​隧道塌方处理方案图(隧道洞口塌方处理方案)

隧道塌方处理方案图(隧道洞口塌方处理方案)

隧道塌方处理方案图是一种指导隧道塌方处理的图表。该图表通常包含了塌方地点、处理 *** 、疏散路线等信息，以便应急部门能够快速、有效地处理塌方事故。隧道塌方处理方案图的 *** 需要考虑到各种可能的塌方原因和应对措施，以减少人员伤亡和财产损失。同时，该图表还需要与应急部门和其他相关方进行有效沟通和协作，以确保最佳的处理效果。

郑兴水 张森 宋宁

保山市公路工程质量监督站 云南省公路科学技术研究院

摘 要：隧道施工过程中经常遇到塌方、变形、岩溶和突水突泥等事故，其中塌方是最为常见和比较典型的一种事故，给隧道施工带来很多困难。以云南省内某在建高速公路在施工过程中出现的塌方事故为例，本文针对隧道塌方处理的施工 *** 及技术措施，进行了介绍和探究。本次塌方事故处理效果较好，研究成果可为隧道勘察、设计、施工提供技术支撑。

关键词：隧道塌方;冒顶;技术措施;

1 工程概况

该隧道为云南省内某在建高速公路隧道，左线长5452m，右线长5425m，为分离式隧道，设行车横洞9处，行人横洞10处，横洞变电所2处，洞门形式为端墙式，边仰坡均采用锚喷防护，纵坡-2.3%(进口往出口下坡)。隧址区地质为残坡积碎石土、强～中风化变质砂岩夹片岩、中风化灰岩夹变质砂岩、中风化砾岩夹砂岩，穿越3处断层破裂带，设计围岩级别为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级，长度分别为4049、5312、1516米，占隧道总长的37.2%、48.9%、13.9%。

2 事故经过及原因

2.1 塌方经过

2019年1月8至9日，连续两天降雨，导致隧道出口左线ZK33+363掌子面发生小范围涌水。

2019年1月10日12点55分ZK33+363掌子面上台阶右侧拱腰出现两股涌水，拱顶逐渐开裂，不断掉块;直至13点，ZK33+363-369上台阶右侧拱部塌方，10榀拱架被砸断破坏，拱顶泥、石不断涌出，涌水量逐渐增大。

2019年1月11日晚7点20分ZK33+363掌子面拱顶坍塌处涌水、涌泥，洞内的材料和机械设备被淹埋，地表塌陷形成约200m2、深度15m的深坑。

2.2 原因分析

冒顶发生在出口左洞，洞内里程为ZK33+363-369，经过洞渣反压后，洞顶掌子面里程为ZK33+374。隧道出口左洞冒顶里程为ZK33+363，此处围岩为强、中风化变质砂岩加片岩，围岩破碎，稳定性差，裂隙发育，成洞条件差，拱顶容易产生塌方，侧壁自稳性差，容易形成大的坍塌及变形，设计围岩分级为Ⅴ级。地下水出水状态以点滴状为主，雨季局部呈淋雨状。

坍塌冒顶处隧道埋深约60m，地质勘察钻孔深度为53.3m，根据钻孔柱状图揭露地质岩层显示，隧道洞室周边为强风化片岩:灰褐色，变晶结构，片理构造，主要矿物成分为云母、石英、长石等，岩石风化强烈，节理裂隙发育，裂面多被铁锰质氧化物浸染，岩芯破碎，呈碎片状，半岩半土状，岩芯采取率60%。

根据隧道左线物探解释断面图分析，设计隧道YK33+245至出口属于浅埋段，下伏地层为中风化变质砂岩夹绢云石英片石，岩质较软，呈层状，裂隙较发育，岩体破碎～较完整，局部破碎，整体围岩强度及稳定性差。隧道穿越区围岩主要为第四系土层及全-强风化基岩和中风化基岩，纵波波速整体偏低，纵波波速Vp=880～1950m/s，视电阻率呈低阻状，围岩分级为Ⅴ级，结构松散，容易失稳，自稳性差，成洞条件差，地势陡峭。

图1 超前地质预报结果 下载原图

超前地质预报结论为:掌子面前方25m范围(ZK33+372～ZK33+347)围岩为强风化变质砂岩夹片岩，节理裂隙发育，节理裂隙间有较多泥质物充填，岩体破碎，结构松散，地下水发育，围岩完整性和稳定性差;预判围岩级别为Ⅴ级。

结合本隧道的地质情形，得出以下结论:隧道出口左洞围岩为砂岩、片岩胶结体，排除溶洞可能，开挖面为土夹石，围岩情况受水影响较大。掌子面位置位于新旧地层软硬交界处，地层遇水变软，开挖过程中，围岩变差，从而导致冒顶，水是主要诱因。

3 处理方案

3.1 加强监控量测

隧道施工中的监控量测是指导施工的依据，在发生塌方这种事故后，更要密切关注监控量测数据，增加量测频率。对塌陷土坑周边埋设地表测点，围绕土坑周边20m范围内埋设，间距5～10m。

对冒顶处掌子面通过目视观察、地质罗盘测量和锤击检查，描述和记录围岩地质情况:岩性、岩层产状、裂隙、地下水情况、围岩完整性与稳定性等。判断围岩级别是否与设计相符，必要时应拍照，测量地下水流量;观察支护效果。

拱顶下沉量测数据，主要用于确认围岩的稳定性。周边位移量测是最基本的主要量测项目之一，与拱顶下沉点布置在同一断面。

对洞顶塌陷土坑周边环境进行详细勘察，确定土体是否为堆积体，有无滑动继续坍塌迹象，用无人机对土坑土体进行高清航拍。视情况对软弱堆积体打设Φ42钢管，挂网喷砼，然后注浆。每日派人对土坑周边土体进行巡视，如有异常，及时上报。

