閆 峰

（太原高速公路分公司，山西 太原 030027）

泉三高速公路是國家規(guī)劃的重點(diǎn)干線公路“泉州至南寧”橫線和“長春至深圳”縱線的重要組成部分。南接沈海高速公路福廈線，北連長深高速三明段。它的建成有利于完善全國“五縱七橫”國道主干線骨架網(wǎng)，縮短閩南“金三角”地區(qū)與華中地區(qū)之間的距離。項(xiàng)目顯著特點(diǎn)：項(xiàng)目途經(jīng)區(qū)域多屬山嶺重丘區(qū)，地形起伏變化大，水文、地質(zhì)條件復(fù)雜，施工條件艱苦。

1 隧道基本情況及塌方情況介紹

新嶺格隧道為泉三高速公路泉州段最長隧道，是該段的關(guān)鍵控制性工程，隧址區(qū)地形起伏變化大，水文、地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜[1]。

1.1 地理位置

隧道位于泉州市永春縣錦斗鎮(zhèn)新嶺格與桂洋鎮(zhèn)新嶺頭交界處，設(shè)計(jì)為分離式隧道，左線全長3158 m（ZK91+082—ZK94+240）， 右 線 全 長 3411.5 m（K90+830—K94+241.5），隧道最大埋深約325 m。隧道采用全射流風(fēng)機(jī)縱向通風(fēng)，電光照明。左線進(jìn)口采用端墻式洞門，右線進(jìn)口采用削竹式洞門，出口統(tǒng)一采用削竹式洞門，隧址區(qū)以凝灰熔巖為主，屬于構(gòu)造剝蝕中低山間夾侵蝕河谷微地貌。

1.2 地形地貌

隧道穿過新嶺格、新嶺頭分水嶺，與省道203呈小角度交叉。隧址區(qū)地形呈圓形或橢圓形圓丘，間夾緩坡形山間沖溝，溝谷與山脊呈波浪狀起伏，一般坡度10°～30°，局部坡度較陡，自然斜坡較穩(wěn)定，植被發(fā)育。

1.3 隧道工程地質(zhì)條件

擬建隧道K91+800處有（F7）斷裂通過，北西-南東向經(jīng)過新嶺格、新嶺頭向桂洋方向延伸至ZK94+300里程處，斷裂走向335°，傾向245°，傾角85°，長約3200 m，斷裂上下盤巖性為凝灰熔巖，斷裂性質(zhì)屬壓性逆斷層。另外位于ZK93+250里程處有（F8）斷裂南北向與（F7）斷裂相交穿插，斷裂走向270°，傾向360°，傾角80°，長約800 m，上下盤巖性為凝灰熔巖，斷裂性質(zhì)屬張性正斷層。受斷裂影響，延?xùn)|西向有多處構(gòu)造破碎帶，對(duì)隧道施工造成很大影響。

1.4 隧道洞內(nèi)塌方發(fā)生

根據(jù)隧址區(qū)水文、地質(zhì)條件可知，該隧道施工難度大，水文、地質(zhì)條件復(fù)雜多變，施工期間隨時(shí)可能發(fā)生塌方、變形等情況。隧道設(shè)計(jì)采用新奧法，4個(gè)洞口同時(shí)施工，隧道施工期間曾發(fā)生過大小塌方多次，其中右線出口端YK92+296處塌方比較典型，處理難度較大。塌方段落為下導(dǎo)坑開挖處，塌方處距離掌子面約有100多米，K92+296—K92+278段（大里程方向）初期支護(hù)右側(cè)拱頂?shù)焦澳_初期支護(hù)完全損毀，同時(shí)導(dǎo)致K92+296—K92+299段初期支護(hù)拉裂，裂縫自拱腳起直達(dá)拱頂位置，大量的裂隙水從裂縫中流出，裂縫寬度約20 cm。從塌渣情況來看，圍巖破碎，巖石表面有暗紅色的水銹。塌腔頂部左側(cè)存在一條斜向的軟硬巖石分界線，右側(cè)為強(qiáng)風(fēng)化破碎圍巖，左側(cè)圍巖稍好，巖性為凝灰熔巖。

2 塌方原因分析

隧址區(qū)水文、地質(zhì)條件復(fù)雜多變，地質(zhì)條件差，巖石破碎，掌子面存在夾泥現(xiàn)象，再加上地下水豐富，造成施工難度極大，極易發(fā)生塌方。本次塌方經(jīng)多方現(xiàn)場(chǎng)勘察，一致認(rèn)為造成此次塌方的主要原因?yàn)榈刭|(zhì)因素。

