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浅埋隧道塌方冒顶处理技术(3)
[1] 张建军.高速公路隧道洞口浅埋段塌方冒顶分析与治理[J].公路工程,2017(2):187-190.
[2] 郭靖.某隧道浅埋段塌方原因分析与处理方法[J].科技创新导报,2011(31):132.
[3] 黎荐.高速公路隧道浅埋段特大塌方的综合处治技术[J].地下空间与工程学报,2008(3):199-202.
[4] 李敏.浅谈小导管注浆在浅埋段隧道塌方中的应用[J].福建交通科技,2016(3):63-66.
[5] 张正磊.隧道浅埋破碎段塌方冒顶处理措施分析[J].建筑技术开发,2017(15):66-67.
[6] 王松祥.浅谈浅埋隧道塌方冒顶处理技术[J].城市建设理论研究,2015(16):4610-4611.
0 引言伴随我国技术水平的逐渐提升,我国已成为隧道建设领域规模以及难度最大的国家,尤其是针对地形较为复杂的山区高速公路。山岭隧道在穿越岩溶区段的过程中,常常会出现不良的塌方冒顶问题,特别是在接近或者穿越浅埋、断层等复杂地质条件的路段,出现塌方冒顶的可能性大幅上升。隧道施工中,一旦遇到塌方问题,在塌方体达到稳定后,应立即根据其实际情况,结合现有施工条件,对塌方冒顶进行处理,采用合理可行的塌方冒顶处理方法。1 隧道塌方冒顶主要成因分析1.1 自然因素一般来说隧道的地质都是十分复杂的,尤其当有大量地下水时,围岩的地质更加复杂;而当隧道处于浅埋段的时候,施工难度进一步提高,风险进一步加大。而由于技术方面的限制,超前地质预报难免存在一些偏差,从而在施工中仍然会发生一些意外,例如塌方、?管理及技术因素地形、地质、水文条件决定了施工技术方案的选择,为确保隧道施工安全、顺利地掘进,必须针对隧道所处的地形、地质、地下水等情况等制定详细可行的施工方案及处置预案,若方案针对性不强,则难以达到安全、顺利地推进施工的目标。因此团队的施工技术水平、决策能力、工作态度及管理水平的高低都将会严重影响隧道的设计质量、施工质量。2 隧道塌方冒顶处理技术措施在塌方、冒顶发生之后,技术人员须立即确定其范围大小以及形状,并且根据当地的地质构造对于塌方的位置进行加固处理,采取一切可以利用的维护措施,避免造成更大的损失。主要包括:(1)对掌子面处回填石碴进行反压,同时再采用喷射混凝土将掌子面以及回填体予以封闭,并可在回填体中预置或打入注浆钢管,回填后立即进行注浆,将回填体和塌方体固结,避免继续垮塌;同时,对地表水进行拦截、引排至施工影响范围以外;(2)根据洞内塌腔的大小,设置钢拱架护拱,护拱设在原有的钢拱架内侧,底部支垫牢固后用喷射混凝土封闭钢拱架与原有初支之间的空隙,与原有的初支钢拱架共同形成强有力的支撑,避免塌方范围扩大,损坏原有的钢拱架,从而导致更大的破坏(今后在塌方、冒顶治理妥善以后,逐一拆除护拱,避免侵入二次衬砌界限内);(3)对塌腔的顶部设置有效的支护,可采取超前管棚、或超前管棚间穿插注浆小导管的方法,在前方形成棚护体系,有力地支撑围岩,并通过管棚、导管注浆把松散的围岩固结成为一个总体,防止造成后续大面积的塌方事故;塌腔形成棚—拱支护体系后,逐榀支设钢拱架、挂网、喷射混凝土,在喷射混凝土时预留注浆钢管,每环分别在拱顶、两侧共预留3 根,用于对塌墙内注浆加固;(4)确保内部施工人员的人身安全,在隧道内部的顶端位置设置一个导流备用的管道,并且在旁边的侧壁位置设置引水的孔洞,减轻周围过大的压力;(5)地表采用钢管注浆加固,加固前计算好钢花管打入的深度,确保浆液能够扩散至拱顶,从而将拱顶上方的塌方体充分固结成整体;(6)然后在塌方范围采用一层喷射混凝土或者普通钢筋混凝土进行封闭,防止地表水渗入。