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摘要：针对某高速公路浅埋黄土隧道出现的塌方病害，分析了塌方产生的原因，并采用地表处理、洞内增设大管棚、加强衬砌支护参数等措施对塌方段落进行了加固处治。
关键词：黄土隧道，塌方处治，洞内大管棚
1 引言
黄土具有显著的垂直节理，土质疏松，一旦遇水，通常容易剥落、侵蚀和湿陷。围岩变形释放快、具突然性，属脆性破坏，新黄土表现尤为明显。塌方病害规模一般较大，且发生突然，对施工安全、施工质量及施工进度影响很大。本文针对某高速公路黄土隧道塌方及采取的处治措施进行了介绍，以供同类工程进行参考。
2 工程概况
某黄土隧道进口位于上井滩沟左侧阶地后缘，出口布设于瑞家沟右侧。隧址区属于黄土梁区，两侧沟谷呈“V”型，切割较深，坡度约27～47°，沟道较狭窄，沟道两侧有坡积黄土分布，植被稀疏，发育冲沟，沿坡面分布有黄土陷穴及小型溜塌。
该隧道全长2340m，其中ZK2+999～ZK3+360段为适用于黄土浅埋段的TVa衬砌结构，支护参数为：超前支护采用Φ42×4mm超前小导管，L-350cm，环向间距40cm，每环35根，搭接长度125cm，斜插角为10°～15°；I20a型钢拱架支护，纵向间距75cm，每榀钢拱架之间采用φ22钢筋连接，环向间距0.75m；C25模筑混凝土一次衬砌50cm；模筑C25钢筋混凝土二次衬砌35cm。开挖采用上下台阶法。
3 隧道塌方情况
ZK3+260～ZK2+999段为过冲沟段，ZK3+279.5为沟心处，埋深为15m，跨越冲沟后进入山梁，坡度较陡，拱顶埋深由15m突变至43.9m。在开挖ZK3+279.5～ZK3+280.5上台阶过程中，拱顶及拱腰位置出现连续掉块，施工人员和施工机械随即撤离，后隧道发生冒顶。塌方掌子面位于冲沟沟心处，由于冒顶的原因，在冲沟坡面形成牵引状错落体。
图3 塌方区地形及塌方范围
4 塌方原因分析
（1）该段隧道通过整田平地时回填古陷穴地层，土质疏松，加之冲沟底季节性流水的影响，使得该段围岩含水率较高，达14.6%，围岩整体稳定性较差；
（2）隧道过冲沟后，地表坡度起伏较大，陡坎较高，沟底至坡顶面高差达28.9m，埋深突变；
（3）线路右侧坡面冲沟发育，陷穴较多，且陷穴深度较深。
5 加固处治方案
5.1 洞外地表处理
加强对塌方影响段范围内的洞内、地表监控量测，加密观测频率；在陷坑周围设置警戒线，防止当地村民误入；及时夯填地表裂缝，防止地表水沿裂缝进入隧道影响范围内。
5.2 塌方段应急加固处理
采用原木或钢木组合结构对ZK3+269.5～ZK3+279.5段初期支护内轮廓进行临时支撑，并于洞内对塌方体坡脚以上部分进行回填反压。
5.3 洞内处理
为保证塌方段衬砌结构的施作空间，在ZK3+276.5处开始施作洞内大管棚，外插脚为15°。管棚设置于拱顶150°范围内，钢管采用Φ108×6mm热轧无缝钢管，环向间距40cm、一共41根，接头采用长15cm的丝扣直接对口连接，长度为23m。在大管棚空隙之间插打φ42×4mm超前小导管、长度为3.5m、环向间距40cm、每环35根、每3榀施作一环，搭接长度不小于1.55m，与大管棚呈30°～45°交叉角，小导管位于大管棚上部。
图4 洞内大管棚构造图
同时，对ZK3+279.5～ZK3+299.5段衬砌进行适当加强，开挖方式采用由上下台阶法变更为三台阶法，为了减少掉块，可在隧道开挖过程中的临空面上喷射5cm厚C20混凝土，起到暂时封闭围岩面的作用。二次衬砌达到一定强度后进行地表塌腔处理。整理塌方坡面，回填塌腔，在原地面以下1m铺设一层防水板，防水层上面覆盖二八灰土，最终回填顶面标高较原地面高1m。
6 结语
黄土隧道浅埋段穿越“马鞍形”、“鸡爪形”等由低到高的段落时，将会增加隧道出现塌方的概率。施工过程中要通过加强超前支护、锁脚等措施保证安全穿越。本项目通过洞内设置大管棚对黄土隧道塌方进行了处治，达到了安全、快速、节省工程造价的目的，对同类工程具有一定的参考价值。
论文作者:梁成1,张建2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/9/10
标签：隧道论文; 黄土论文; 洞内论文; 地表论文; 围岩论文; 大管论文; 间距论文; 《基层建设》2018年第21期论文;