阎家村某地道塌方冒顶处理技术

xx隧道塌方冒顶处理技术1、工程概况xx铁路xx隧道地处黄土塬、梁地貌，地表植被一般，第四系覆盖层较厚，地势陡峭，地形起伏较大，地面高程652.34～816.40，相对高差约164.06米，最大埋深为153米，隧道全长2686m，一般标准断面为116.4m2/延米，属于长大隧道。隧道区内无大的断裂构造特征，局部有小的构造特征。隧道范围内涉及地层主要为第四系上更新统黏质黄土，三叠系中统砂岩夹页岩。隧道地下水的类型为基岩裂隙水为主，地下水位受大气降水补给和季节变化影响较大。2、塌方段工程设计情况与地质特点xx隧道DK664+298—DK664+403段原设计为Ⅲ级围岩，支护措施为拱部1200范围内设25×25cm间距的φ6钢筋网片与L=2.5m的Φ22砂浆锚杆，衬砌参数为35cm厚的C30混凝土结构；地表埋深较浅，经过地表勘测最小埋深在19.65米左右。原设计地质情况为三叠系中统强风化砂岩夹页岩，并夹黏质黄土，但主要以水平构造的砂岩夹页岩为主。该段隧道处于一自然冲沟底部（见图1冲沟平面示意与图2断面示意）。从地表揭示的地质情况显示，在DK664+318处明显有一道黏质黄土把水平构造的砂岩截断，该处地表特征经过隧道开挖揭示出正处于与隧道右侧拱腰斜切位置。图1xx隧道出口冲沟平面示意图图2xx隧道出口冲沟断面示意图3、隧道坍塌情况及原因分析3.1塌方情况描述xx隧道该段施工过程中共发生2次塌方：其中2008年6月23日xx隧道出口开挖里程至DK664+302，现场勘测发现DK664+302-306段线路右侧拱部出现宽4.0-4.5m泥岩夹土层破碎带，破碎带与隧道中线夹角约为60°，泥岩为红褐色，土夹层为白色，伴有裂隙水流出，水量较大；破碎带遇水软化，当开挖至DK664+298处时，隧道DK664+302右侧拱腰处发生小面积垮塌，塌口是一个不到1m2的小口。针对这次坍塌我单位于2008年6月25日，请业主、设计、监理、施工单位进行现场勘测研究决定，采取如下措施进行加固处理：DK664+321～DK664+311段拱墙设1.0m/榀I16型临时钢架，按1.0×1.0m梅花型间距施工系统锚杆，钢架与围岩间隙处每隔2m用钢楔楔紧，并采用网喷回填密实。DK664+311～DK664+298段按Ⅳ级加强复合式衬砌施工（衬砌混凝土由原先的35cm素混凝土调整为45cm钢筋混凝土），I16型钢钢架间距加密为0.8m/榀。DK664+305～DK664+298塌方段塌腔采用厚50cm混凝土护拱支挡，超挖部分采用C30砼回填密实。我部在处理方案确定后，积极组织抢护施工。首先对洞内塌体进行喷锚封闭，并于6月25日至6月28日对DK664+321～DK664+313段拱墙临时型钢架架设完成。但由于这些天外部一直下雨，造成坍方部位裂隙水一直不停流出，导致塌体上方的松散体无法自稳，一直坍塌，坍碴下涌至DK664+313，DK664+298～DK664+313洞身全部堵塞，7月5日下午13时20分，塌腔范围突然扩大，坍孔一直坍扩至DK664+309.4,持续时间达87个小时，直至7月9日凌晨5时隧道地表塌陷形成一个面积约为410m2的坍孔，深6—7m左右的大坑，隧道断面全部堵死（见图3塌方示意图），所幸无人伤亡。图3、xx隧道出口塌方示意图3.2塌方原因分析为避免因塌方处理不当而造成新的损失，在塌方处理前，工程技术人员对隧道塌方进行了客观条件与主观条件导致塌方原因的分析。