随后进行回填、绿化;(7)通过上述步骤,塌方及冒顶治理妥善以后,尽快施作二衬。3 工程概述某隧道工程项目的最大埋深尺寸为110m,其处于侵蚀、溶蚀的地貌条件下。该隧道项目横向贯穿当地的河流体系,地形条件非常的复杂,而南侧的地势较为平缓。在该隧道项目施工的过程中,隧道右幅进洞施工到18m 的位置上,拱顶与右拱腰的位置上出现掉块的情况,同时存在右拱腰涌水突泥的问题,然后开始发生坍塌的问题。随着时间的推移,洞顶坍塌的高度达到6m,次日开始出现坍塌冒顶的问题。该隧道部分的围岩厚度尺寸约为9.5m,地表塌陷尺寸为6m×7m。4 塌方冒顶原因分析对于塌方部分进行详细的地质勘测之后,总结塌方的原因如下:(1)隧道塌方地带的地质条件非常差,比如输送,内部含有比较多的碎石材料,而右侧拱腰的位置上存在涌水的问题;塌方位置是土壤和碎石的交界位置,且埋深相对较小,只有9m,导致塌方问题出现的主要原因就是地表降水之后导致岩石内部积水量比较大,松散土壤经过浸泡之后,和碎石交界的位置开始发生推移,进而引发坍塌事故。(2)隧道塌方位置上的长管棚以及超前小导管的交界方位,由于长管棚的高度属性要明显小于小导管结构,在开展端头切割处置工作后,长度为3.5m 的小导管受力会在短时间内迅速增大,如果注浆施工质量不过关,那么就会丧失其应有的效应。(3)隧道拱顶分布着诸多的灌木丛,同时施工部分所构成的截水沟拱顶部分的间隔比较小,只有5m 左右,在地表降水之后,有部分水直接从截水沟流出,雨水下渗比较严重。(4)开挖施工时扰动土体含水量过大,隧道跨度比较大,在开挖过程中,发现隧道洞内出现大面积渗水并有多处较大股水,在开挖扰动后围岩内的细小粘粒随流水流失,减弱了围岩自稳能力,在没有采取相应的应急措施情况下,易产生掌子面坍塌,甚至于冒顶的发生。5 隧道塌方冒顶处理方案隧道施工前必须制订详细、有实施性的施工方案及应急预案,并在施工过程中根据实际开挖揭露的地质情况实时进行调整以确保安全施工,一旦发生了浅埋段塌方以及冒顶的情况,立即启动应急预案,有组织、有秩序地进行抢险救灾工作,避免破坏程度进一步扩大 洞外处理(1)在隧道塌上进行修坡,能够让得其从上至下构成1:0.5 的坡度,塌方方位上洞室构成漏斗形状,顶端安置防雨棚,并且在四周的位置上设置排水沟装置,确保地表水和雨水能够及时排出去,防止塌方事故严重发展。(2)塌方方位上的洞室坡面周边采取φ42mm×3.5mm、直径为3.5m、间隔为1.0m×1.0m 的小导管来开展注浆加固处理,采用梅花形的设置方式。塌方洞室四周应用的是C20 混凝土喷射施工,其厚度要在10cm 以上,且裸露坡面高度在5m 以下。(3)前两个环节的工作处置结束后,就可以回填漏斗的洞室,采取优质土予以分层填筑作业,且单层厚度不能超过15cm。在回填施工开始前,应该将漏斗位置上的杂土清理干净;回填土在夯实处理之后,要保证其高度要超出拱顶至少4m,然后使用φ42mm×3.5mm、间距为0.8m×0.8m、直径为3.5m 的小导管注浆作业,小导管迅速打至土层结构之中。