某隧道塌方处理技术方案

1塌方情况介绍吉林省某隧道在掘进到K8+023时，突然发生了大塌方，塌方纵向长度为22米，原来开挖完成的段落中已经架立的拱架也扭曲变形，坍塌碴体堆积在隧道全断面内，从外侧无法看出塌洞情形。根据坍塌岩体明确看出该段为煤矸石地层，岩质为碳质页岩,碳质泥岩夹砂岩,岩体呈典型的石夹土状结构，岩石呈碎屑磷片状，有光泽，遇水软化，用手极易扳断。该断层处地表等高线密集，高差变化较大，在纵向20米的塌方段，埋深从36米下降到24米。省专家组和业主共同对该段地质进行了物探，物探采用高密度电阻率法勘探进行。该方法是以岩土体的电性差异为基础，通过向地下供电建立岩土体中稳定的电流场，通过探测和研究岩土体中传导电流的分布规律，从而探测出岩土体塌方区的位置及规模。测线布置如图1：（详见后附件）高密度电阻率勘探方法是一种阵列勘探方法，其现场采集的数据量大、信息丰富、而且对地电结构具有一定的成像功能。因此，岩土体中的裂缝、洞穴、不均匀体、软弱层等在探测成果图上均有较明显的直观的反映。测线1－1剖面位于未开挖段，该段上部岩体中存在一断层破碎带，在其右侧有一断层面，且岩体中富含水，因此对开挖也将产生不利影响。测线2－2剖面位于隧道塌方段，该段隧道上部存在一塌落带，塌落带内下部为松散破碎的塌方体，上部为岩性稍好岩体，但受塌方影响，也已产生较多裂隙，两者之间没有明显分离、没有明显空区，因此一并将其称为塌落带。在塌落带右侧存在一由塌方引发的张裂隙。测线3－3剖面位于隧道出口侧已开挖段，该段隧道上部岩体中存在一破碎带，该破碎带可能为原生破碎带也可能是受塌方影响产生的破碎带。勘测资料表明此处隧道塌方是由于在隧道进口侧未开挖段上部存在一断层带，在出口侧已开挖段上部存在一岩性变化接触面，由于开挖的影响，使这两个弱面之间的岩体下落，产生塌方。2塌方区处理基本原则根据勘测资料，专家们分析后得出结论，必须从地表进行注浆，并在隧道内施工大管棚，并以小导管配合注浆，边开挖边进行观测，做到稳扎稳打，逐步处理的效果。根据监控量测数据和现场情况，我们制定了三步走的处理方式，第一步是从洞外运土分层堆码砂袋进行反压坡脚，先对碴体表面喷射砼封闭保护。在碴体以外的段落进行仰拱封闭及二次衬砌施工，尽量缩小塌体后方围岩影响区域，同时，对不能衬砌而初期支护已经开裂或变形的段落进行喷射砼和环向注浆补强支护；确定围岩基本稳定后，第二步以地表注浆和超前大管棚为主，地表注浆范围以稳定塌体区域为原则，大管棚长度为50米，并以超前小导管配合，处理坍塌碴体及空洞，及对四周围岩进行加固；第三步主要是坍塌碴体的重新开挖和重新支护。凝某舞3侨录塌方区处理实裂施方案痒更迫3.1贺这后方围岩补强厦在后方未碰稳定区域，确朗定了不能立即闸衬砌的段落，协环向打命入血Φ裁4颠2术小导管作为注武浆管，注浆管除长度许以董5积米为宜，间距庆为俱6否0滑㎝验×6疲0戏㎝，注浆轨用散1灭：食1尾的水泥净浆，肤主要针对围岩疏裂隙及受塌方烟影响变形扰动起的松散体。注庄浆后，根据监明控量测数据来岂看，后方围岩剖已趋于稳定，拼可以进行下一词步施工方案的唇实施。猪味乞3.2醒翁地表竖向锚杆蓬注浆薄先对地表竿和隧道内的土券石质特性进行袭了试化验，基遭本了解了该种归地质的特性，富确定了基本的陵施工方法和工骗艺。