陳其輝

(銅仁地區(qū)交通運(yùn)輸局，貴州 銅仁 554300)

隧道坍塌及初期支護(hù)變形是隧道施工中較為常見(jiàn)的一種事故，不僅會(huì)延誤工期、提高工程造價(jià)，甚至?xí)斐扇藛T傷亡。如果處治不當(dāng)，還可能影響后續(xù)施工，遺留工程質(zhì)量隱患等問(wèn)題［1-5］。因此，分析隧道事故發(fā)生原因，采取有效措施進(jìn)行處治是隧道設(shè)計(jì)和施工中面臨的重要課題。

針對(duì)麻溪坳隧道進(jìn)洞時(shí)出現(xiàn)的坍塌冒頂事故，從不良地質(zhì)、雨水侵蝕作用以及設(shè)計(jì)施工等方面分析事故發(fā)生原因。綜合分析坍塌的規(guī)模及現(xiàn)場(chǎng)揭露的地質(zhì)情況，結(jié)合洞內(nèi)施工條件及施工情況，提出封閉注漿處理方案。并在處理段增設(shè)監(jiān)測(cè)斷面，通過(guò)監(jiān)控量測(cè)判斷圍巖的穩(wěn)定狀況及坍塌變形處理效果。

1 工程概況

麻溪坳隧道位于貴州省銅仁地區(qū)印江縣木黃鎮(zhèn)金星村與松桃縣烏羅鎮(zhèn)半坡臺(tái)村接壤處，設(shè)計(jì)為整體式隧道，呈東西向展布。洞室凈空9.80 m×8.10 m，起止樁號(hào) K11+303.204—K11+560.000。斷鏈 K11+313.270—K10+970.006，隧道長(zhǎng)600 m，屬中長(zhǎng)隧道。

該隧道位于高中山深切谷地斜坡地貌區(qū)，隧道穿過(guò)高中山山脊中部。區(qū)內(nèi)最高高程在K11+479.030處，1 380.91 m，最低高程在出洞口處，1 263.91 m，相對(duì)高差117.00 m，隧道設(shè)計(jì)高程1 262.35～1 251.57 m，高差94.911 m，隧道最大埋深約121.00 m。隧道走向與山脊走向約成90°正交。區(qū)內(nèi)山坡除隧道中部K11+480－K11+650上部一帶較緩?fù)?，其余坡度較陡，一般為28°～50°，植被發(fā)育，水土保持較好。隧道區(qū)地處亞熱帶濕潤(rùn)區(qū)，多年平均氣溫17.4℃，多年平均降雨量1 049.3 mm，平均無(wú)霜期295 d，最長(zhǎng)無(wú)霜期315 d，干旱為主要災(zāi)害性天氣，常有霜凍、冰雹、暴雨、大風(fēng)等襲擊。本隧道為越嶺隧道，區(qū)內(nèi)地表水系不發(fā)育，無(wú)常年性地表水體，僅見(jiàn)兩條季節(jié)性沖溝，其中一條與線路近于平行，一條與線路近于垂交，地表水主要為大氣降水形成的地表面流，水量受季節(jié)性影響變化較大，其自然排泄暢通。

2 隧道坍塌冒頂及其原因分析

2.1 隧道坍塌冒頂

麻溪坳隧道于5月15日開(kāi)始出現(xiàn)坍塌，并于5月17日下午出現(xiàn)冒頂。塌方深度約為40.3 m(至拱頂)，最大直徑約為25.0 m。

2.2 隧道坍塌冒頂原因分析

1)地質(zhì)原因

隧道出口位于山坡斜坡較陡地段，巖性為碎石土及弱風(fēng)化砂質(zhì)板巖及弱風(fēng)化灰?guī)r，巖石裂隙較發(fā)育，巖體較破碎，完整性較差，表層殘坡積碎石土層厚度較小，圍巖分級(jí)為Ⅴ級(jí)，成洞條件較差，圍巖易坍塌。

