某公路隧道施工塌方处治方案的探讨

金邦友

（贵州省公路工程集团总公司，贵州 贵阳 550008）

1 工程实例

国道某线通道改建工程是省干线公路改造重点项目，全长39.324km，起于山岭重丘二级公路技术标准，设计行车速度40km/h，路基宽8.5m，路面宽7.0m。独岩隧道地处大镇，在A1标合同段内，起止桩号k1+685～k1+945，全长260m，隧道主洞建筑限量净:1.0m+0.5m+2×3.5m+0.5m+1.0m=10.0m(按 60km/h 预留)，隧道建筑净高5m。隧道进口端k1+685～k1+715地层为风化板岩及亚粘土层。亚粘土层厚1.5～5m，全风化板岩层厚2.5～6m，岩质风化较为严重，节理裂隙较发育，围岩较弱、层间胶结差。参照有关设计规范，结合钻探及物探资料，该段围岩设计评定为Ⅳ级。

2 长管棚施工

2.1 长管棚设计参数

钢管规格:为热轧无缝钢管Φ108mm、壁厚6mm、节长3m或6m；管距:环向间距50cm；倾角:仰角1°；方向:与路线中线平行；钢管施工误差，径向不大于20cm；隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少错开1m。

2.2 长管棚施工

①配备xy-28-300电动钻机，钻孔并顶进长棚钢管；

②本方案采用C25钢筋混凝土套拱作长管棚导向墙，套拱在明洞外轮廓线以施作；

③管棚应按设计位置施工，应先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢管。钻机立轴方向必须准确控制，以保证孔口的孔向正确，每钻完一孔便顶进一根钢管，钻进过程应经常采用测斜仪测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正；

④钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm，为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用3m钢管，编号为偶数的第一节管采用6m钢管，以后每节均采用6m长钢管；长管棚的长度大于25m，越过隧道塌方区。

2.3 长管棚注浆

长管棚注浆按管棚周围有限范围内土体设计，浆液扩散半径不小于0.5m，注浆采用分段注浆。其注浆顺序为:先注内圈孔，后注外圈孔，从拱顶向下顺序进行：

①注浆机械:BW-250/50型注浆泵2台。

②灌注浆液:水泥-水玻璃浆液，浆液的浓度、胶凝时间应符合设计要求，不得任意变更。

③注浆参数:水泥浆水灰比1∶1、水玻璃浓度35波美度、水玻璃模数2.4。

④注浆压力:初压 0.5～1.0MPa、终压2.0MPa。

⑤注浆前应先进行现场试验修正注浆参数，以利施工。

⑥注浆结束后及时清除管内浆液，并用M30水泥砂浆充填密实，增强管棚的刚度和强度。完成长管棚注浆施工后，将长管棚周围破碎地层固结为整体，在长管棚支护环的保护下，由地面向下逐步清理洞内塌方。随着塌方的逐渐清除，初期支护逐段推进，初期衬砌快速成环，接着施工二次衬砌；在二次衬砌完成后，然后进行明洞和洞门的施工，最后完成明洞洞顶回填。

3 隧道进口端仰坡段塌方起因分析

为加快隧道施工进度，施工单位决定由两端同时向中间掘进，隧道进口端的施工始于2007年10月，仰坡刷坡处治完成之后，按着进洞掘进。施工开挖时，围岩坡碎、岩层为全强风化板岩、节理裂隙十分发育，裂隙间软弱夹层，开挖后不能自稳，极易发生塌方。由于地质情况变化，为确保工程质量及施工安全，结合有关监控量测报告，该段初期衬砌由原设计S4b复合衬砌，调整S5复合衬砌，并加强超前支护。通过采取上述措施后，于2007年11月底掘进到k1+710处，掘进了25m。由于受到冰冻和今年春季长时间雨水冲刷，已经刷坡处治过的进口端山体发生大面积塌方，洞口被封，已开挖且已初期支护的25m隧道也同时发生塌方。

4 坡面锚喷支护

4.1 从坡面顶开始

由上至下施工，第1排布置长400cm、间距100cm×100cm、42×3.5mm注浆小导管，管壁每隔20cm交错钻孔，眼孔直径为Φ8mm，第2排、第3排按梅花形布置长400cm、间距100cm×100cm、Φ22水泥砂浆锚杆；以下按上述方法依次布置注浆小导管和水泥砂浆锚杆。

4.2 注浆小导管安装

用xy-28-300电动钻机对准标定的孔位钻至设计深度，孔口位置与设计位置的允许偏差为±10cm，钻孔结束后应掏孔检查，在确认无塌孔和探头石时，然后顶进注浆小导管，顶进至设计深度，即完成注浆小导管安设。

4.3 注浆小导管注浆

注浆时采用全孔一次灌入，且速度由快到慢，单孔注浆结束标准是用注浆量和注浆压力控制，当单孔注浆达到设计要求，可结束本孔注浆。小导管注浆顺序为:先注无水孔，后注有水孔，从上至下进行。如果窜浆或跑浆，可间隔一孔或数孔灌注。注浆结束后，应利用止浆阀保持孔内压力，直至浆液完全凝固。

4.4 水泥砂浆锚杆钻孔

用xy-28-300电动钻机对准标定的孔位钻至设计深度，孔口位置与设计位置的允许偏差±10cm，钻机结束后应掏孔检查，在确认无塌孔和探头石时，用高压风将孔眼冲洗干净，并用塞子塞紧孔口，以防止石渣或泥土掉入孔内。

4.5 水泥砂浆锚杆注浆

①砂浆标号不低于C20，砂浆配合比为水泥∶砂∶水=1∶10∶0.5，砂浆应拌和均匀，调整好其和易性，随拌随用，应在初凝前用完；

②先注浆后插杆时，注浆管应先插到孔底，开始注浆后，徐徐均匀地将注浆管往外抽出，并始终保持注浆管口埋在砂浆内；

③注浆时应堵塞孔口，随水泥砂浆的注入，缓慢匀速拔出注浆管后，随即迅速将锚杆插入，若孔口无水泥砂浆溢出，应将锚杆拔出重新注浆；

④锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的95%，杆体到位后，要用木楔或小石子在孔口卡住，防止杆体滑出。一般3d内不得随意碰撞和敲击锚杆。

4.6 挂钢筋网喷射混凝土

待整个坡面注浆小导管和水泥砂浆锚杆均安设完毕及注完浆后，由上至下挂20cm×20cmΦ6mm钢筋网，喷射10mm厚C20混凝土，混凝土的和易性及配合比要满足设计要求；至此坡面锚喷支护全面完成。

5 仰坡段塌方处理方案

隧道仰坡段塌方后，为保证施工安全和工程质量，特邀请了有关专家和设计单位设计人员对现场进行了实地勘察，经现场专题会议确定了详细的处理方案，其施工工序为:施作截水沟-清除坡面松散土形成多级仰坡-每级仰坡坡脚设置排水沟-坡面由上至下锚喷支护-施作长管棚-清理洞内塌方-施作初期支护-施作二次衬砌-施作明洞-施作洞门-明洞洞顶回填。

6 坡面刷坡处治

在离坡面顶5m远的上方，设置一条截水沟，截水沟用水泥砂浆浆砌片石而成；在坡面由上至下清除坡面松散土，并形成多级仰坡；在每级仰坡坡脚处设置排水沟，排水沟用水泥砂浆浆砌片石而成，排水沟应将水排至仰坡以外截水沟中。

[1]任会，赵明华，张进华，等.土地坳隧道塌方段注浆方案综述[J].

[2]公路隧道施工技术规范[S].