周臻睿

(福建省南平市建陽區(qū)麻沙鎮(zhèn)三農(nóng)服務中心(水利站)，福建 南平 354200)

1 工程概況

閩北蘇區(qū)建陽區(qū)水資源配置(麻陽溪引水)工程位于南平市武夷新區(qū)，工程開發(fā)的主要任務為供水。工程最大日供水規(guī)模為27萬t，取水口位于雷公口二級電站尾水，通過引水系統(tǒng)輸水至擬建武夷新區(qū)將口水廠，引水系統(tǒng)總長50.826km，其中隧洞長43.463km，輸水管道長7.363km。為改善工程取水水質(zhì)及配套引水水量，將雷公口水庫進水口改造為分層取水口，并在雷公口一級電站處增設一臺供水機組，裝機容量3200kW，并對雷公口二級電站引水明渠進行防護改造。

2 塌方段塌方情況

2017年6月10日，上酬9#隧洞下游進口掌子面開挖至樁號D91+164時，在施工鎖腳錨桿過程中，頂部出現(xiàn)局部掉塊，導致鋼拱架下沉，深度約0.2cm，現(xiàn)場施工人員停止施工并撤離掌子面，約半小時掌子面塌方，塌方造成超前注漿小導管及5榀鋼拱架壓毀，除洞身外目測塌方處形成開口高7m、寬5m、深度超過5m的空腔，塌方形成上大下下小口袋型，塌方量約為210m3拱頂已暫時穩(wěn)定。6月11日，經(jīng)業(yè)主、設計、監(jiān)理、施工單位四方查看現(xiàn)場后形成了該塌方段處理方案：塌方渣土清理后，對工作面及塌方處進行噴C30混凝土厚10cm進行封閉，采用(Ⅰ16工字鋼)拱架，間距加密至0.3cm每榀，架設后應立即復噴到位，加密連接鋼筋、鎖腳錨桿，待通過塌方段拱頂空腔處回填C25混凝土。項目部按照該方案對塌方段進行了處理,6月11日至14日，施工隊已支護好3榀拱架后，6月15日至17日，施工隊繼續(xù)往前D91+166處支護拱架時，施工過程中再次出現(xiàn)塌方現(xiàn)象，將已經(jīng)支立好的三榀工字鋼砸毀，在6月18日，項目部清理好現(xiàn)場，按原定方案重新支護。6月19日早晨，項目部工人正在準備加固拱架時，掌子面再次出現(xiàn)塌方現(xiàn)象，塌方高12m、寬8m、深度超過7m，到6月23日上午，業(yè)主、設計、監(jiān)理、施工單位四方查看現(xiàn)場時塌方體還在繼續(xù)垮塌，掌子面已被渣土封堵，經(jīng)過四方察看現(xiàn)場決定對塌方進行變更處理，要求項目部停止施工。

經(jīng)浙江省水電建筑安裝有限公司(施工單位)閩北蘇區(qū)建陽區(qū)水資源配置工程C4標段項目部現(xiàn)場勘察并繪制成圖(圖1、圖2)，塌方高達到12m，塌方范圍為D91+164至D91+157。

圖1 塌方縱剖面圖

圖2 塌方橫剖面圖

3 塌方段的塌方原因分析

事后對閩北蘇區(qū)建陽區(qū)水資源配置工程C4標段上酬9#隧洞下游進口D91++164至D91+157塌方段塌方的原因進行了分析，其原因為：

1)地質(zhì)因素：閩北蘇區(qū)建陽區(qū)水資源配置工程C4標段上酬9#隧洞下游進口D91++164至D91+157塌方段地層為全風化泥砂巖，巖質(zhì)松散易碎，圍巖自穩(wěn)能力極差，洞身滲水，洞底積水，基礎遇水軟化，承載力下降，由于拱頂塌方引起拱架下沉，造成掌子面塌方。

2)施工原因：主要是首次塌方時，項目部在采取支護措施時，來不及及時有效的支護，從而導致塌方的擴大。

4 塌方段的塌方搶險處理

根據(jù)閩北蘇區(qū)建陽區(qū)水資源配置工程C4標段上酬9#隧洞下游進口D91++164至D91+157塌方段的塌方情況和塌方原因，認為本次塌方需要分別對受塌方影響的初期支護地段和塌方體分別進行處理，處理分為兩步進行：第一步對受塌方影響的初期支護地段進行加固處理；笫二步對塌方體進行搶險處理。

4.1 塌方段塌方受影響段加固處理措施

為防止洞口段已支護好的拱架下沉變形，對洞口支護地段采取了如下加固措施：

1)對樁號D91+175至D91+164段初期支護進行加固，在初期支護橫斷面打φ42×3.5 mm徑向注漿小導管(L=3.0m)，呈梅花型布置，間距為1m×1 m(圖3)。施工后及時注漿以加固圍巖或松散渣體，防止洞室周圍圍巖塑性區(qū)進一步擴展。

2)掌子面小導管注漿前先噴20cm厚度的C30混凝土封閉掌子面，并根據(jù)需要打?qū)Ч茴A注漿固結松散渣體。

圖3 徑向小導管注漿加固

4.2 塌方段塌方整治總體方案

閩北蘇區(qū)建陽區(qū)水資源配置工程C4標段上酬9#隧洞下游進口D91++164至D91+157 塌方段空腔較大(高度約12m，不含隧洞高度)，塌方體不對稱，右側空腔較大。在處理、加固好未塌方段后，在保證安全的前提條件下，按照下列方案和工藝過程進行塌方段處理。