其施工工雹艺流程为扣：炎赖湾钻孔及安装注动浆管抵烫戒1甚)皂钻孔过程中，劳如个别坍孔较想严重，不能成风孔，该处可以朝先不钻孔和安宝管，待其它位犹置孔位安装并奴注浆完毕后，通在浆液初凝后货，再补钻剩余愿的孔。钻孔结抗束后，及时清布孔，塞紧孔口验，防止杂物堵俗孔榆,锁致使钢管无法黎正常安装。脊麦途2剧)距根据地表实测役高度加工长度恨不等烟的死Φ诸42*3.5捞m绕m多无缝钢管，并秋在无缝钢管上羽打压浆孔。钢羊管加工长度根润据实测洞顶覆验盖层厚度确勉定记,腊下端至隧道开滔挖轮廓线赚外互5冠0参㎝，地表出露准钢燃管牵20c摇m廉。现场拼接时杠要防止断管并部保持安装顺直常。堡袋芦3朗)田施工止浆盘：总将下好的钢筋尊网片进行现场南拼接，并与钢木管焊接在一起暑，保证钢筋网索的整体性。然偏后进行喷射宿砼苍1错5适㎝连,载封闭山体表层呀，并基本保持粒与原始地形一慢致敢(均详见后附件棕图含2坟)汁。委政配制浆液品注浆以劈楼裂注浆为主，脉渗透注浆为辅值。渗透注浆主散要通过浆液与温地下水形成具救有一定强度的差聚合反应物，和加强岩体颗料促间胶结，阴塞慢渗水通过，防鬼止颗料流失造贺成岩体结构破圆坏并止水，劈成裂注浆则通过换高压劈裂挤密锋软弱岩体，利窑用强度较好的晃浆液凝固体在蛾软弱层面形成寺骨架，约束岩祖体变形，提高硬岩体的整体稳肃定性，同时用兵浆液置换岩体危中的饱水空间择，整体上提高骤岩体抗水软化鲜能力。从现场密情况来看，地伴表岩层属于软姓弱松散体，注珍浆效果要求主痰要对隧道拱顶坚以上进行填充腰，来作为永久您性的加固体，伴应以满注和高符强度为前提，泪依据上述原因暖，设计注浆参盘数如下：柜注浆浆液他采用水泥单液眠浆，水灰比北为许1紧：昂1梦。僻锈爆哨单孔注浆量馋：浴0.8H(m夜3树)心；证泄贪堪注浆速度缸：旗90枪L席／寄mi当n栋；馅骆土疫注浆初压限：击0.舞5摔～站1MP底a段；明屡出贩注浆终压任：策2支～虚2.5Mpa蜻,扁在补注时调整强到冠3.仇5俭～肝4MP父a衡；营妹议刷注浆钓啄全1脚)卷建立注浆站：铸在施工区域附趴近建立三区一色带，分别为材绪料供应区，浆猎液拌合区，系哈统压浆区，运街输供应带。（宴详见后附件窝图遗3设）牛2匠）确定注浆量韵：对有代表性句的孔位进行注古水试验，确定抗岩土的孔隙率筛为垦0.8骂,株填充率临为烈90炭%寒，由此来调整裳注浆参数，确趣定注浆量的大痰小、速度和注慨浆压力。著希撇3径）注浆：注浆它时，遵从从低举处向高处注浆榨，从外向内注旗浆的原则，尽杰量减少相邻注业浆管串浆现象供发生，并设专巡人盯注压力表患的变化，防止携堵管和注浆管食的脱管。在注伪内排孔时，适洪当提高注浆压疯力。在达到预思计注浆量后，浅即可换管另注阶。在未达到设贯计注浆量时而泼压力达到预定护值时，进行原报因分析，确定深已饱和时，才棕能换管另注。圣有时发生窜管劝，浆液从其它扭管中冒出时，慨马上停止注浆参，尽早补注出邮浆管，否则要棍补充钻孔。链施工机具愁如谊表三1漆所树示乳今危表足1牧率地表注浆施工斗机具表疏序资号旷如设备名芒称毁骑型引号片平单并位脂馅数素量眉添备沿注肯蜓1雀冷钻楚机疮KQJ9突0趟支架筋式深早台驴3践2胞桃风动凿岩究机辟YT28地慨台颠2随3棉来水泥砂浆搅拌罪机话JQ35纳0须立式搅拌疲机次筋台怒2洲4尿犬斗端车闻犯剩个贼6穿5殊搞压浆辣泵观2TGZ-汁200/15念0鼻型带眯台互2妇90L厚/min请6前叙储浆盯筒剑有自屯制叼挪个萄2阁7监介分流仓器镰蛾自讲制规歇个骤1句差三个分业嘴疗猎司效果检测慕址讲1贪)撑第一轮注浆结攻束后，会同业驰主、监理及设吉计方进行现场铲取芯抽检。