3.2.1地质条件差是形成塌方的关键因素塌方段围岩岩性为砂岩夹页岩风化层，青灰色，泥质砂岩为灰色，泥岩为红褐色，有明显的后期侵入现象，把砂岩的连续性切割断，形成一个4.0—4.5m红泥岩夹土层破碎带，该段砂岩节理较发育，水平节理岩体与陡倾角节理相互切割、破碎，围岩整体性差，红泥岩夹土层破碎带构成的软弱结构面，该结构面对本次塌方起关键因素。喷3.2竖.获2龟长期下咱雨是塌刮方的诱俊导因素您该段围婶岩为砂闷岩夹页慌岩风化废层，青式灰色，肉泥质砂借岩为灰军色，泥昆岩为红信褐色，讽伴有裂垮隙水流充出，水搜量较大沾；夹层放遇水膨迈胀软化可，易造占成大面食积垮塌测。地表吹为中厚壁层水平笔风化砂厨岩与薄刑层水平时风化砂哈岩夹泥舟质砂岩枯软弱带午，遇水菜软化。四泥质砂伐岩向隧幕道小里狠程方向留斜倾，闯经雨水网诱发，取无法形惯成自稳纹条件，咏围岩受敲地雨水牛作用由鉴局部失泽稳发展璃到整体新失稳、书破坏导姻致不断萌出现坍立塌，最狼终隧道罪塌方冒俱顶。录3.2央.灾3课施工爆泼破震动粮影响为处大面积海的塌方泳创造条扁件滤在没有供塌方前治进行一旷次喷锚孩支护的插条件下昆，由于傻该段围汇岩的级瓣别较弱俊，设计仆支护措衬施按被照稼Ⅲ等级支护矩明显有聋不足之葛处，而胁隧道继三续施工代时的爆感破震动默使得本饥就破碎洋的岩体侮强度进益一步降膨低，塌失方体抗宁剪强度李低于其仍自重下申滑力，岗为形成旷大面积董的塌方司创造了聪条件。剧4刘、塌方啊处理方果案的比牛选旅塌方事梅故发生灾后，各挨方对事神故的处愿理提出籍各自的纠方案，嘉归结有煤以下二兽种：案4.格1间小导管膛注浆超俱前支护听法：劣该方法有主要采问用注浆贿小导管酒，对塌掘方体进甘行预支愚护。采贤用短进侧尺、分武阶段开丘挖，对挖塌方体航的支护忌做到随共挖随支宽。此方较案充分送考虑了某隧道的档工程地仅质条件尾与施工逮技术条刊件，充术分发挥储了注浆姿法和小各导管法日的优点箭。但导字管和注种浆的施绞工必须携达到预缴期效果象，即形宏成一个代能支撑缴上面松永散岩石猫的壳体士。若4.肥2六塌坑注畅浆法。捐该方法涨是利用蠢地表塌皂坑向塌成方体注庙浆加固芽，再进滤行塌方全体的开捆挖施工相。但此视方法代再价太高茶，质量尾不易控描制。经速过技术暗、经济炉两个方圣面的比严较，认掩为采用晕小导管脑注浆超复前支护柏处理坍宵方在现同场可操嘱作性强罗，方法善容易实抛行，并新且成本蜓核算较够为节约览。宴油5脚、塌方享处理方夕案（小罚导管注雾浆超前险支护法猴）企本方案辩主要从清初期支怨护、塌烘体开挖盯，洞顶聚塌陷洞茧穴处理晋及二次赠衬砌的乒角度进劳行考虑维5.畏1谈初期支冻护措施损1沙）喷射热厚昏10c染m绞炕强度训为缩C2狼5苏的喷射拐混凝土近将洞内需坍碴表巴面及坍导孔封闭利；帝2舰）洞内婆坍碴采擦用霜φ笼4覆2咱临时小低导管注滔浆加固反虚碴；梅3亮）塌腔旗内采用厉长度蚂为身6这m址的堤φ村4顿2营小导管似进行注巩浆加固奴。注浆验孔位间狭距码1.0准×1.矿0算m碧，梅花尘型布置锁，浆液柜为水泥筝掺芦1写%北速凝剂迁混合浆诉液钢；习辨4超）电DK6捞64+闸309棚.透4赵～概DK6丰64+兽29旱7被全断面苍设认置教I20缴b铃型钢拱麻架，间末距真50c樱m恢/横榀，右皮侧拱架扯拱脚和割垫板处色各设泡置丝4散根冻3.5塑m控长的锁承脚锚杆迅，左侧哨拱架拱徒脚和垫献板处各深设艳置沟2肾根访3.5键m脂长的锁柴脚锚杆训。拱架缠连接钢贞筋环向蜂间葛距若0.就6添米。配沫合钢架僵自右侧掀上台阶农底脚至低左侧拱浊墙次150猎°折范围内址设舰置督φ伴4柜2膝超前小馋导管进楚行预支肿护，小示导管环腿向间拉距国40c泉m浆，长妨度畏3.5供m味，纵轨向杯0.5翼m滚/趋环，与横钢架夹绪角件为姓1贴0困～程１栋5积°蛇。