铁路某隧道变形及塌方病害处理对策

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摘 要：文章将结合某铁路隧道施工期间的塌方现象，通过分析塌方的原因，提出了相应的塌方处理方案，为同类的施工工程提供参考。

关键词：隧道；塌方；变形；整治

引言

近些年以来，由于铁路建设的发展日益加快，行业技术水平得到了不断的提高，特点不一的各种复杂的地质隧道和长大隧道的应用越来越多，因为受到各种因素的综合影响，塌方依旧是隧道施工中最常见的施工事故之一。隧道塌方多是发生在洞身围岩比较差或者洞身围岩都比较差，只有局部过关，又或者是洞身围岩的一侧较好，但是另一侧却较差的地方。隧道塌方会直接对施工人员的生命安全造成严重的影响，造成延误工期、设备损坏、额外增加工程费用等严重的问题。对于塌方处理方案来说，其关键是不留质量隐患、确保安全，此外方案还要具有可实施行性，达到省时、省工省费用的目的。

1 隧道塌方事故概况

2010年6月30日，某铁路隧道已经完成初期施支护施工的路段发生了塌方事故，塌方严重，几乎造成了该路段2/5的隧道发生了全段面塌满。为了防止险情进一步扩大，首先应该根据具体的塌方情况进行相应的应急处理：即对该路段进行支设型钢支撑，并且该段进行注浆锚杆注浆加固。等待塌方的情况稳定下来在进行下一步的处理工作。

经过对现场的分析后发现，该路段的岩土主要为风化石伴裂隙土且围岩的级别为V级，渗水性强。塌方的原因主要是由于该路段隧道的开挖，使得该处的地质整体的形态发生了改变，再加上连日下雨导致地表水通过石隙渗透，从而削弱了岩层本身的抗剪强度，最终导致了塌方现象的发生。

在进行采取应急措施的同时，也应该制定出预留核心土并采取上下导坑的方式进行挖掘，并且喷射混仰拱形成封闭，并且使用临时仰拱在下导坑开挖的过程中当作强支撑的施工方案。

2 塌方原因的分析

（1）隧道的地质条件较差。因为该段几乎全是强风化 岩，并且围岩的风化明显，并且软硬不均，塌方区的上台阶呈碎块状，中下台阶的围岩较差，呈砂土夹泥状。（2）围岩属于软质的岩石。全风化的花岗岩呈现杂色，并且原岩的结构已经完全被破坏，且大部分呈现为土状；强风化的 岩呈现为青灰色，磷片变晶的结构，片麻状的构造，呈现为碎块状，并且用手可以掰碎。强度变得较低，容易产生塑形的变形，以及稳定性较差在大气中容易被风化剥落。（3）围岩受到渗水容易发生软化。岩层具有透水性，如果上台阶有渗水的现象，那么中下台阶就会有大量的水渗出，在局部形成渗流。（4）施工因素的影响。一是超前小导管的注浆没有达到预期的效果，以及系统锚杆和格栅钢架锁脚锚管安装质量较差；二是中下台阶的开挖过大，钢架底部的悬空时间过长，以及围岩遇水发生软化，抗剪强度降低从而导致了变形的加剧而造成失稳。

3 塌方的处理方案

3.1 超前探孔

在隧道塌方后的某一段上使用YT28气腿式凿岩机进行打孔并且进行钻探，从而为塌腔的填充提供相应的参数。

3.2 塌腔进行注浆

塌方的范围较大，并且塌腔纵向较长如，无法进行一次性的封堵，所以应该使用分段进行封堵来进行及时灌注浆液。塌腔的处理应该使用“控灌结合”的方式进行处理，在钻探孔能够打入较大的塌腔的情况下，使用人工将钢管伸入塌腔内，并且使用该管路进行混凝土的泵送工作，从而实现塌腔的填充；如果不能伸入，则可以使用超前注浆导管支护的方式直接进行挖掘，并且使用注浆来加固隧道轮廓线外侧的岩体，直到达到溢浆为止。

