飞水岩2#隧道出口段塌方处治方法及施工技术

　　摘要：隧道围岩为挤压破碎带是造成隧道塌方的主要原因，采取切实可行的处治设计和施工技术能顺利安全通过塌方段并积累经验无疑倍受岩土工程界的关注，本文以飞水岩2#隧道出口塌方段实例论述其处治设计及施工技术，可供隧道施工及设计参考。

　　关键词：隧道塌方,处治方法,施工方法及工艺,技术措施

　　1 工程概况及地质条件

　　飞水岩2#隧道是省道S211上连接马尔康和金川重要的公路隧道，全长2739m，建筑限界高5m，宽8m，位于大渡河大金川段高山深切曲流河谷区，两岸山体雄厚，河谷深切，谷坡陡峻，隧道走向基本与河流向一致。

　　隧道最大埋深约250m，一般埋深约100～150m。围岩为燕山晚期细—中粒二云二长花岗岩，主要由钾长石、斜长石、石英、黑云和白云母等矿物组成，具细~中粒结构，块状~片麻状构造。花岗岩形成早期由于岩浆扰动构造作用，由云母、长石和石英形成的岩脉大致呈痕状、隐纹状、线状、带状断续分布构成，对岩体中常见的弧形或缓波状层节理产生了一定的影响。岩体中发育花岗细晶岩脉和花岗伟晶岩脉，大部为伟晶岩脉，伟晶岩脉普遍穿插分布发育，数量较多，一般沿原生节理裂隙延展。岩体坚硬致密，属坚硬岩，围岩完整性好，局部发育数条宽度不等的石英岩脉，大部分围岩干燥无渗水，呈块状及整体状结构，隧道进出口端及局部节理裂隙较发育处呈块裂状、碎裂状结构，判释为Ⅱ～Ⅲ级围岩，局部为Ⅳ级围岩。

　　2 塌方情况及原因分析

　　2010年8月6日凌晨，施工至k4+829时，由于挤压破碎带突变破碎夹有粘性土引起塌方，将掌子面6m(k4+829～k4+835段)初期支护破坏，塌方位于掌子面左侧顶拱、边顶拱部位，最大掉块约4m3，整个塌方量约45m³，塌方堆积体高度超出开挖轮廓线。飞水岩2#隧道k4+829～k4+840段为保证塌方段处理与后期洞挖施工安全，现场确定以以下措施进行施工：

　　塌方原因：

　　(1)地质缺陷：桩号K4+846起向小桩号有一条强挤压破碎带，展布余掌子面中—左部位，呈带状发育，产状N50°W/SW∠50°~65°，挤压破碎带与洞向近于平行，下部陡立，向上部变缓，破碎带带宽3m左右，内有渗水，局部岩体呈松散砂状，完整性差;破碎影响带宽3~4m，带内岩体呈薄层状，下层面上有断层泥和擦痕，受挤压破碎带、影响带、渗水的影响，隧道顶拱和左侧墙岩体较破碎，呈次块状结构~镶嵌碎裂结构，粘结性差，围岩稳定性差，开挖后在拱顶和左侧墙部位易形成掉块和坍塌。

　　(2)施工安全风险高：在该段施工工程中不断有小掉块发生，至使安全风险高，施工进度慢，未及时对原塌方部位进行封闭。

　　3 处治方法及设计方案

　　3.1 对钢支撑保留段处理方法

　　(1)测量现有的钢架支护，防止钢架侵占后期二衬砼空间，对变形严重的钢架进行替换。

　　(2)对K4+836～K4+845段损坏的钢架、连接筋进行替换，使钢架形成整体受力，并在钢架左侧拱脚、拱腰部位增设二道通长[10槽钢，与已有的加固钢架焊接牢固。

　　(3)对K4+836～K4+845段钢架左侧围岩进行小导管注浆加固。注浆小导管施工参数：L=6.0m，φ42，间排距1.0m×1.0m。

　　(4)对K4+840～K4+845段顶拱回填砼，对喷射砼损坏的部位进行补强。顶拱回填砼收缩变形裂开部位采用小导管灌浆补强，小导管施工参数：L=3.0m，φ42，沿裂隙按0.5m布设。

　　3.2 塌方段处理方法

　　由于空腔塌方、掉块仍未停止。为保证施工人员的安全，待塌方段稳定后，便采用预留核心土分部台阶法进行开挖，支护及时跟进，每个循环进尺控制在0.5m内。即采用先分部架立两侧拱墙钢拱架，施工锁脚小导管和锁脚锚杆固定、并对两侧拱墙注浆加固，再顶部空腔回填混凝土封闭。待砼达到强度90%后再将两侧钢拱架连接完整，最后清除中间核心堆渣，按此循环直至掌子面。具体叙述如下：

　　3.2.1 右侧(沿大桩号方向)拱墙脱空较大，约2m厚，先用人工从侧边墙位置开始掏出堆渣，每次掏挖高度不超过4m，纵向长度不超过1m，横向宽度不超过3m，并及时架立钢支撑，钢支撑采用I20b型，间距0.5m，完毕后及时施工锁脚小导管和锁脚锚杆固定，然后将掏出渣体回填以保护已架立好的工字钢。

　　3.2.2 钢支撑架立好后对右侧腔体渣料采用注浆固结的方式进行加固。注浆小导管参数为φ42、L=6.0m，待右侧渣体固结后，再清除底部渣料，并连接钢支撑至底板，同样采用相同的注浆小导管对空腔体渣料进行固结。

　　3.2.3 待右侧(沿大桩号方向)稳定后，人工掏出左侧拱墙堆渣(掏挖深度、高度、宽度尽量与右侧一致)。左侧拱墙无脱空，按间距0.5m布设I20b型钢，型钢间采用φ22钢筋连接，连接筋间距0.5m;在钢架底部、中部施工锁脚锚杆，共8根;系统锚杆施工与原施工图相同，喷射C25砼至初期支护的外轮廓线。

　　3.2.4 待两侧钢支撑达到强度后，利用机械在塌方空腔底部往大桩号方向修筑施工平台，采用人工码沙袋的方式进行封模从而浇注回填混凝土，具体施工工艺如下：

　　3.2.4.1 由于小规模塌方不断，堆渣体已基本填满并局部超出原设计开挖断面。待塌方稳定后，采用往空腔里喷射砂的方式对局部的堆渣未超出设计开挖断面的空隙进行回填，确保堆渣整体超出原设计断面0.3m厚，防止空腔回填砼侵占钢支撑、二衬砼部位，并预留砼浇筑时的沉降位移。

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