铁路隧道施工塌方处理方案中铁

（一）塌方处理方案1、前期工作（1）塌方的的塌碴方量、腔体边界估计经过现场测量做了塌碴堆积体的的方量计算，以及结合围岩的产状对塌腔边界进行了初步估计。（2）未坍塌段落（影响段）拱顶围岩评估在注浆导管施做过程中，结合钻孔、注浆量以及近期的监控量测数据分析，未坍塌段落围岩基本情况，是否稳定，初期支护状况是否良好。（3）监控量测在塌腔附近及坍塌影响段分别布置监测断面，每天观测不少于两次，对于收集的数据及时分析为施工方案的调整及安全管理提供依据。2、当前采取措施（1）塌腔封闭：对掌子面塌方碴土以及塌孔处进行不少于15cm厚喷射混凝土封闭，喷射机喷嘴处采用PVC管加长，喷砼时人员要站在安全地方，不要站在塌腔里面。（2）围岩补强：在未坍塌段增设I20b立柱,立柱支撑在隧道正中间，立柱与拱顶间加设钢板作垫板，钢板尺寸为240*200*15mm。立柱与地面间加设木板作垫板，木板尺寸为300*300*50mm。立柱间距1.5m，分担初支拱部压力，防止塌方蔓延。（3）随后对碴土及塌孔上方围岩进行了注浆固结。从未坍塌的段落以拱架为依托布置两层不同角度的注浆小导管，对塌腔内虚碴进行注浆固结；对坍塌影响段进行环向注浆加固，环纵间距1.2m×1.2m梅花型布置；注浆管均采用Φ42小导管，长度为4m，注浆为1:1水泥浆。加固围岩裂隙及变形扰动的松散体。其施工工艺流程为：①钻孔及安装注浆管钻孔过程中，如个别坍孔较严重，不能成孔，该处可以先不钻孔和安管，待其它位置孔位安装并注浆完毕后，在浆液初凝后，再补钻剩余的孔。钻孔结束后，及时清孔，塞紧孔口，防止杂物堵孔,致使钢管无法正常安装。②小导管制作根据《双线隧道辅助施工措施及施工方法设计图》，加工长度不等的Φ42*3.5mm无缝钢管，并在无缝钢管上打压浆孔。如下图所示。③配制浆液注浆以劈裂浆为主，渗透注浆为辅。渗透注浆主要通过浆液与山体水形成具有一定强度的聚合反应物，加强岩体颗料间胶结，阴塞渗水通过，防止颗料流失造成岩体结构破坏并止水，劈裂注浆则通过高压劈裂挤密软弱岩体，利用强度较好的浆液凝固体在软弱层面形成骨架，约束岩体变形，提高岩体的整体稳定性，同时用浆液置换岩体中的饱水空间，整体上提高岩体抗水软化能力。从现场情况来看，岩层属于软弱松散体，注浆效果要求主要对隧道拱顶以上进行填充，来作为永久性的加固体，应以满注和高强度为前提，依据上述原因，设计注浆参数如下：注浆浆液采用水泥单液浆，水灰比为1：1。单孔注浆量：0.8H(m3)；注浆速度：90L／min；注浆初压：0.5～2MPa；④注浆1）确定注浆量：对有代表性的孔位进行注水试验，确定岩土的孔隙率为0.8,填充率为90%，由此来调整注浆参数，确定注浆量的大小、速度和注浆压力。2）注浆：注浆时，遵从从低处向高处注浆，从外向内注浆的原则，尽量减少相邻注浆管串浆现象发生，并设专人盯注压力表的变化，防止堵管和注浆管的脱管。在注内排孔时，适当提高注浆压力。在达到预计注浆量后，稳定一段时间后拆除注浆管迅速用塞子堵塞注浆管，防止浆液流出。在未达到设计注浆量时而压力达到预定值时，进行原因分析，确定已饱和时，才能换管另注。有时发生窜管，浆液从其它管中冒出时，马上停止注浆，尽早补注出浆管，否则要补充钻孔。注浆施工机具表序号设备名称型号单位数量备注1钻机KQJ9台32风动凿岩机YT28台23水泥砂浆搅拌机机JQ350立式式搅拌机台24斗车个65压浆泵2TGZ-2000/1550型台290L/minn6储浆筒自制个27分流器自制个1三个分嘴⑤效果检测1）注浆时，技术员会同现场监理进行现场旁站，记录注浆情况。2）高压补注：在检测到遗漏区域后，要及时进行第二轮高压补注。3、下一步处理方案方案一：注浆+长大管棚在塌腔前安全距离内做止浆墙，在拱顶范围内布置15个注浆孔同时预埋长大管棚导向管，先对塌方段进行整体注浆加固，注浆完成等强7天后施打管棚，管棚完成后进行开挖支护，二次衬砌小段（每循环4～5m）跟进。