兼复晕2凝）高压补注：淋在检测到遗漏鼠区域后，要及克时进行第二轮变高压补注，并曾在补注完毕后魄，进行第二次爹检测，可采取密灌注高压水法津。经测定检查熔孔的吸水量（巨漏水量）均小丑于阀0.5L/m喉in·牲m么。全部符合设岸计要求。暑炎嗽3.3绞魂大管棚施工纳催煎袋纷工作室及导向尿管的修建与安寺装唇掌子面向泄前掘进时，在买开挖线向外扩若挖篮8脱0键㎝幅,哪设置长度插为以3.议5也米端,味宽度昏为装1禁3胸米的钻孔工作问室。雅导向管是恢控制成孔方向界使之不偏斜的课主要手段，导徒向管长度不小尚于以2.0m刮，采堪用烦ф倘150mm粒钢管加工，经蓝精确测量后一御端焊接在钢拱途架凑上滴,猪另一端打入掌废子面内赶3巷米狱,坐并喷混凝土固售定。变摘哭挂掌止浆墙建立喇由于一般厌设立止浆墙是悟做混凝土拱，得圬工大，施工猫及拆除都比较助困难，故在本蜘隧道内，可因椒地置宜，在已瑞开挖的上导坑肝掌子面上，铺铁设钢筋网，钢躺筋网垂直于隧李道断面，周边并与原设计的超渐前锚管焊接，摘网间旱距咳2汽0耀㎝，喷射爹砼镰1秀5波㎝，这样施工母后，既保证了模掌子面的稳定翅，又施工了止诊浆盘，在随后看的注浆过程中饺，掌子面较稳燃定，满足了施势工需要。妖粉泊扁钻机安设及定集位剧嚼呢1)铺嘱钻机平台采用烘枕木搭建，高痕度易调整。根友据管棚孔的位括置，分层加高物钻机平台。州垄凭2)跃诸安装钻机。进崭钻前，以极坐敏标法在掌子面细标定管棚孔位理。钻机平台要视稳固，预施压梦一定的重锤量屋,斗保证钻机安装军牢固。召成质3封)葬钻机定位。钻危孔方位要求根通据线路中线与勾管棚工作室的吼位置确定，必惑须精确核定钻缸机位置。架立残钻机时用经纬递仪、挂线相结青合的方法，确信保钻机轴线与丢管棚设计轴线局相吻语合歉,愉在施工时不断置调茶整剩,孙保证不偏扩移谎,府不下沉。去宾剖精菜管棚孔钻进当由于钻孔痛较长，而且是批由软弱围岩向耗松散塌方体方事向钻铲进啄,剖故钻孔时必须恒采用套管护壁袍和跟管钻进技六术。由于我们姨已预先埋入白了拘3肆米长树的臭φ六15劫0暑定向伤管胡,拖在第一段施钻武时地,键先奖用欧φ蹲12花0太钻头钻午进鱼,趟粘φ轻12萌7舰套管跟嚷进黎,加钻进深度介为挎1绑5柏米粒后屯,党退出钻杆。由抱于向前施钻惑时挣,玉进入塌体霉区削,村我们用用带钻辞头的钢管直接证钻誉进汤,杰直至顶到设计屑位置。然后取惩出套控管膨,块对管口焊接注独浆阀证门巩,蜻对管壁与围岩争之间的空洞进旷行堵塞。先钻扒上部台管刘,佛再钻下部饲管枪,秘高度上通过枕折木调整，大管驴棚布置方式投详见后附件汤图血4描，施工方式纤详见后附件吼图诵5授。孝内榴注浆申：泛城由于考虑桂到大管棚注浆忘的局限性，而母坍塌碴体与原于架立拱架之间吐不可避免出现馋较多较大的空别洞，如何使大毙量浆液充填到死有效空间内，竭是本次注浆的轧关键。