摘要：文章以延京隧道施工過程中的坍塌事故為例，分析了塌方原因，并提出了塌方施工處理方案，按照此方案達到預期效果，為類似塌方段的處治提供了經驗。

　　關鍵詞：公路隧道;塌方;處理方案;監控量測

　　1、工程概況

　　延京隧道為泉三高速公路三明段公路的雙向四車道隧道。進口樁號為K157+630，出口樁號為K157+980，隧道全長350米。

　　該隧道出口段地層巖不良地質主要為掉塊與坍塌，地下水主要為坡積層孔隙水和強風化中粒花崗巖孔隙水，以及弱風化裂隙水。根據場址區地形地貌和巖土層特征，隧道圍巖以Ⅲ～Ⅳ級為主。

　　2、塌方情況：

　　2.1 塌方經過

　　隧道出口開挖至K157+835里程時，掌子面圍巖由正在施工的Ⅳ級微風化花崗巖，突然變化為強風化花崗巖夾全風化花崗巖。施工單位在準備及時支護時，拱部右側突然出現大塊巖體坍塌，同時地下水開始從坍塌部位涌出，隨后坍塌巖體數量逐漸增大，坍塌范圍逐漸向后延伸，涌水量也不斷加大。坍塌持續了數天才停止，坍塌里程K157+835～K157+870，塌方量約1500立方米，而K157+861～K157+870段，原已施工的套拱未損壞。

　　2.2 塌方原因分析

　　通過各方在現場進行查看和分析后，確定造成本次大規模塌方的原因有以下幾條：

　　(1)該段有一條較大規模的斷裂層通過，斷層走向與線路里程基本垂直，在地下水作用下形成了強風化花崗巖夾全風化花崗巖。從塌方體表面觀察大約70%已完全風化成砂粘土，其余為孤石，最大直徑1m左右，松散結構，其結合力主要依靠砂粒之間的摩擦力，整體穩定性差。

　　(2)該斷層處地下水較豐富。因隧道施工穿越該斷層而使該處地下水釋放，加上該處是風化的花崗巖，這樣的松散結構遇水后，其自穩時間幾乎為零，從而形成塌方。

　　3、塌方處理方案

　　(1)加強現場觀測，發現異常情況及時反饋，并作好記錄和緊急施救工作。

　　(2)做好地表引排水工作，防止地表水滲入洞內，給隧道造成危害。經常性檢查洞頂及四周地表有無深陷、裂縫及滲水情況，以確保萬無一失。對于地表的裂縫，應立即進行噴射混凝土封閉。若發現地表有沉陷的征兆且對洞內穩定形成影響時，應考慮進行地表注漿加固，地表注漿范圍以穩定塌體區域為原則。

　　(3)為保證安全，對K157+861～K157+870段原套拱進行落底處理。

　　(4)對已塌方的塌腔和隧道洞室采用吹砂回填處理方案，端部采用4米厚砂袋堵頭，表層設20cm的噴射砼止漿墻。對回填的腔內松散體采用小導管注漿加固。

　　(5)塌方段二次掘進采用CRD法分步開挖，并采用1長2短組合注漿超前預支護方案，要求短進尺、強支護，掘進過程要加強現場觀測和量測監控，及時反饋現場施工信息。

　　(6)為確保隧道施工和運營期間的安全，要求對塌方段兩端各延伸10米加強支護，即處理范圍為K157+825～K157+880。

　　(7)對于隧道掘進端若發現地質變化，應及時反饋，以便及時采取相應處理措施。塌方處理方法見圖1。

　　4、塌方具體施工步驟

　　4.1 塌陷區地表處理措施

　　(1)沿塌陷區洞頂5m以外設永久性截水溝，將地表水和雨水引至安全地段。

　　(2)經檢查發現地表出現裂縫，綜合現場實際情況，地表雖有沉陷的征兆，經分析認為是塌方區松散體受雨水和地下水侵入加之自重下沉密實造成，對洞內穩定不形成較大影響，因此未進行地表注漿加固。

　　4.2 塌方前段加固

　　根據現場的實際情況，K157+861～K157+870段原套拱未損壞，為確保隧道安全和穩定，對原套拱進行落底處理。

　　4.3 塌腔回填和加固

　　(1)對已塌方的塌腔和隧道洞室采用吹砂回填處理。

　　(2)第一次吹砂回填塌腔和隧道洞室并檢查回填情況。

　　(3)K157+861～K157+870段套拱頂部采用分層泵送C25砼回填。

　　(4)第二次吹砂回填塌腔和隧道洞室并檢查回填情況，要求對塌腔和隧道洞室全部填滿、密實。

　　(5)當塌腔和原隧道洞室回填完成后，對隧道開挖輪廓線以內的回填松散體進行注漿固結。

　　4.4 施作洞內施工輔助措施

　　對塌方段掘進開挖前，先采用1長+2短組合注漿施工輔助措施方案。該方案適用于K157+825～K157+861段。同時在該段的隧道開挖輪廓線以外，拱部設置徑向小導管注漿加固拱頂回填的松散體。

