辽宁省交通工程有限公司 辽宁省沈阳市 110000
摘要：目前，随着基础设施的快速发展，公路工程中隧道工程占比越来越大，地质围岩情况越来越复杂，在整个设计及施工过程中存在由于设计深度不足，技术措施不合理、施工方法不当、施工工艺不到位、现场管理薄弱等环节的诸多问题，隧道坍方、作业人员伤亡等事故时有发生。一般以页岩、泥岩、片岩、炭质岩、千枚岩等为代表的软质岩地层，由于其强度低、稳定性差，开挖暴露后易风化、遇水易软化，尤其是深埋地段受高应力影响容易发生塑性变形从而塌方。某隧道位于吉林省东南部长白山系老岭山脉西南段的南侧，鸭绿江西北部，地质情况复杂。重点阐述了隧道塌方的实际情况及处理措施，指出了对断层破碎带、中风化花岗斑岩Ⅳ级、Ⅴ级围岩级别确定的重要性，为位于北寒、冰冻地区通过复杂地质地段的隧道施工提供了实践经验。
关键词：公路隧道；塌方处理；技术运用
引言
在地质不良的地段修筑隧道，常会遇到洞顶围岩下榻、侧壁滑动，甚至冒顶等严重事故，这些现象在施工中称为塌方。塌方威胁人身安全、使施工延误工期、围岩更不稳定。故在施工中应预防其发生，发生塌方后需及时准确处理，减少塌方带来的危害。
一、隧道工程对塌方段的处理措施
1.1 塌方情况简介
由于隧道左、右幅围岩受隧道地质情况与原设计不符，且破碎、夹泥、围岩突变性强、渗漏水现象较频繁，在施工过程经常发生不可预见、不可避免的塌方。某日，右洞安全、质量巡查人员发现RK2+254段落初期喷射混凝土出现裂纹；早晨8：00，RK2+254段出现塌方，工字钢、锚杆、超前、钢筋网等全部损坏，大量土石掉落、堆积；随后从RK2+254-RK2+270段发生大范围的垮塌，直至18：00时，塌方体才基本处于稳定状态。经现场目测，塌方范围为RK2+254～RK2+270段落的塌方量约1000m³，塌方物为泥土夹杂块石和巨石，现场查看有巨石对钢拱架造成破坏，塌方导致此段落范围内初支拱架断裂、变形，由于发现及时，现场未造成人员伤亡。
1.2 塌方段实际与原设计对比情况
RK2+254～RK2+270段顶板埋深约70米，围岩为中风化花岗斑岩，结构面发育，结合好，块状结构岩体较破碎，岩质较坚硬，Rc=56.52Mpa，Kv=0.45，（BQ）=352。地下水位高于隧道顶板，洞壁潮湿滴水，围岩属Ⅳ级围岩，原设计衬砌型式为JJ4。实际开挖后未发生变更。
1.3 现场采取的塌方处理方案
1、塌方段的反压处理
为了抑制塌方继续扩大，对RK2+254～RK2+270段落整体进行回填反压处理，保护既有成型初支，避免已完成初支下沉、开裂侵占二衬结构厚度。回填反压体采用土石质洞渣，有利于塌体稳定及支撑既有成型初支，回填的洞渣由自卸车从洞外运至塌方现场，用装载机和挖掘机联合作业反压回填。从RK2+254～RK2+270段处开始回填反压，正面修成三级台阶作业平台，边坡坡顶至RK2+254～RK2+270段拱顶处，坡比为1：1以利于坡面稳定，中间设置工作平台。完毕后对反压体表面进行C25混凝土的喷射，形成整体封闭稳定结构，对塌方围岩和既有初支起到更好的支撑作用，避免再次滑塌，为下步注浆工作提前做准备。
2、塌方段的注浆处理
对RK2+254～RK2+270段落回填反压体、塌方体等采用Φ42*3.5mm小导管注浆固结，并对该段落左侧进行径向注浆加固。小导管长度为L=6m，间距100*100cm（环*纵布置，可根据实际情况进行调整），人工搭设作业平台，注浆从RK2+254～RK2+270左侧拱脚开始至拱顶处，采用单液浆注浆机，浆液水灰比为1：0.6，注浆压力控制在0.5～1.0Mpa。
3、塌方段主体反压和注浆处理
对RK2+254～RK2+270段落，逐步进行回填反压，再对反压体表面和左侧空腔进行C25混凝土的喷射，使其表面形成封闭板结的整体。然后采用Φ42*3.5mm小导管注浆固结，并对该段落左侧进行径向注浆加固。小导管长度为L=6m，间距100*100cm（环*纵布置，可根据实际情况进行调整），注浆从RK2+254～RK2+270左侧下导开始至拱顶位置，全部进行注浆加固。
4、塌方段主体换拱的处理
待前段注浆完毕，浆液达到预期强度，整体稳定。将RK2+254～RK2+270段落左侧已严重变形的钢拱架全部逐榀逐单元更换。
