■蔡少影 ■安徽省公路橋梁工程有限公司，安徽 合肥 230031

隧道是指在既有建筑或者土石結(jié)構(gòu)中挖掘出來(lái)的通道，根據(jù)功能的不同，可以分為交通隧道、水工隧道、市政隧道、礦山隧道等。在公路交通運(yùn)輸行業(yè)迅猛發(fā)展的帶動(dòng)下，隧道工程的數(shù)量也在不斷增加，其所面臨的施工條件日益復(fù)雜。受各種因素的影響，隧道在穿越復(fù)雜地層時(shí)，塌方問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，威脅著施工人員生命安全，因此，做好隧道塌方的有效處理，是需要重點(diǎn)研究的課題。

1 工程概況

揚(yáng)績(jī)高速周灣隧道位于皖贛鐵路與省道S215中間，其中左線長(zhǎng)592m，右線長(zhǎng)591m。周灣隧道左側(cè)100m處，為省道隧道，右側(cè)100m處為鐵路隧道。隧道最大埋深60m，最小埋深8m。進(jìn)口端山體地形較為陡峻，自然坡度＞40°，洞身至出口端山體地形略有起伏，至洞門處趨緩，自然坡腳約30°，洞身中后段分布一小型斷裂構(gòu)造，構(gòu)造帶內(nèi)巖體破碎，帶內(nèi)充填斷層泥。

2 塌方情況分析

施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)周灣隧道右洞K32+940-K32+994，左洞ZK32+910-ZK32+980已施工完成的襯砌拱表面出現(xiàn)多道縱向和環(huán)向裂縫，洞身出現(xiàn)明顯變形和整體沉降，仰拱填充產(chǎn)生錯(cuò)位裂縫、中心部位凸起。部分段落襯砌擠壓變形嚴(yán)重，頂部砼脫落，襯砌鋼筋嚴(yán)重扭曲變形和折斷。已經(jīng)完成的初期支護(hù)變形嚴(yán)重，型鋼拱架發(fā)生扭曲，噴射砼脫落，仰拱填充有不規(guī)則裂縫，初支已經(jīng)浸入二襯凈空，需進(jìn)行二襯破除及換拱處理。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘察以及相關(guān)資料記錄，隧道塌方的主要原因是2013年7、8月份該地出現(xiàn)了歷史罕見的干旱，造成山體變形，9月份又出現(xiàn)連續(xù)陰雨天氣，這種特殊復(fù)雜的氣候條件對(duì)本已脆弱的山體影響較大，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)及測(cè)量日期反應(yīng)了一個(gè)問(wèn)題，在每次下雨之后，洞內(nèi)洞外以及橋梁的變形都比較大，而且，左右洞變形的位置均在同樣樁號(hào)一條水平線上，這主要跟山體的圍巖有關(guān)系，這類圍巖比較松散，遇水急劇軟化并飽和，圍巖之間沒(méi)有自穩(wěn)力，完全形成一個(gè)塊狀物沉壓下來(lái)，并且周灣隧道出口的位置坡度很陡，左洞主線的兩側(cè)為一道沖溝，再?gòu)亩r沉降縫開裂的角度來(lái)看，在山體形成一個(gè)自重的同時(shí)產(chǎn)生的荷載不是均布荷載，在縱向位置形成了一拉力。

3 塌方處理技術(shù)