2.1 隧道工程地質(zhì)條件差

該段圍巖節(jié)理和裂隙極發(fā)育，從塌渣情況來看，圍巖破碎，局部存在孤石，巖石表面有暗紅色的水銹。塌腔頂部左側(cè)存在一條斜向的軟硬巖石分界線，右側(cè)為強(qiáng)風(fēng)化破碎圍巖，左側(cè)圍巖稍好，如此差的圍巖，對(duì)隧道施工必然造成很大的影響。

2.2 人為因素

對(duì)于圍巖不好的段落，下導(dǎo)坑開挖長度、封閉時(shí)間一定要控制。下導(dǎo)坑開挖距離長，放炮再加機(jī)械作業(yè)，勢(shì)必對(duì)上導(dǎo)坑初期支護(hù)、圍巖造成很大的擾動(dòng)。支護(hù)不及時(shí)、開挖后圍巖暴露時(shí)間比較長、圍巖風(fēng)化嚴(yán)重，導(dǎo)致上導(dǎo)坑初期支護(hù)拱腳處失穩(wěn)，再加上各工序之間沒有合理地安排，更是加速了塌方的發(fā)生。

3 塌方處理方案的選擇

隧道工程屬于地下工程，施工期間可能發(fā)生各種危險(xiǎn)情況，塌方是伴隨隧道施工經(jīng)常發(fā)生的事故，一旦發(fā)生，將會(huì)造成工期延誤、工程費(fèi)用大幅增加，更有甚者造成嚴(yán)重的機(jī)械損失、人員傷害等。塌方處理方案的合理確定尤為重要，如果處理不當(dāng)，會(huì)留下嚴(yán)重的工程質(zhì)量隱患，給項(xiàng)目后期運(yùn)營期的維修、養(yǎng)護(hù)帶來極大困難。

塌方處理通常采用的方案有：

a）塌方體積較小，根據(jù)塌腔的穩(wěn)定情況，對(duì)塌渣進(jìn)行清除，隨即對(duì)塌腔進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)，架立構(gòu)件支撐支頂[2]。

b）塌方體積較大，而且塌方一直在繼續(xù)，塌腔不穩(wěn)定，這種情況下，就要采取對(duì)塌腔封堵，對(duì)塌渣進(jìn)行注漿加固，然后對(duì)塌方段重新開挖、支護(hù)、襯砌。

根據(jù)以上原則，針對(duì)該此塌方規(guī)模比較大，處理難度相當(dāng)困難，具體處理方案是：為了防止塌方繼續(xù)擴(kuò)大，對(duì)塌方附近未破壞段落的初期支護(hù)進(jìn)行臨時(shí)支撐加固，對(duì)塌腔采用沙袋進(jìn)行封堵，然后進(jìn)行注漿、泵送混凝土作業(yè)，待加固完后重新開挖、支護(hù)、襯砌。

4 塌方處理具體方案、施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

4.1 塌方處理具體方案

a）為防止塌方繼續(xù)擴(kuò)大，保證塌方段大里程方向左側(cè)初期支護(hù)的安全，在K92+300—K92+308段按照縱向間距1 m設(shè)立I20a型鋼臨時(shí)護(hù)拱支撐，拱腳采用Φ22砂漿錨桿鎖腳，對(duì)該段圍巖采用Φ50小導(dǎo)管注漿加固，小導(dǎo)管長4.5 m，100×100 cm梅花型布置。

b）塌方地段由于拱頂不斷有塌體掉落，沒有施工條件，施工人員無法操作，故采取用洞渣對(duì)塌腔回填的施工方法。首先用洞渣、沙袋回填塌方段，并預(yù)留泵送混凝土管。對(duì)回填段落噴射C20混凝土（15 cm）封閉，Φ50小導(dǎo)管注漿加固，小導(dǎo)管長3.0 m，120×120 cm梅花型布置。

c）將塌腔用C20混凝土分層回填，由于塌腔較大，回填密實(shí)存在很大困難，根據(jù)以往塌方處理原則，要求回填厚度保證拱頂上部不小于3.0 m，然后對(duì)回填混凝土上部噴砂2.0 m厚作為緩沖層，防止塌腔掉塊對(duì)襯砌的破壞。

d）塌腔處理完成進(jìn)行開挖，開挖前先對(duì)塌腔一側(cè)采用Φ50小導(dǎo)管超前支護(hù)，另外一側(cè)的初期支護(hù)進(jìn)行拆換，開挖進(jìn)尺控制在0.5～0.8 m，支護(hù)采用I20a鋼拱架，間距0.5 m，噴混厚度30 cm，開挖完成后應(yīng)及時(shí)支護(hù)。如圖1、圖2。