　　4.5 塌方區開挖支護

　　(1)K157+825～K157+880的開挖嚴格按照單側壁導坑施工工序圖進行施工，最大掘進長度控制在1.5倍的鋼支撐縱向間距，施工時嚴格按此進度，切實做到“短進尺，強支護，勤測量”。

　　(2)開挖順序如下圖：

　　(3)中側壁臨時支護采用：噴射C25砼(厚度h=20cm)+I16型工字鋼支撐;臨時仰拱采用：現澆C20砼(厚度h=20cm)+I16型工字鋼支撐。

　　(4)初期支護采用復合支護：初噴混凝土5cm、架立I22a型格柵鋼拱架、施工錨桿、掛網、復噴混凝土。

　　(5)每兩榀鋼支撐之間采用φ22HRB335縱向聯接鋼筋交錯連接(環向間距為100cm)，臨時支撐與主洞永久支撐之間采用焊接連接。

　　(6)施工時，在主洞初期支護分部完成并達到強度后才能拆除臨時中側壁和臨時仰拱;中隔壁拆除時間，根據圍巖量測收斂情況確定，以拱頂下沉增量7天在2mm以內為準。同時還要計算中隔壁拆除后的正常增量，根據拱頂下沉的增量作為預留沉降量調整依據。

　　4.6 施工過程中的監測

　　為了判斷圍巖在處理后的穩定性，在塌方處理過程中實施監控量測。在對塌方段進行處理后，及時布點，對圍巖的變形狀態和受力特征進行監控量測，確保圍巖穩定，同時指導施工。

　　監控量測項目包括：洞內觀察;水平相對凈空變化值的量測;拱頂下沉量測;地表下沉量測。每5米布設1個量測斷面，每天至少要量測1次以上。量測數據的處理與反饋：及時將現場量測數據繪制成時間曲線和空間關系曲線，當位移-時間曲線趨于平緩時，說明該塌方斷面經處理后圍巖和初期支護已經穩定。當位移-時間關系曲線出現反彎點時，表明圍巖和支護已呈不穩定狀態，此時增加量測頻率、密切監視圍巖動態，并加強支護，必要時暫停開挖。

　　根據監測結果，處理后隧道圍巖的拱頂下沉和周邊收斂均較少，累積拱頂沉降最大值為11.2mm，累積周邊收斂最大值為15.610mm。拱頂沉降量及周邊收斂變化曲線呈“拋物線”型，總體上經歷了快速增長一緩慢增長一趨穩的過程。 

　　5 、結語

　　經過2個多月的緊張施工，延京隧道K157+835～K157+870塌方段處理結束。通過對塌方段的治理，筆者有幾點體會：

　　(1)由于技術手段受限，隧道工程地質勘察不能做到像其他工程那樣縝密，因此施工過程中現場地質編錄工作與隧道地質超前預報是不可缺少的工作，是保證隧道施工安全的重要手段。[3]隧道工程師和地質工程師要有豐富的施工經驗，經常深入一線向開挖工人詳細了解在開挖和鉆進過程中的圍巖變化、水量變化，及早發現地質突變并采取有效輔助支護手段。

　　(2)塌方一旦發生，應立即啟動應急預案，在確保人員設備安全的前提下對未塌區域先進行加固，采取措施穩定塌體，盡量阻止塌方進一步擴大。確定塌方形式，并根據不同的塌方形式采取有效措施。其技術要求和作業應以“短開挖、弱爆破、強支護、早襯砌、勤檢查、穩步前進”為指導原則。坍塌體同樣對周圍巖壁有穩定支撐作用，因此坍塌體基本穩定后應掛網噴射砼穩定，必要時施打錨桿或注漿小導管，切忌隨意開挖。

　　(3)本次塌方處理過程總體上較為順利，在延京隧道發生類似情況采取此法處理得當，。因此筆者認為以后同類型的坍塌在確保安全的情況下，可通過加強塌落體表面的封閉以及加強拱頂和洞周的支護措施，適當減少洞內的小導管布設，以利塌方段的施工進度。

　　參考文獻

　　[1]JTJ042-94，公路隧道施工技術規范[S].

　　[2]公路隧道施工[M].北京：人民交通交通出版社，2001.

　　[3]鐵道部第二工程局 編制 隧道