3．1 塌方處理對(duì)策

在隧道出現(xiàn)塌方問(wèn)題后，施工人員立即對(duì)隧道進(jìn)行封閉，然后通知技術(shù)人員和監(jiān)理工程師進(jìn)行實(shí)地查看，對(duì)塌方段的圍巖以及水文地質(zhì)情況進(jìn)行查明，了解塌方的位置、長(zhǎng)度、塌方量等，繪制相應(yīng)的塌方示意圖。其次，及時(shí)與承建方進(jìn)行溝通，并通知設(shè)計(jì)方以及工程地質(zhì)勘察方的相關(guān)技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查看，進(jìn)一步明確塌方的相關(guān)情況。然后，在查明塌方情況和塌方原因后，施工單位以及監(jiān)理工程師應(yīng)該從實(shí)際情況出發(fā)，提出相應(yīng)的處理方案，經(jīng)承建方和設(shè)計(jì)方共同審核確定后，進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)變更工作。最后，在沒(méi)有得到明確的塌方處理方案前，無(wú)論是由于何種原因造成的塌方，都應(yīng)該暫時(shí)封閉隧道，避免盲目出渣的情況。在經(jīng)監(jiān)理工程師和技術(shù)人員檢查，確認(rèn)不存在安全問(wèn)題滯后，才能進(jìn)行處理和繼續(xù)施工，而一旦出現(xiàn)違規(guī)施工行為，影響隧道安全，應(yīng)該立即停止施工，組織人員撤離到安全區(qū)域。

3．2 塌方處理技術(shù)

對(duì)于施工單位而言，無(wú)論塌方規(guī)模大小，首先應(yīng)該利用腔圍巖暫穩(wěn)的間歇時(shí)間，采取合理有效的措施，使用適當(dāng)強(qiáng)度等級(jí)的混凝土對(duì)周圍的掌子面和圍巖壁進(jìn)行封閉處理，以防止塌方的進(jìn)一步擴(kuò)大，之后針對(duì)不同的塌方情況，采用不同的處理技術(shù)。在該隧道工程中，塌方處理施工技術(shù)包括以下幾種:

(1)護(hù)拱法。對(duì)于塌方較小，塌腔最高處小于3～5m，而且隧道輪廓線以外一側(cè)部位或者局部范圍較小的塌方，可以采用護(hù)拱法進(jìn)行處理。首先，在塌方后，應(yīng)該于第一時(shí)間進(jìn)行人員的疏散，然后對(duì)隧道周圍圍巖壁進(jìn)行噴砼封閉，抓住塌腔圍巖暫穩(wěn)時(shí)間段，進(jìn)行超前支護(hù)施工，支護(hù)可以采用φ 42小導(dǎo)管，或者108mm管棚等。其次，設(shè)置相應(yīng)的鋼拱架，并在其上懸掛鋼筋網(wǎng)，采用φ 22mm鋼筋以及φ 42mm鋼管進(jìn)行接頂處理，將其尾端焊連在鋼拱架上，結(jié)合噴砼模，構(gòu)筑相應(yīng)的護(hù)拱。如果受施工條件的影響，無(wú)法進(jìn)行超前支護(hù)，則可以直接在工字鋼拱架初支上模筑砼護(hù)拱，對(duì)混凝土灌注孔道以及排水管進(jìn)行預(yù)埋處理。然后，在保證護(hù)拱安全的前提下，進(jìn)行注漿小導(dǎo)管和錨桿的施工，通過(guò)注漿的方式，對(duì)圍巖進(jìn)行加固。在注漿操作中，應(yīng)該盡量保證塌腔灌滿，同時(shí)回填緩沖層。最后，對(duì)于塌空高度相對(duì)較小的位置，可以直接噴砼接頂，確保塌空完全灌滿。

(2)護(hù)拱法+拱上拱法。這種方法主要是針對(duì)塌腔高度在5m以上的塌方的處理，其基本步驟包括:其一，選擇強(qiáng)度等級(jí)C20的混凝土，通過(guò)噴灌的方式，對(duì)掌子面和塌腔周圍巖壁進(jìn)行封閉;其二，在隧道斷面輪廓線以外，可以采用間距在0．25m的密排108mm管棚，將管棚的尾端設(shè)置在工字鋼拱架上，牢固焊接，前端則設(shè)置在掌子面塌腔壁上，并盡可能深入巖層內(nèi);其三，在管棚下，對(duì)工字鋼拱架進(jìn)行延伸，將間距控制在0．5m，確保管棚與鋼拱架的緊密連接，噴砼作護(hù)拱，然后在護(hù)拱上，按照其弧度，安裝相應(yīng)的工字鋼拱梁，確保拱梁的梁段能夠深入巖體0．3m以上。然后繼續(xù)噴射混凝土，將護(hù)拱厚度增加到0．8～1m;其四，在護(hù)拱上，設(shè)立鋼格柵拱架，鋼筋鋼管接頂，掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，然后噴砼，將鋼格柵拱架與圍堰緊密連接，形成拱上拱;其五，設(shè)置注漿小導(dǎo)管和錨桿，通過(guò)注漿的方式，對(duì)圍巖進(jìn)行加固。