1、止浆墙采用C20混凝土，厚度2m；安设φ70mm注浆导管，长2.5m；止浆墙边施做边回填，注浆压力1.0～1.5MPa，注浆厚度应能够保证拱顶3m以上松散体全部固结。2、对管棚导向管段内拱顶180°圆心角范围的钢拱架拆换，并提高形成管棚工作室。3、管棚布设在拱部120°圆心角范围的外轮廓线以上50cm处，长管棚长度30m、φ127mm、中心间距为35cm，管内设钢筋笼并灌注M30水泥砂浆，共布设45根，总长1350m。4、开挖过程中必须配合小导管，每循环进尺0.8m；小导管采用Φ42，长度为4m，注浆为1:1水泥浆；采用的H175×175×7.5×11型钢钢架，间距0.8m,每个拱脚不少于4根6m长的锁脚小导管，φ8、20×20钢筋网片，C25喷射混凝土；对塌腔泵注C25混凝土封闭，封闭层厚度3m。此种方案是处理大型塌方比较有效的手段，能够承受巨大的坍体荷载；但是处理周期估计需要3～4个月，由于前期施工完成的段落采用的H175×175×7.5×11型钢钢架且间距非常小，超前小导管布置的也很密（已完成段落拱部基本形成了至少两层导管，局部超过三层），估计长大管棚的钻孔将非常困难。方案二：注浆+洞内小管棚+双层支护对塌腔及影响段段加固注浆，确认后部围岩及初期支护稳定能够确保洞内施工安全的前提下进行塌方处理。1、保证堆积体稳定：对洞内塌碴堆积体的表面喷射厚度不小于10cm的混凝土，然后在堆积体内打小导管注浆固结；2、固结塌腔内虚碴：从未坍塌处以稳定的拱架为依托布置两层不同角度的注浆小导管，角度分别控制在60°、5～10°，注浆管采用Φ42小导管，长度为6m，1:1水泥浆，压力控制在0.5～1.0MPa;3、开挖：待塌碴固结后先开挖小洞检查注浆效果，若达到预期的固结效果按照预留核心土弧形导坑法开挖，每循环进尺控制在50cm，开挖预留50cm变形量，开挖断面成型后立即对开挖面进行喷射混凝土封闭；4、支护：采用的H175×175×7.5×11型钢钢架，每个拱脚不少于4根6m长的锁脚小导管，φ8、20×20双层钢筋网片，C25喷射混凝土；5、支护加强：待中台阶开始开挖后随之施做二次支护，即套拱作为支护的补强，也作为二次衬砌的安全储备不再拆除，套拱拱部和边墙均施做。套拱采用I20b型钢，锁脚采用φ42mm锚管，套拱的间距为1m。套拱联接钢筋采用φ22mm螺纹钢筋，环向1m间距。此种方案适用于中小型坍塌处理。4、变形段换拱方案1、注浆结束，浆液强度满足设计要求围岩稳定后，对变形侵限段支护进行换拱处理。2、换拱参数如下：①拱部超前支护采用单层超前注浆小导管，间距30cm。②初期支护采用H175×175×7.5×11型钢钢架，拱架间距0.8m；拱部采用Φ22组合中空锚杆，边墙采用Φ22螺纹砂浆锚杆，长度6.0m，环纵间距1.0*0.8m,按梅花形布置；拱墙挂φ8钢筋网，网格间距20*20cm；拱架设Φ22纵向连接筋，间距1.0m，拱脚处设φ42锁脚锚管。③为防止较大的侵限变形，开挖变形预留35cm；拱墙喷射C25混凝土30cm厚，仰拱30cm厚。④二衬按C35钢筋混凝土施工，拱墙厚度60cm，仰拱70cm。Φ22、Φ14、φ8钢筋间距均为20cm。3、换拱时采用机械开挖，尽量减弱对围岩震动，开挖面及时用喷射混凝土封闭。4、衬砌紧跟，每5米左右施工一组，对有空腔的部位应预先埋设注浆管和排气管。5、施工安全措施1、在变形段加固处理完成前，变形段禁止其他人员进入。在变形段加固处理时，必须加强工作面的通风和照明，设好安全通道并且应有专人进行安全防护。2、施工期间，应对支护的工作状态进行定期和不定期检查。在不良地质地段，应由专人每班检查。当发现支护变形或损坏时，应立即修整