1）在RK2+254～RK2+270段落拱顶中心右侧1m处、右侧中导处位置竖向支立20a的工字钢做临时稳固支撑；RK2+254～RK2+270段落掘进换拱时，采用三台阶开挖。
2）具体步骤：先将RK2+254～RK2+270左侧拱顶a单元工字钢更换，并用锁脚小导管锁住本单元钢拱架，再注浆加固。然后更换左侧b单元工字钢，并用锁脚小导管锁住本单元钢拱架，再注浆加固。最后更换左侧c单元的工字钢。RK2+254～RK2+270段落工字钢间距为80cm/每榀。在换拱过程中，加强对右侧初期支护的监控量测，如发现初支有侵占二衬轮廓线的情况，需与右侧同截面同时进行逐榀、逐单元更换。
5、隧道左侧塌腔的处理
1）对左侧塌腔体表面喷射15cm厚C25混凝土作为塌腔体的护壁，稳定加固防止再次继续掉落碎石。
2）在塌腔体底部，隧道喷射混凝土轮廓线外用模版支撑，浇筑一层10cm厚C20混凝土，作为塌腔体的底部支撑；在接近拱顶处预留50*50cm窗口，便于下一步施工。
3）塌腔体内部将注入轻质材料（炉灰渣或矿粉），将泵送管从预留口处伸入至塌腔体顶部距离1.5～2.0m处，泵送轻质材料回填。
4）回填完毕后，封堵预留口此处塌腔处理完毕。
6、塌方段监控量测的控制
施工处理时，加设了监控量测测点，共设置8个断面，每个断面共测8条测线。根据量测记录绘制出的各个断面的净孔变位—时间曲线显示。在塌方处理的过程每个2、4、6小时进行数据监控，确保措施有效，为质量和安全提供必要的支撑数据。
7、塌方段洞顶原地面的观测和处理措施
项目测量队根据实际塌方范围，在洞顶原地面附近加设了监控量测测点，共设置8个断面，每个断面共测8条测线。根据量测记录绘制出的各个断面的沉降曲线显示。原地面的沉陷范围。为防止发生二次灾害，将采取必要的处理措施。在原地面塌腔上面，布置打钻10～15个直径10cm的孔井，喷入混凝土或轻质材料，回填塌方腔体。
2.隧道塌方处理施工工艺
图 3.1-1施工工艺流程
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3.隧道洞身初期支护要点
1、采用三台阶七步开挖法施工的隧道，应将超前地质预报纳入施工工序，并根据工程水文地质变化情况，及时调整各部台阶长度或施工方法，采取相应的技术措施，及早封闭成环，保证施工安全。
2、采用三台阶七步开挖法施工的隧道，应根据工程水文地质条件，按设计要求做好超前支护，防止围岩松弛，保证隧道开挖安全。在断层、破碎带、浅埋段等自稳性较差或富水地层中，超前支护应按设计要求进行加强。
3、三台阶七步开挖法施工应符合下列要求：
1）以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破。
2）弧形导坑应沿开挖轮廓线环向开挖，预留核心土，开挖后及时支护。
3）其他分步平行开挖，平行施做初期支护，各分部初期支护衔接紧密，及时封闭成环。
4）仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系。
5）施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全。
6）完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。
4、超前地质预报与勘探
及时进行隧道围岩级别的超前地质预报观测，并对掌子面进行勘探钻孔，准确的掌握前方隧道岩体的岩性、断裂构造和节理裂隙发育情况。
结束语
隧道施工中，必须加强对围岩的观察，掌握地质构造变化的规律，做好地质超前预报。隧道一旦出现塌方迹象时，必须尽快制定临时处理方法，短进尺，慢进尺，使支护达到一定的强度时，再进行下一环施工，并组织精干队伍抓紧进行处理，防止塌方蔓延、扩大。第一时间封闭现场，进行全面的排查，塌方体就行回填土反压，控制进一步塌方。隧道塌方处理是一项艰难而复杂的作业，处理方法也很多，需根据塌方的规模、部位、具体情况而确定。
参考文献：
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