(3)護(hù)拱法+密排Ⅰ18工字鋼拱架。如果塌腔較大，暫穩(wěn)性差，無(wú)法進(jìn)行拱上拱的施工，則從施工安全考慮，可以采用108mm管棚與工字鋼拱架密排，即護(hù)拱法+密排Ⅰ18工字鋼拱架的處理技術(shù)。在該工程中，某段塌方由于圍巖松散，自身穩(wěn)定性較差，采用一般的護(hù)拱法并不能阻擋塌體的繼續(xù)下落，分析原因，主要還是支護(hù)強(qiáng)度不足，而且也沒(méi)有能夠及時(shí)增加護(hù)拱的厚度。對(duì)此，采用108mm管棚密排配合Ⅰ18工字鋼拱架密排的方式進(jìn)行處理。首先，在封閉掌子面和塌腔之后，利用108mm管棚密排，穿過(guò)塌腔，并在其前端進(jìn)行噴砼加固，在尾端焊接加固。其次，采用Ⅰ18工字鋼拱架雙榀合焊架立，并將其與管棚相互連接。然后，鋪掛雙層鋼筋網(wǎng)，預(yù)埋排水管道和灌注砼孔道，噴砼支護(hù)。最后，在隧道兩側(cè)，設(shè)置小導(dǎo)管，注漿加固。

針對(duì)州灣隧道出現(xiàn)的問(wèn)題，由于發(fā)現(xiàn)及時(shí)，沒(méi)有形成大的塌腔，在裂縫出現(xiàn)初期就立即進(jìn)行處理。對(duì)隧道左右洞出現(xiàn)變形裂縫的初支和襯砌采用沙袋進(jìn)行反壓回填支撐，中間只預(yù)留施工通道，沙袋支撐寬帶10m，間隔15m左右設(shè)置一道。隧道變形段進(jìn)行全斷面注漿處理，采用φ50小導(dǎo)管，縱、環(huán)向間距1m，注漿范圍為開挖輪廓線以外不小于5m，漿液中可加入速凝劑，注漿施工前對(duì)未采用沙袋堆碼的段落用鋼拱架進(jìn)行臨時(shí)支撐，對(duì)于隧道變形嚴(yán)重的二襯及初支段進(jìn)行換拱，換拱后初支采用I22的工字鋼，間距60cm，噴射砼厚道28cm，左、右洞襯砌砼厚道調(diào)整為60cm。周灣隧道左洞出口邊仰坡坡度調(diào)整為1∶1，右洞坡度調(diào)整為1∶0．75，邊坡采取φ50小導(dǎo)管注漿加固，掛網(wǎng)錨噴。邊坡采用錨索框架處理。出口的套拱管棚重新施工。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在隧道工程施工中，當(dāng)穿越復(fù)雜地層時(shí)，受各種因素的影響，可能會(huì)出現(xiàn)塌方問(wèn)題，影響施工安全和施工進(jìn)度。對(duì)此，施工過(guò)程中，施工技術(shù)人員和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員應(yīng)加大檢查頻率及檢查范圍，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的風(fēng)險(xiǎn)誘因，第一時(shí)間采取有效措施進(jìn)行處理，將塌方控制在萌芽狀態(tài)，減少損失，確保施工的順利進(jìn)行。

［1］許來(lái)寶，許燦，唐雨春．關(guān)于隧道穿越復(fù)雜地層塌方處理的對(duì)策與方法［J］．公路工程，2012，37(2):118-122．

［2］張海平．特殊地層隧道塌方處理技術(shù)分析［J］．西部探礦工程，2008(4):149-151．

［3］匡樹均，涂潔．淺談隧道塌方處理措施［J］．山西建筑，2012，37(6):132-133．