腔壁的大塊巖石采用Φ89鋼管支撐,并根據(jù)塌方情況和隧道所通過的層位,認為本次焊在鋼拱架上。在鋼拱架上下采用雙層網(wǎng)格間距屬層間移動性的塌方,這種地質(zhì)的塌方難以穩(wěn)定,會15cm×15cm的Φ8鋼筋網(wǎng)加固,外掛模板,再噴射引起連鎖反應(yīng),積累和發(fā)展擴及到已開挖支護的較C25混凝土與鋼拱架齊平,形成鋼筋混凝土殼體初長洞身段。為此,決定采用穩(wěn)住后方圍巖,強支護處期支護;并在初支中預(yù)埋Φ108混凝土泵送管,待鋼理坍塌段,適當(dāng)加強支護過渡段的3個階段處理此筋
7、混凝土殼體強度達到要求后,分期泵送混凝土填次塌方,分段處理的長度為16m(后方加固段4m,塌充塌腔,以保證巖面與初期支護之間密實(圖2～圖方段8m,過渡段4m)。3)。3.1塌方后段處理3.3塌方過渡段處理首先在塌方位置退后4m的位置處,采用長待塌空區(qū)段按上述方案處理完之后,密切注視3.5m的Φ42×4mm的注漿小導(dǎo)管對塌方后段注塌空段斷面變化情況,加強監(jiān)控量測。該區(qū)域之后漿。小導(dǎo)管外插角為15°,環(huán)向間距為40cm,縱向間4m范圍內(nèi)采用長4m的Φ42×4mm的注漿小導(dǎo)管距為1m,斷面兩側(cè)拱腳以上區(qū)
8、域梅花形布置,小導(dǎo)進行超前支護,小導(dǎo)管環(huán)向間距為40cm,縱向間距管端部與鋼拱架焊接成整體,以保證后方圍巖穩(wěn)定為1m;初支鋼拱架采用I16工字鋼,縱向間距不向前坍塌。注漿采用先上后下,先里后外,即先對75cm,鋼拱架間采用環(huán)向間距1m的Φ25mm縱向塌空區(qū)邊緣注漿,再逐步退后進行后段注液,使鋼管鋼筋連接,并設(shè)置網(wǎng)格間距20cm×20cm的Φ8鋼所伸入的范圍內(nèi)通過注漿組成一個固結(jié)的灌漿層,筋網(wǎng);系統(tǒng)錨桿采用長3m的Φ22砂漿錨桿,環(huán)向間通過漿液無規(guī)則地穿透松散破碎巖體產(chǎn)
