李双美 中铁二十五局集团第五工程有限公司 266061
摘要：浅埋隧道施工过程中，塌方是比较常见的一种问题或者灾害。实践中，为了能够有效避免隧道工程项目施工建设过程中因塌方而造成的不利后果，除工程建设项目动工之前必须做好地质勘探工作以外，还要在塌方时，快速做出反应。本文将对浅埋隧道塌方原因进行分析，并在此基础上以某浅埋隧道为例，就浅埋隧道塌方冒顶处理技术应用，谈一下自己的观点和认识，以供参考。
关键词：浅埋隧道；塌方；冒顶；处理技术；研究
隧道是地下建筑物，施工和应用过程中存在着较多的不确定性因素，其中多为突发性事件，具有较大的可变性。从当前的预测技术手段来看，难以对地层状况精准勘探，而且在施工时也会遇到突发性地质变化问题，如果采取的应急和处理技术措施不当，则必然会导致严重的后果。
1、浅埋隧道塌方原因分析
通过对浅埋隧道塌方的原因分析可知，造成塌方的主要影响因素表现在两个方面，一是拟建隧道工程所在地的水文地质条件，二是施工操作。具体分析如下：
第一，水文地质条件。浅埋隧道工程施工前，工程规划和设计人员因未能充分勘察拟建工程所在地的水文地质情况，而导致施工时遇到各种类型的意外地质情况。就隧道浅埋地段而言，其在长期的自然环境条件下形成，因自然和人为因素的影响，该处的水文地质介质特征也发生了较大的变化，而且表现出随机性特点。浅埋隧道所在地的水文活动，会对隧道施工产生一定的影响。总之，水文地质条件对隧道浅埋段的影响，主要表现为不确定性、复杂性以及多样化。
第二，施工操作。隧道工程施工过程中，施工技术、管理人员，应当对拟建工程工况、环境条件等有清晰的认知，而且还要做好交底工作。然而，实践中却并非如下，很多隧道工程施工单位为抢进度，缺乏对施工人员的专业技术培训，也没有做好技术交底，以致于隧道工程施工过程出现了与原先计划方案相脱节的现象。在该种情况下，浅埋隧道塌方问题频发。
窗体顶端
2、工况概述
本文所研究的隧道是双向四车道，左线全长1940米，右线全长1970米，其断面为三心圆拱顶曲墙样式，内部衬砌采用的是复合式，结构净宽度、净高分别为11米、9米左右。从实地勘察数据来看，该浅埋隧道塌方冒顶段地形比较缓，而且地形坡角大约为l0度左右，隧道、地形之间有一定的倾斜角。从地质结构来看，自上而下分别是碎石、块石以及全风化花岗岩和弱风化变粒岩等；同时，该隧道围岩多处透水性，所以在隧道开挖施工操作过程中，难免会遇到渗漏水问题。在隧道左线施工过程中，出现了坍塌冒顶等事故，最初洞身的支护结构已经遭到了破坏，尤其是其中采用的工字钢，也出现了严重的扭曲，地表形成直径为4米的坍穴，拱顶覆盖的土层厚度约为6米，属于浅埋暗挖段隧道。
3、浅埋隧道塌方冒顶处理措施
3.1隧道洞内临时加固措施
首先，将坍塌面封闭。在浅埋隧道塌方冒顶处理过程中，为了能够有效防止塌方扩大，应当先结合实际情况，对塌渣外露面用混凝土封闭，并且根据具体的工况铺设钢筋网。
其次，临时支顶塌方周围加固措施。实践中，为了能够有效避免塌方段对周围产生的不利影响，洞内已经开挖支护段作为临时性的支护加固措施。从临时支护段工况来看，加固施工操作时，建议选择工字钢进行施工作业，而且纵距以0.5米为宜，而且沿隧道环向应当紧贴着最初阶段的支护临空侧布设。在对工字钢进行布设时，重点部位是洞身上台阶处，后期下台阶施工过程中，一定要逐榀将其拆除，并做好善后处理。
3.2处理好洞外地表