根据探满测仪的检测，摘对塌方体之中多的空洞大小进渐行了描绘，发骆现在隧道内已鸭支护完的拱架鼻内有大量空洞屈，而碴体内的钳注浆以后还要久清难除渔,仍大量注入双液火浆可能代价较缺高，经过同等疗条件下测定，或浆液在松散碴项体中的扩散速烂度约娱在敲0.02m3旷/s驼,够于是我们第一技步采取价格相擦对便宜的水泥络砂浆，用间歇剂式注浆法注凝入股,隆使浆液尽量不除流入空洞内，姓在注浆时发现墙压力长时间不漏上升时，则是翠有可能注入了旱空洞，则停下鄙来冤,炊待到初凝后，也再注，并反复纵换管注浆，则甜原先的泄浆通歇道逐渐变小并驳最终堵塞，浆秋液即在管棚周主围均匀扩散，骆基本上控制了宫大量的砂浆在铸碴体内凝固，效减少了浆液的肾流失。等到注黄入压力达到预岩计压力时，进藏行第二步注浆溉，注入双液浆摆，控制凝结时定间，使浆液流债动距离不超克过土2撕米。第三步（康在随后开挖碴押体时介绍）为筹超前小导管配瞧合注浆，用超励前小导管配合光进行高压充填笑式压入粘稠的岁水泥净浆，对田开挖线外未完辨全凝固的碴体辉进行补注。测芦歇1码)径双液浆注浆参战数的选择：箭竖娇棋注浆扩散半径梁：路0.授3碰～简0.4茄m僵；故失谦备注浆速度断：搞50转L帝／娃mi背n隶；直脚株爪凝结时间夹：盐30乎²砖～箩5六²面；通龟尝缓注浆终压低：吩0.违7么～莫1.5MP找a技；脉指肺咱W唤／美C吉：愿尤1筋：梳1升；豆鼠狡旁水玻璃：波美冲度椅4坊0谱，模渣数雹2.6爆再怎益水泥浆：水玻杯璃（体积比）翠：卧1私：仗1烦克义2)暂闯注浆管的设置倚。旦注浆采用分段幸后退式注浆，阔利用自制的注兔浆套管与管棚些用套丝连接，奴注浆套管上准蜂备由出气管与惑进浆管，由阀膨门来控制开关著，垒详见后附件钱图铸6裂所示。然后安绪装羡20m弱m蚂塑料管作为排历气管，连接注含浆管等各种管产路，利用锚固崇剂封闭掌子面眼与管棚间的孔趁隙，防止漏浆撤。关闭孔口阀呆门，开启注浆澡泵进行管路压疤水试验，如有女泄漏及时检修酒，试验压力等未于注浆终压。般送悠都崇设备材料及人储员组织塞设备材料升有扑：雪M涝K俗—脑5深型工程水平钻六机两台功，砍B策W稠—揭15红0同型注浆泵两台维，药UBJ-柔3帖型注浆泵一台狼，自制搅浆机往一台慢，勇25廉0雾型搅拌机一台部，盛浆桶两台村，空压机一台娱，依HC-T代徐凝结时间可调扶注浆材料、普于通硅酸盐水泥届、殖4势0涉波美度的水玻研璃及带有套丝征的竹Φ杠108×6m准m矩钢管若干，方尖木、钢扒钉、覆塑料管、木板障、注浆管、三鞭通管若干。颠人员组织省：可分两个工谎班进行作业，娃每工昨班滔1矩5访人。其中：施抓工指尖挥哨1膜人，施工技术拘指天导延1废人，测量母工浴1校人（负责布孔庄、定位、量测腹），工口人舒8掌人（负责破孔鸭、移动钻机、兵装卸钻杆、安孩装钢管、拌浆样注浆等），电外焊牛工软1饰人，钻机司摄机枣2哪人，材料调生度铅1归人。笨隔该3.4筐初坍塌体开挖施该工理愉团喇超前小导哀管嗓晃在管棚施贪工完毕都后面,替预先打入超前植支护小导总管食,冶主要针对管棚推注浆未能进行狂完全充填的部杨位。小导管每揉三米一键排省,贝每齿排气3分4椅根涉,乐每根长度殿为循4.寿5辈米锹,刃仰角歪为貌5坛度箭,听小导管从架立南的拱架腹部穿腥过稍。阅淋要实现从厅坍塌碴体下部尘开挖，必须在牲开挖线以上使影碴体形成厚度粉超过总3黄米己的一个注浆固掩结圈，由于大千管棚注浆范围或有限，形成有缺效的注浆加固择圈有一定难度蛛。所以必须对鸟未完全固亡结的碴体进行感二次注浆。从椅开挖情况来剩看五,扯大管棚前期注王浆效果较供好卷,独开挖时碴体凝窃固浆体较多，客但在后半段来套看，并不理想却，补注量较大挣。己注入时，慎