干5.方2鲜塌体开户挖措施医1筒）每步膛开挖进宜尺控制瓶在茎0图．交5m参以内，筹采用刊I16额工字钢振支撑，扯挂网并危喷射混搭凝土。逃特别是园在隧道庭右侧要岛根据围内岩情况森把系统脏锚杆调自整为锁貌脚锚杆吊，煮I16发工字钢竟架间要厚做好横贩向连结毯，以使彩其形成判一个整靠体，防拘止局部橡坍塌而志造成支钳架的倾理覆。在而开送挖薪D喜K零664袄+筑309为-30骄2摩塌口位针置时，敢每榀钢洽架在施浪工锁脚乡锚杆的阵同时还成要打入歌长效度帐3.5门m俗长悬的郑4流根锁脚豪锚杆进弯行加强采，并将妥锚杆与麻钢拱架毫焊接在绩一起。宇2迈）对洞睁内已固借结的坍袖碴进行忘清理时挣，遵循劳先两边暂再中间狐先左侧欲再右侧膀的作业盗顺序。州5.第3岩洞顶塌伤陷洞穴幕处理措看施坚1渔）沿塌固穴四周虏开挖水滩沟并用裹5脚号水泥洲砂浆抹笛面，防塌止地表敞水流入奔塌穴；层同时用祖砂浆封筝闭山体防裂隙，狱防止地泉表水渗型入山体情。并对勇坍孔下少陷暴露虽岩体喷液射敢C2移5淘混凝土岂封闭。于2胞）待衬牧砌完成饼，强度安达部到势100叙%宁后，对自地表塌谦孔桶3屑m屠范围内撇采用三磨七灰土负进行夯井填，塌怎腔范围案内采用落黄土进聋行回填闲，并高危出地表逃一定高著度。孝3近）经过时一个雨碌季，地敞表沉降康基本稳朋定后，炕在塌体稀表面浆筛砌片石弦以利排烦水。床5.斗4肉永久衬视砌的参筐数变更桑衬砌参歼数由设协计爽的揉45c黑m翼Ⅳ促级围岩监复合衬建砌形式填变更邮为率50c四m友Ⅴ概级围岩镇加强式翠复合衬筛砌形式创。壮6破、塌方喜段施工运要点盆6.哲1允在塌体爆稳定后越先对隧护道全断闸面喷去C20质混凝土境加固，沟洞内坍加碴采拴用要φ呜4秆2尽临时小奉导管注活浆加固伟虚碴，厉对靠近脖塌方体享外侧棍8仆-10珠m姥长进行奔全断面截工字钢速116朵临时加四固以免穷塌方区撒域继续莲向外侧南扩展赔。躺示6.趋2戏沿拱部应及边墙抛设置注街浆小导斜管超前父支护，跌第一循苹环施作凳时，从裙破坏里抚程后退体1遗.交Om泉沿支护式轮廓线红，经以提1想0尺—秩15列0蕉外插角谦打入，妻确保导涌管同第违一榀工吹字钢架益连接良根好。其个余循环员沿工字搭钢架外题轮廓打敞入。委6.航3芹采用挖塞掘机开血挖，辅逼以弱爆裹破和风姑镐凿除去，上弧赛导开挖药时，不求能损坏扶核心土唤，确保植掌子面州稳定。射6.租4泥安排人酿员匙24淋小时洞跑内外警燥戒值班颜，预防斯突发事宋件发生服。泽7蒜、塌方猫处理效扎果评价奖7.寇1祝为了保道证塌方子处理能蛛顺利安议全进行匀，随着云塌方体虽的掘进插，在塌餐方段内阅每它5暗米设置侧一个断布面分别救进行围斤岩收敛拣、拱顶裤下沉和脾拱顶压宋力的连滥续监测升，通过肢观测数布据来及蜓时掌握限塌方体繁受力和尊变形的某发展。犯根据不集间断的新监测结舟果表明乒，在整截个处理森过程中安，围岩鹊没有发盒生较大希的位移缠，同时鸭钢拱架酒的受力桂也在控跌制范围忧以内。锡7.括2值根据对袭完成后积的隧道孙衬砌变鸽形观测卸情况，藏原塌方雾段永久源衬砌未捡发现任姜何异常暑。旨从本塌确方段以宏上的处植理结果惰看，处叫理是比团较成功恨的。佩8僻、塌方肯段施工绣的经验圾总结垦8.煤1郑隧道需倍要及时脸做好超要前地质琴预报工翻作。尤疑其是施涂工开挖栽接近设众计探明获的富水想、富泥术、冲沟咏及断层挥破碎带舍时，要肢认真及胁时地分级析和观景察开挖背工作面敞岩性变月化，遇劲有围岩恰整体性尚变差现形象，要和及时改删变施工萄方案。钥8.钳2绵隧道必欲须按照油规范的群要求进饱行围岩饿量测工泛作。通验过对量深测数据湖分析处夺理，按帅照时间欧一位移沫曲线规装