2)降雨原因

隧道進(jìn)、出口位于山體斜坡位置，分布高程較高，地表水對(duì)隧道施工影響較大;且連續(xù)暴雨造成地表面流對(duì)洞口有沖刷破壞作用。另外雨水導(dǎo)致圍巖強(qiáng)度降低，土質(zhì)軟化，自穩(wěn)能力下降。

3)其它原因

前期地質(zhì)勘察欠準(zhǔn)確，導(dǎo)致設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)偏弱;同時(shí)施工中存在欠挖，多次補(bǔ)炮增加了對(duì)巖石的多次擾動(dòng);另外二次襯砌未及時(shí)跟進(jìn)，最終導(dǎo)致隧道進(jìn)洞60 m左右發(fā)生坍塌冒頂事故。

3 隧道坍塌冒頂處理方案

針對(duì)麻溪坳隧道坍塌冒頂，現(xiàn)提出以下處理方案(如圖1所示):

1)冒頂周邊進(jìn)行排水處理(排水溝、截水溝等)，具體為對(duì)塌坑用防水材料搭棚進(jìn)行防護(hù)，防止雨水侵入;并在塌坑外5 m處迅速開(kāi)挖截水溝，斷面為梯形，底寬0.4 m，深0.4 m，邊坡1∶1并進(jìn)行夯實(shí);對(duì)地表水進(jìn)行堵截，完善地表臨時(shí)排水系統(tǒng)。

2)冒頂周邊未坍塌段進(jìn)行加固處理，如施作地表砂漿錨桿等，防止二次坍塌;封堵堆積體，素噴20 cm厚C25混凝土，并用 φ42×4 mm，長(zhǎng)3 m間距1.5 m小導(dǎo)管注漿封閉，形成止?jié){墻，以防塌方堆積體繼續(xù)擴(kuò)大。

3)塌腔進(jìn)行掛網(wǎng)噴漿封閉塌壁，并施作錨桿加固塌壁;塌腔底部施作1 m厚護(hù)拱，護(hù)拱上部鋪設(shè)一層緩沖層，最后回填處理。

4)加強(qiáng)初期支護(hù)及加厚二次襯砌，同時(shí)加密鋼筋。

圖1 處理方案示意

4 處理效果評(píng)價(jià)

為了掌握塌方區(qū)處理后圍巖的穩(wěn)定性及反饋塌方處理效果，按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在里程ZK4+071處增設(shè)了圍巖變形量測(cè)斷面，量測(cè)隧道拱頂下沉及周邊位移。

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)曲線見(jiàn)圖2。由圖2可以看出，處理初期圍巖變形量較大，但隨后很快趨于穩(wěn)定。由此表明，坍塌處理達(dá)到了預(yù)期的目的。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)曲線

5 結(jié)論

1)從不良地質(zhì)、連續(xù)降雨、設(shè)計(jì)及施工等方面分析了麻溪坳隧道塌方原因，并提出了處理方案。

2)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果表明:注漿效果良好，能夠保證隧道安全掘進(jìn)，坍塌處理達(dá)到了預(yù)期的目的。該方案施工安全可靠，在麻溪坳隧道塌方冒頂處理過(guò)程中，未發(fā)生再次坍塌。并且具有節(jié)約資金、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)類似工程事故處理有一定的借鑒作用。

［1］ 黃華，張永厚．超前加固支護(hù)技術(shù)在改建鐵路隧道洞門施工中的應(yīng)用［J］．鐵道建筑，2010(4):48-50．

［2］ 李志勇，晏莉，陽(yáng)軍生．淺埋偏壓連拱隧道中導(dǎo)洞塌方數(shù)值分析與處理［J］．巖土力學(xué)，2007，28(1):102-106．

［3］ 李曉紅．隧道新奧法及其監(jiān)控量測(cè)［M］．北京:科學(xué)出版社，2002．

［4］ 關(guān)寶樹(shù)．隧道工程施工要點(diǎn)集［M］．北京:人民交通出版社，2003．

［5］ 李輝，李琪，劉慶豐．武廣鐵路客運(yùn)專線隧道施工監(jiān)測(cè)技術(shù)［J］．鐵道建筑，2010(1):142-145．