在洞内隧道初期支护完成之后,要对地表以下、到顶部4m 以上的方位上予以回填作业,接着再予以分层夯实作业,确保其最后高度要超出地表20cm 以上 洞内处理洞内施工应该在塌方位置上回填小导管注浆施工之后且土体稳定性合格后进行。(1)因为回填土施工方式予以处置,所以在邻近塌方的部位上开始施工,要进行人工清理处理,防止机械振动而导致二次塌方事故。(2)工清理处理之后,边墙会再度临空,侧应力完全消除,结构稳定性比较差。为了避免再次出现用水突泥的问题,应该在坍塌的位置上制作外插角10°~30°、长度为5m、环间距为0.4m 的超前注浆小导管,在结构稳定性达标后开始进行清理施工。每次清理0.5m 之后,要立即开始架设1 榀S18 工字钢拱架,然后在施工位置上铺设钢筋网、锚杆等,再进行混凝土喷射施工。(3)清理时,为了防止发生二次塌方的问题,需要严格观测沉降量参数。在该环节中,需要在新架设的钢架上进行。伴随着隧道拱顶、拱部、边墙部分的沉降反应,只要是超出规定要求的参数,或者沉降速度突然加快、结构变形严重、开裂等,就应该立即停止施工,并且及时将所有施工人员撤出施工地点,在沉降稳定之后再进行相应的?注意事项(1)隧道施工期间,相关的工作人员应该开展超前地质预报环节,需要及时掌握覆盖层的地质条件,在浅埋段部分应该合理的设置符合工程数量标准要求的地质钻孔以确定地质条件和植被状态,然后根据实际情况采取必要的预防处理措施,更好地消除安全事故的问题。(2)施工开挖的过程中,应该根据实际情况选择合适的预裂爆破、光面爆破技术来开展施工。对于破碎岩土部分来说,需要采用人工开挖方式,可以更好保护围岩结构。(3)隧道施工方面来说,要严格按照新奥法的施工工序进行,并且应该详细观测各个结构部分的沉降问题,只要是存在异常的情况就要立即停止施工,采取必要的措施解决之后才能继续开展施工,避免引发严重的安全事故。(4)通过使用超前注浆小导管来进行中小型的塌方事故有着非常高的优势,其安全性和稳定性比较高。6 结束语综上所述,隧道塌方事故是较为常见的,会造成极为严重的后果,此时隧道施工单位应该综合分析导致隧道塌方的主要原因,并且总结出切实可行的应对措施,以更好地降低隧道塌方的影响,保证工程和人员的安全性,同时在今后的隧道施工中,要进行地质超前预报,及时掌握地质条件,采取必要的隧道塌方预防措施,确保隧道施工的安全性合格。通过本文,希望能够对同类工程的施工起到一定的参考和借鉴意义。参考文献[1] 张建军.高速公路隧道洞口浅埋段塌方冒顶分析与治理[J].公路工程,2017(2):187-190.[2] 郭靖.某隧道浅埋段塌方原因分析与处理方法[J].科技创新导报,2011(31):132.[3] 黎荐.高速公路隧道浅埋段特大塌方的综合处治技术[J].地下空间与工程学报,2008(3):199-202.[4] 李敏.浅谈小导管注浆在浅埋段隧道塌方中的应用[J].福建交通科技,2016(3):63-66.[5] 张正磊.隧道浅埋破碎段塌方冒顶处理措施分析[J].建筑技术开发,2017(15):66-67.[6] 王松祥.浅谈浅埋隧道塌方冒顶处理技术[J].城市建设理论研究,2015(16):4610-4611.
文章来源:《石化技术》 网址: http://www.shjsbjb.cn/qikandaodu/2021/0205/816.html
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