1)浙江省水電建筑安裝有限公司(施工單位)閩北蘇區(qū)建陽區(qū)水資源配置工程C4標段項目部加強對塌方段的勘測，對洞周、塌方范圍進行定時、定位的觀測，滲水量變化，滲水中的渾濁度及帶出的顆粒變化的觀測，隨時掌握塌方體動向。同時，實時分析反饋回的塌方動向信息，根據(jù)分析及時修正和完善后續(xù)搶險方案，提供準確的補救措施。施工過程中派專人進行觀察，一旦有再次塌方跡象，施工人員立即撤到安全地帶，保證施工過程中安全施工。

2)在塌方體表面噴一層20 cm厚的C30早強混凝土將塌方體封閉，保持塌方體穩(wěn)定。

3)在塌方體表面根據(jù)情況打入φ42mm小導管，原則上間距為1 m，呈梅花型布置，導管長為6m，注水泥漿以固結塌方體，對塌方體的導管注漿逐級跟進。

4)在掌子面輪廓線處施打φ42 mm小導管，環(huán)向間距為5cm、外插角為5°、長度為4m，小導管縱向排距為1m，布置范圍為拱頂180°，并壓漿固結周圍巖，注漿壓力為0．5-1．5 MPa，注漿前對掌子面噴射20cm厚度C30混凝土封閉。

5)逐段清除塌方體并開挖到設計輪廓線后，隨即噴射5cm混凝土，采用鋼拱架(I16工字鋼)密排安裝至掌子面(間距最大不超過30cm)，采用φ25縱向連接筋，環(huán)向間距0.5m。并用錨桿鎖腳。鋼拱架設后立即復噴到位。

6)待閩北蘇區(qū)建陽區(qū)水資源配置工程C4標段上酬9#隧洞下游進口D91++164至D91+157塌方段開挖和臨時支護完成后，用泵送混凝土導管對上酬9#隧洞下游進口D91++164至D91+157塌方段上方空腔進行泵送C25混凝土回填，泵送前事先預埋泵送混凝土管及透氣管，泵送混凝土到離拱頂11m高度時停止泵送混凝土。為了更快、更好、更安全的完成處理任務，在此次泵送混凝土需要分4次進行，每次泵送都需在上次泵送混凝土完全固結后，方可進行下一次泵送。第一次泵送混凝土到離拱頂1.5 m高度時停止泵送，第二次泵送混凝土離拱頂4m高度時停止泵送，第三次泵送混凝土離拱頂7m高度時停止泵送，第四次泵送混凝土直至設計高度，泵送混凝土的具體數(shù)量應根據(jù)現(xiàn)場確定，待最后一次混凝土固結后，方可進行下一道工序。

7)處理完塌方段后下次掘進，每次進尺控制在0.5-1m內(nèi)，開挖后隨即噴射5cm混凝土封閉巖面，架設鋼拱架(I16工字鋼)，鋼架間距為50 cm，并施作好鎖腳錨桿、連接筋，鋼拱架架設后應立即復噴到位，由于地下水豐富，洞底基礎為軟基，洞底采用碎石墊層(厚40cm)C25混凝土硬化(厚20cm)，每一循環(huán)進尺洞底硬化及時跟進，考慮混凝土凝固時間長為便于施工及加快施工進度在混凝土面上加一層鋼板(厚16mm)。

小導管布置見圖4和圖5。

5 塌方段塌方處理的施工要求

1)浙江省水電建筑安裝有限公司(施工單位)閩北蘇區(qū)建陽區(qū)水資源配置工程C4標段項目部一定要24小時輪流值班，做好應急處理方案，如有遇到突發(fā)事件，立即按應急處理方案采取措施。

2)浙江省水電建筑安裝有限公司閩北蘇區(qū)建陽區(qū)水資源配置工程C4標段項目部要加強勘測并及時匯報，勘測頻率按2 h/次，待變形基本控制住后可以勘測按4 h/次，對勘測的結果及時向業(yè)主駐點代表和監(jiān)理部匯報監(jiān)控結果。

3)浙江省水電建筑安裝有限公司閩北蘇區(qū)建陽區(qū)水資源配置工程C4標段項目部應以安全為重，防止疲勞作業(yè)，必須采用每天4班工作制，安全員和現(xiàn)場施工人員應隨時注意觀察圍巖變化。若有突變，所有人員必須立即撤離現(xiàn)場。

4)浙江省水電建筑安裝有限公司閩北蘇區(qū)建陽區(qū)水資源配置工程C4標段項目部應加快處理速度，以減少塌方的進一步擴展。

圖4 塌方處理示意圖

圖5 初期支護斷面圖

6 經(jīng)驗小結

閩北蘇區(qū)建陽區(qū)水資源配置工程C4標段上酬9#引水隧洞下游段塌方按上述處理方案處理后較穩(wěn)定，本次處理方案的選擇遵循了安全性、可操作性強、靈活性好、具有可持續(xù)性、經(jīng)濟性強等原則。通過運用上述方法，實現(xiàn)了塌方洞段處理效果好、施工進度快、工程成本低，安全性高的效果。該段塌方處理后經(jīng)施工單位、監(jiān)理單位、設計單位、業(yè)主單位聯(lián)合進行打孔勘測認為達到方案要求，一致認定是穩(wěn)定的。對今后類似的隧洞塌方處理提供了借鑒，在今后的引水隧洞工程施工中，應加強地質(zhì)超前預探工作，對隧洞的圍巖進行精準預測，提前做好塌方的應急預備方案，防止大面積塌方的發(fā)生。對處理過程中總結成功的經(jīng)驗和失敗教訓上升到為今后類似工程指導施工。