在隧道洞外处理过程中，采用自上而下的方式对边坡进行维护和修正，用挖掘机对坑穴周边进行扩挖，将其中的泥土、碎石以及腐植土等彻底地清除干净，其深度一般在3米左右，冒顶洞室呈漏斗状。采用该种方式既可以确保其稳定性，又可以达到卸载之目的。在洞外地表处理过程中，四周设30*30厘米的排水沟，施工完成后用水泥砂浆对其进行有效的封闭。
3.3塌方漏斗应对措施
第一，漏斗坡面加固。当坍塌面体整好以后，对坍塌面注浆加固，其中漏斗坡面用小导管注浆加固处理。一般而言，小导管的长度为3.5米，使其垂直坡面操作，并且以梅花型对其进行布设，间距控制在1米*1米，漏斗四壁用规格为C20的混凝土进行喷涂，其厚度应当在10厘米左右。
第二，塌方漏斗处理。对塌落孔口下方的掌子面而言，其平行于拱顶用挖掘机安放钢管，环向的间距控制在30厘米左右，长度为6米，用钢管将其焊接好，使其一端与未塌方段工字钢搭接，另一端置于塌碴之上，在钢管上方盖上厚度为2厘米的木板，以免坍穴顶回填土施工操作过程中，从坍穴处散落到洞中。坍穴回填过程中，从洞顶开始向坍穴中回填风化土，注意石块掉落；回填土顶面，需铺设双层钢筋网，上下两层之间的距离应当控制在20厘米左右，钢筋网应当布满整个坑穴底面。绑扎施工完成后，对混凝土进行浇筑，其厚度以30厘米为宜。如下图所示：
（图1：浅埋隧道坍穴处理）
坍塌体漏斗回填过程中，可以用土和石头，然后分层对其夯实，而且每一厚的度应当控制在25厘米以内，拱顶上方回填厚度为3米，用小导管注浆加固。
3.4洞内处理措施
在塌方相邻段拱顶加固过程中，在拱顶6O度角范围垂直初期支护面施打长度为3.5米、间距为1.5×1.5米的小导管，然后注入泥浆，其压力应当控制在1.0MPa左右，对该段围岩进行加固处理。坍方段处理过程中，主要是对坍穴周围围岩进行全部加固处理以后，在对坍方段进行处理，基本的操作步骤是：第一，严格按照由外而内、自上而下的操作步骤，缓慢将坍塌体清除干净。在清除坍塌体过程中，应当不断加强拱顶下沉以及周边位移收敛的数据的观测和收集，并且用观测所得的数据指导坍塌体的清除工作。第二，环形清理开挖面土方，初喷时混凝土为4厘米厚，并且架设工字钢，彼此之间的距离加密到0.5米／榀，然后挂上钢筋网，再对其复喷混凝土至26厘米厚。第三，塌落孔口外到上台阶这段，每隔大约4榀工字钢，就要进行一循环50×5毫米双层超前小导管支护，其长度为5米，环向间距控制在30厘米左右，而且上、下两层小导管彼此之间应当相互错开，外插角分别控制在15度和10度左右。每一个循环的超前小导管，相互搭接的长度应当大于2.5米，而且超前支护范围为拱顶180度。第四，塌落孔口以外的洞身系统，需要锚杆全部由径向中空注浆锚杆改为径向小导管，其长度为4米左右，用水泥水玻璃双液浆对围岩进行注浆加固，并且将小导管尾端与工字钢焊接在一起。塌方后续段处理过程中，需对其进行适当地加强，开挖过程中预留核心土，其长度应当超过3米，并且采取环形开挖方式，进尺以0.5米以内为宜，而且还要对初期支护各工序的施工质量进行严格控制。
结语：总而言之，塌方是隧道工程施工建设过程中常见的一种事故问题，如果不及时采取有效的措施予以防治，则可能会给隧道施工造成非常大的风险，甚至造成严重的安全隐患。因此，应当加强思想重视，不断创新和改进浅埋隧道塌方冒顶处理技术，只有这样才能确保浅埋隧道施工质量和安全可靠性。
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论文作者:李双美
论文发表刊物:《基层建设》2015年7期
论文发表时间:2015/10/9
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