3.3 上导坑双排超前注浆导管注浆

为了能够保证对于坍塌体的裂缝的有效填充并且保证隧道的轮廓线的土体稳定以及具有一定的强度，在进行开挖的过程中使用YT28钻机向小里程方向依次布置，使用42双排导管进行注浆，环向间距进行布置开挖，导管的长度为3.5m，并在每环上设置2排，纵向间距2.0m，并搭接1.5m；然后使用水泥-水玻璃双液浆进行对坍塌体进行加固处理。

3.4 对工作面进行注浆固结处理

为了保证工作面在开挖过程中的稳定，所以需要对工作面的塌方体及你想那个加固处理。采用纵横向间距1m长度4m的钢管进行注浆加固处理；并且为了防止浆液的流失，需要在塌方体的面先喷10cm厚的C20混凝土作为止浆墙，每4m来做为一个循环，总共有8个循环。并且浆液量也应该控制在既能稳定核心土又不会对周围的围岩增加太大的强度，从而造成开挖困难。

3.5 预留核心土在环形开挖时

为了防止坍塌体的扰动，在上台阶使用风镐进行人工开挖，以及用手推车进行运输，下台阶使用机械进行开挖。塌方后，围岩会变的十分软弱。为了防止围岩的变形需要在开挖中预留20cm的下沉量，也就是在拱顶上挖20cm，进尺控制在每环0.5m，预留长2m宽3m以及高2.5m的核心土，并且降低开挖面的临空高度，减缓开挖面的坡面角度，从而防止开挖面再次塌方和下滑。左右两侧的开挖应该分开进行开挖。

3.6 安装型钢钢架

在进行初期支护钢架时应该采用Ⅰ20工字钢弯出弧度进行安装，从而有利于早受力。并且购置一台液压型钢弯弧装置，在现场进行钢架构件的制作，在洞内进行组装。在进行型钢安装的过程中，首先开挖上台阶，当支设完一侧的型钢后，沿着隧道的中线核心土位置上设置300钢管，从而顶住钢架来作为钢架的临时支撑；然后在进行开挖另一侧，支设另一侧的型钢钢架。

3.7 临时仰拱

开挖面做为松散的塌体，为了能够达到上台阶支护形成封闭的结构的目的，并且防止下台阶在开挖的过程中出现变形现象，所以应该在上台阶上设置临时仰拱。临时仰拱可以使用Ⅰ20的工字钢，规格与初支相同，间距为50cm左右，纵向使用直径22的钢筋进行连接，环向的间距为半米，并且临时仰拱应与型钢钢架进行焊接；双层钢筋网使用直径8的钢筋，并且喷射30cm厚的混凝土。之前的注浆管安装角度较小，难以对松散的塌方体进行有效的加固处理，所以应该使用注浆钢管再进行注浆加固处理从而保证隧道的轮廓线以外3～5m的围岩都具有一定的强度，从而实现共同受力的目的。注浆导管沿钢架位置进行布置，间距为0.4m、0.5m，并且加注水泥=水玻璃双奖液进行加固。在使用径向小导管注浆前应该先将掌子面围岩进行封闭处理，从而防止浆液漏出，以及对掌子面上的围岩形成压力从而造成再次的坍塌。

3.8 监控量测

加强对塌方体开挖的监控量测，并且在对隧道的边墙以及顶部进行定位定时的观测，随时掌握围岩的变形动向，并且及时进行反馈分析，修正以及完善施工方案，从而提供补救措施。

3.9 二次衬砌施工

将二次的衬砌调整为钢筋混凝土。衬砌台车的组装工作应该在塌方体的处理过程中同步进行，从而尽量减少工序间的时间间隔。并且在施工中取消防水板的设置。

4 结束语

所以，在进行隧道施工中，应该大力提倡超前预报，从而可以根据具体的地质情况来选择合适的预防以及加强措施，并且还可以节约工期以及节约费用。如果发生了塌方事故，应该根据具体的地质情况制定出合理的整治方案。综合利用各种整治方案的长处，从而实现良好的社会以及经济效益。

参考文献

[1]TB10204-2002、J163-2012.铁路隧道施工规范[S].

[2]TZ204-2010.铁路隧道工程施工技术指南[S].