3.2 地表塌坑处理措施

(1)施做环向截水沟:(1)塌方区施工前，先清理侧方可能滑塌的表土、灌木及山坡危石。(2)洞顶截沟槽采用水泥砂浆或混凝土铺砌沟底，防止下渗，确保排水畅通。(3)冒顶区周边地表的凹坑须填平并进行地表防渗水处理。

洞顶截水沟必须尽快在塌陷区域清表完成后施工，以达到截断地表水进入洞口施工范围的目的。洞顶截水沟施工严格按设计要求控制水沟截面尺寸，必须开挖槽坑，禁止直接在地表砌筑水沟，导致水沟露在地面，起不到排水作用。洞顶截水沟根据地形布置，两端要接入地表排水体系，保证排水通畅。截水沟设置要因地制宜，尽可能多的保留地表原有植被。

(2)对洞顶地表塌陷区采用黏土材料回填，回填高度高于原地面50～80cm，形成锥形上拱凸起，坡脚延伸至排水沟内侧，采用彩条布进行覆盖，做好防排水措施。

3.3 洞内塌方处理措施

(1)首先进行人工配合机械清理洞内涌泥及杂物，二衬台车退到安全位置。利用片石及干洞渣对塌方体进行反压至ZK33+374，喷射混凝土封闭;做好引排水措施，将水引致仰拱边沟处集中排到洞外;在掌子面利用C6XP-2隧道多功能钻机钻孔探明前方地质情况及泄水。

(2)对ZK33+374-382段初支进行复测，确定初支未侵入二衬后，在ZK33+375断面重新埋设监控点进行监控量测。对ZK33+374-382段初支环向打设Φ42小导管并注双液浆加固，注浆从轮廓线两侧往拱顶间歇性进行，双液浆水泥:水玻璃为1∶1，注浆压力为1.2MPa。

图2 对ZK33+374-382初支加固示意图 下载原图

(3)开挖ZK33+370-374上台阶，每次纵向开挖0.6m，环向长约5米，并在未破坏的拱架间径向打设Φ42小导管并注双液浆加固，为开挖创造安全条件。

(4)在ZK33+370处上台阶环向施做28m长的Φ108管棚，环向间距40cm，仰角约30°，管棚穿越冒顶处，注双液浆固结冒顶段上方破碎土体，从轮廓线两侧向拱顶，间歇性进行注浆。

(5)经监控量测数据反映ZK33+370-382初支稳定后，进行ZK33+363-370段上台阶开挖及支护。每次开挖0.6m，及时接好冒顶处砸坏的拱架，并沿着环向、径向施做4.5mΦ42超前小导管注双液浆。

(6)待上台阶到塌方掌子面ZK33+363时，对原掌子面进行4.5mΦ42超前小导管注双液浆，超前稳定前方土体，然后上台阶继续掘进支护2米，使得塌方前后初支共同受力，更利于塌方处的稳定性。

(7)待上台阶到塌方掌子面ZK33+363时，对原掌子面进行4.5mΦ42超前小导管注双液浆，超前稳定前方土体，然后上台阶继续掘进支护2米，使得塌方前后初支共同受力，更利于塌方处的稳定性。二衬强度达到85%后，继续采用干渣置换淤泥，安全保证满足仰拱可开挖3米的空间，同时施工中台阶，然后再次闭合仰拱，及时跟进二衬衬砌(ZK33+368-374段)。

(8)待ZK33+368-374段二衬强度达到85%后，严格按照三台阶开挖，加强锁脚施工，用6mΦ89管棚代替Φ42小导管，稳固各台阶拱脚处，及时闭合成环，跟进及二衬施工，严格控制仰拱开挖不超过3米，满足6～8m时进行二衬闭合;待二衬通过冒顶段后，采用原地表黏土对地表塌陷坑洞进行回填、夯实，且回填土体需高于原地表，前期采用防水布覆盖，待回填土沉降稳定后种植灌木、草皮等进行绿化。

4 结语

本次塌方事故的处理效果较好，从监控量测及地质雷达检测结果来看，本次隧道塌方的处理方案是可靠的，对类似围岩隧道的施工及塌方处理有一定的借鉴作用。

对于建设期的隧道塌方现象，如能做好充分的预防措施，可以很大程度的避免事故发生，对于隧道软弱浅埋段的施工要严格执行制定的监控量测方案，对洞内和地表实施动态监测。如若发生塌方，塌方后要加强监控量测，增加量测频率，根据量测信息及时研究对策。

参考文献

[1]李珏池．浅埋软岩隧道失稳机理及塌方处理研究．重庆交通大学，2014．

[2]田洪光．公路隧道塌方冒顶处理施工技术．公路交通科技(应用技术版)，2014,10(05):209-211．

[3]周宗青，李术才，李利平，隋斌，石少帅，张乾青．浅埋隧道塌方地质灾害成因及风险控制．岩土力学，2013,34(05):1375-1382．

[4]王迎超．山岭隧道塌方机制及防灾 *** ．岩石力学与工程学报，2011,30(11):2376．

[5]钟超．明山隧道塌方处理实例与分析．公路交通科技(应用技术版)，2011,7(04):220-222．

[6]刘方，余渊，张学富．小金山隧道施工塌方原因及处治方案研究．公路交通科技(应用技术版)，2008(09):139-142．

[7]马涛．浅埋隧道塌方处治 *** 研究．岩石力学与工程学报，2006(S2):3976-3981.