新开岭隧道围岩软弱夹层段塌方原因及工程对策

1、新开岭隧道围岩软弱夹层段塌方原因及工程对策以新开岭隧道脆弱夹层塌方段为工程背景，具体论述其塌方缘由和实行的工程对策，并对其效果举行了评定。研究表明:地质因素是引起工程塌方的主要缘由，做好掌子面地质描述工作，准时分析和预报掌子面前方围岩状况，确保围岩级别判定精确和支护参数满意强度要求是削减塌方的关键;增加塌方影响区段支护强度，封闭塌方体围岩，提高塌方区支护强度并准时施作，填充塌腔体是处理塌方有效手段;塌方段初期支护结构终于趋于稳定，说明该工程对策有效、平安、牢靠，其详细施工方案可为类似隧道工程设计和施工供应了参考依据。地下隧道工程开挖前，围岩应力在初始地应力场处于三轴压力的平衡状态。当隧道开挖后

2、，围岩应力重新调节分布，使围岩物理力学参数恶化，引起围岩产生位移，形成松弛。当围岩无自稳能力且支护结构没准时形成或强度不足时，引起隧道塌方，从而耽误工期、增强工程造价，也会对现场施工技术人员人身及生命造成巨大的危害。所以，如何避开塌方，分析塌方缘由并提出合理的工程对策，保证隧道施工及运营阶段平安是隧道工程界普遍关注的问题。本文以安徽六安某高速大路新开岭隧道围岩脆弱夹层塌方段为工程背景，通过现场勘察分析其塌方缘由，针对其塌方缘由提出合理的工程对策，有效避开了塌方事故再次发生，确保隧道平安施工。本工程的阅历可为类似隧道工程设计、施工供应参考。工程概况新开岭隧道为双车道大路隧道，右线隧道总长3229

3、m，左线隧道总长3179m。隧址区节理、裂隙较为发育，隧道部分区段穿越强风化岩质夹层。隧道YK33+531YK33+524段原设计为级围岩，设计地质状况为弱微风化花岗岩，岩石节理，裂隙较发育，岩体呈巨块（石）碎（石）状镶嵌结构，岩体较破裂。地下水不发育，主要为基岩裂隙水，水量贫乏，该段原设计支护形式为级围岩锚喷支护，围岩稳定性较好。通过对YK33+531处掌子面围岩地质观看，其围岩为强中风化花岗岩，岩石节理发育，掌子面围岩较为破裂，风化程度高。中部有一条自拱顶向底边贯穿的夹层，围岩稳定性较差。依据动态设计、动态施工的原则，将YK33+531YK33+524段由原设计的级支护形式变更为级围岩一般

4、支护形式，且已经开头施工。在施工里程YK33+526.5YK33+524.5举行立拱架、布设钢筋网、安设锚杆等工序时，在无任何征兆的状况下，该段洞顶骤然消失坍方，并延长至YK33+530.5处，将YK33+530.5YK33+526.5段已施工的I12工字钢拱架压垮，塌陷总体积约为400m3，塌陷最大高度达2.8m，塌陷平均高度为1.2m。塌方区原设计为级围岩，设计变更为级围岩，采用级一般支护形式。其详细初期支护参数:?25中空注桨锚杆L=3.0m，间距100cm100cm，I12工字钢，间距100cm，喷C25混凝土，厚度18cm。塌方缘由分析地质因素通过对塌方区地质勘察，决定塌方体为强风化

5、花岗岩，岩石节理、裂隙发育，岩层极其破裂，结构松散，无黏结力。岩层中间夹杂着黏土，而且渗水较大。该处存在滑动面且表面光洁，由此可知该塌方区围岩地质条件差、物理力学参数低、围岩自稳性极差是造成塌方的主要缘由。经判定此段符合级围岩特征，与原设计地质状况存在较大差别。施工因素塌方区原设计为级围岩，虽然后来通过现场掌子面描述决定围岩条件较差，但又将本属于级围岩判定为级围岩，实行级一般支护参数举行施工，因为对围岩级别判定不够精确，因此变更后的支护强度仍旧不足，导致已支护区段也发生塌方。所以，对围岩级别判定不精确，导致初期支护强度不足是发生塌方又一缘由。地下水因素此段隧道埋深为4550m，地下水类型主要为

6、节理裂隙水，主要来自地表水补给。因为当初连日下雨，地表水下渗软化围岩，降低围岩粘聚力和摩擦角，围岩自稳能力削弱，在初期支护未准时施作完成的状况下，围岩骤然失稳，发生塌方。工程对策依据塌方区工程地质条件、塌方模式、施工平安等因素决定塌方处理工程对策。封闭塌方体围岩，增加其自稳性。对YK33+530.5YK33+524.5坍方区段围岩表面喷80mm厚的混凝土，封闭坍塌处外露表面围岩;提高塌方区支护强度，准时施作并形成护壳。将塌方区支护参数提高为级加强，对坍方段架立18工字钢拱架，拱架间距为0.5m，安设锚杆、挂网，喷射25cm厚的混凝土，形成护壳;填充塌腔体，避开帽顶对塌方体空腔采用C25的泵送混

7、凝土填充密实;加强位移监控量测。对塌方区段及其附近增强位移监控量测断面，增强量测频率，猎取位移及初期支护结构拱顶及边墙的变形信息，预报和推断其稳定性。施工方案为防止塌方连续进展，在塌方段后方8m范围内架设I18工字钢拱架，对已施工初期支护举行加强支撑。拱架间距为1m，共设9榀，每榀拱架安设8根?22长3m的锁脚锚杆，拱墙处2根，拱脚处2根，拱架之间采用?22纵向衔接钢筋衔接，环向衔接钢筋间距为100cm，在钢架支护的内缘、外缘交叉布置。本段I18工字钢支撑为暂时支撑，二次衬砌施工前如该支撑未侵入限界内，则不予拆除，否则予以拆除，以保证二次衬砌混凝土厚度;在YK33+538.5YK33+530.

8、5段喷射一层30mm厚的混凝土，将I18工字钢拱架与原喷射混凝土面之间的间隙填实，使拱架受力匀称;YK33+538.5YK33+530.5段加强支撑稳固后，在此加强拱的掩护下，对塌腔体表面初喷一层强度C25，厚8cm混凝土，封闭塌方体围岩表面;（4）在YK33+530处沿圆弧方向架设第1榀I18工字钢拱架支撑，对局部侵限的部位举行修整，在未消失坍方侧面安设砂浆锚杆。结论与建议通过对新开岭隧道围岩脆弱夹层塌方段工程对策举行具体论述主要得出以下结论和建议。地质因素为引起工程塌方的主要缘由，围岩条件差其自稳性就差，易引起塌方。所以现场应做好掌子面地质描述工作，准时分析和预报掌子面前方围岩状况，确保围岩级别判定精确和支护参数满意强度要求;增加塌方影响区段支护强度;封闭塌方