圖1 塌方處理立面示意圖

圖2 塌方處理縱面示意圖

e）該段落根據(jù)初期支護(hù)情況應(yīng)盡快進(jìn)行二次襯砌，確保塌方段落的順利完成。

4.2 處理過程中注意事項(xiàng)

為了保證隧道塌方處理的順利完成，處理期間應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

4.2.1 加大注漿壓力

由于塌腔內(nèi)混凝土體積比較大，為了開挖過程中的安全，對(duì)塌渣的注漿要提高小導(dǎo)管的注漿壓力（增大到1.0～2.0 MPa），使?jié){液快速擴(kuò)散，塌渣充分固結(jié)，與塌腔混凝土形成整體。

4.2.2 加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)工作

塌方段處理過程中應(yīng)加強(qiáng)塌方前后襯砌的監(jiān)控量測(cè)工作，隨時(shí)掌握支護(hù)的變形情況，以便根據(jù)變形情況做出及時(shí)的應(yīng)對(duì)措施。

4.2.3 加強(qiáng)安全防范工作

塌方施工過程中，安全工作尤為重要，在開挖、支護(hù)、加固、回填過程中，洞內(nèi)燈光照明、安全防范措施要齊全，并設(shè)置專職的安全員觀察支護(hù)變形情況，確保施工人員安全。

4.3 隧道施工防塌措施

塌方發(fā)生的原因多種多樣，有地質(zhì)因素，有人為因素，大多數(shù)塌方主要原因都是地質(zhì)因素。針對(duì)地質(zhì)因素強(qiáng)化施工管理、加強(qiáng)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，是防止塌方事故發(fā)生的有效手段。不斷提高和培養(yǎng)隧道專業(yè)工程技術(shù)人員在特殊地質(zhì)條件下施工的應(yīng)變能力和處理問題能力。

a）先排水 對(duì)隧址區(qū)地下水豐富段落，應(yīng)提前采取必要的措施，盡可能降低水位，確保施工期間洞內(nèi)的干燥，利于隧道施工[3]。

b）早探明 可采用超前鉆孔、地質(zhì)雷達(dá)、TSP等手段，做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，提前了解圍巖變化、地下水含量及斷層破碎帶范圍等情況，以便根據(jù)不同地質(zhì)情況做出相應(yīng)合理、有效、及時(shí)的處理方案。

c）短開挖 各部位開挖進(jìn)尺要盡量縮短，特別是下導(dǎo)坑的開挖進(jìn)尺，往往容易被施工隊(duì)伍忽視，各工序之間應(yīng)當(dāng)合理安排，盡可能減少圍巖暴露時(shí)間。

d）弱爆破 爆破是保障圍巖穩(wěn)定的重要因素，用淺、密炮眼，并嚴(yán)格控制用藥量或用微差毫秒爆破。

e）強(qiáng)支護(hù) 針對(duì)圍巖變化實(shí)際情況，設(shè)計(jì)上應(yīng)優(yōu)化支護(hù)參數(shù)，確保足夠的支護(hù)強(qiáng)度。

f）快襯砌 初期支護(hù)必須緊跟掌子面，盡快封閉成環(huán)，根據(jù)初期支護(hù)變形及監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)，必要時(shí)二襯也要盡快施作。

g）勤量測(cè) 應(yīng)加強(qiáng)對(duì)圍巖的監(jiān)控量測(cè)，及時(shí)掌握圍巖、支護(hù)的收斂和變形，發(fā)現(xiàn)變形或異常，及時(shí)采取有效的措施。

5 結(jié)語

本次塌方處治方案合理、措施得當(dāng)、處理及時(shí)，塌方范圍得到了有效控制，沒有繼續(xù)擴(kuò)大。塌方處理過程中，在設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位的全力配合下，施工單位認(rèn)真領(lǐng)會(huì)塌方處理方案意圖，精心安排施工中每個(gè)環(huán)節(jié)，安全、順利地通過了塌方段，處理結(jié)果相當(dāng)好。通過本次塌方處理，不難發(fā)現(xiàn)只要工程建設(shè)者們加強(qiáng)預(yù)防措施，施工過程中重要環(huán)節(jié)予以重視，大多數(shù)塌方的發(fā)生還是可以避免的。