小結(jié)隧道爆裂的原因及拯救措施

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1塌方原因分析

隧道埋深是影響塌方發(fā)生的重要原因。隧道埋深如果過(guò)淺，隧道上部就不容易形成應(yīng)力拱，極易發(fā)生垮塌或者是滑坡。如果隧道埋深過(guò)于深，構(gòu)造應(yīng)力就會(huì)容易過(guò)大，不僅會(huì)發(fā)生諸如巖爆，脆性坍塌。還可能由于巖石一直處于高應(yīng)力條件下，巖石可能變脆變散，極其容易坍塌。通過(guò)對(duì)以上數(shù)據(jù)的分析，可以看出存在如下規(guī)律：調(diào)查顯示，由于地下水引起的塌方約占總塌方的35%以上，地下水的軟化、浸泡、沖蝕、溶解等作用加劇巖體的失穩(wěn)和塌落。巖層軟硬相間或有軟弱夾層的巖體，在地下水的作用下，軟弱面的強(qiáng)度大為降低，因而發(fā)生滑塌。把水作為塌方的一個(gè)重要原因單獨(dú)指出，主要是因?yàn)樗谒街械奶厥庾饔?，它起到一個(gè)“催化”塌方的發(fā)生，“惡化”塌方發(fā)展的作用。當(dāng)圍巖級(jí)別相同時(shí)，隧道埋深越小，隧道越易發(fā)生塌穿型塌方隧道埋深對(duì)拱形塌方的塌方程度存在一定的影響，隧道埋深越大，拱形塌方程度越嚴(yán)重，當(dāng)隧道埋深達(dá)到一定程度時(shí)，塌方程度又趨于減；對(duì)塌穿型塌方而言，隧道的相對(duì)埋深（隧道埋深/隧道跨度）越小，塌方對(duì)地表的影響程度越小，塌方程度也越弱。

支護(hù)強(qiáng)度不夠、防排水措施不力、開(kāi)挖進(jìn)尺不當(dāng)、支護(hù)背后存在空洞、鋼拱架未坐落在堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上等施工技術(shù)問(wèn)題對(duì)塌方起到不可忽略的誘發(fā)作用。施工進(jìn)度安排不合理、施工工序不合理、監(jiān)控量測(cè)和地質(zhì)預(yù)報(bào)不準(zhǔn)確及時(shí)，從而使設(shè)計(jì)的支護(hù)和襯砌不能有效的抵御圍巖壓力?；蛘哂捎谑┕り?duì)伍技術(shù)水平低，管理水平差，對(duì)可能遭遇的塌方以及產(chǎn)生塌方后的處理缺乏思想準(zhǔn)備和相應(yīng)的技術(shù)措施，最終會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生。地質(zhì)勘察不準(zhǔn)確。隧道在設(shè)計(jì)時(shí)，由于地質(zhì)勘探資料提供的圍巖情況與實(shí)際相差較大，圍巖級(jí)別劃分不準(zhǔn)等種種條件的限制，使設(shè)計(jì)者對(duì)隧道所在區(qū)的地質(zhì)情況了解不清，對(duì)可能遭遇一些特殊地質(zhì)，如斷層、溶洞等沒(méi)有勘察到位，導(dǎo)致原設(shè)計(jì)的支護(hù)體系不足以維持圍巖的穩(wěn)定性。開(kāi)挖方法選擇不合理。比如說(shuō)在破碎圍巖段中采用全斷面開(kāi)挖比臺(tái)階法塌方的風(fēng)險(xiǎn)大，另外，施工爆破對(duì)圍巖會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng)破壞作用，而且二次爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)破壞更大，重復(fù)作用的擾動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致圍巖中已有裂縫累積性地?cái)U(kuò)展。爆破次數(shù)越多，由爆破震動(dòng)波產(chǎn)生的剪切效應(yīng)造成松塌的機(jī)率越高。因此施工方法選擇不當(dāng)也會(huì)誘發(fā)塌方。開(kāi)挖跨度。一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)挖跨度越大，結(jié)構(gòu)將承受較大的圍巖壓力，受力條件較為復(fù)雜，加上施工期間諸多工序的相互影響，圍巖的多次擾動(dòng)以及支護(hù)襯砌相互之間的非同步施工等諸多因素影響，圍巖收斂變形就較大，故極易發(fā)生圍巖失穩(wěn)和隧道襯砌結(jié)構(gòu)開(kāi)裂與破壞現(xiàn)象。

2塌方處理措施

（1）防止塌方體進(jìn)一步擴(kuò)大，先對(duì)裸露圍巖進(jìn)行封閉，從兩側(cè)往中間噴射C20砼，由于一次無(wú)法噴射到位，采取多次輪班噴射，確保噴砼厚度大于10cm以上；

（2）右側(cè)堆積的塌方體上部沿路線(xiàn)徑向且向下傾斜施作Φ42×4.5mm注漿小導(dǎo)管，長(zhǎng)度為4.5m，縱向間距100cm，環(huán)向80cm，共施作5排；對(duì)塌方體進(jìn)行注漿加固，防止清除侵入凈空內(nèi)的松散塌方體引起二次更大規(guī)模的塌方，由于塌方體土石很松散，孔隙率很大，注漿量要比自然密實(shí)土石大，注漿量以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際灌注并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理確定工程量為準(zhǔn)；

（3）漿加固達(dá)到一定強(qiáng)度后，短進(jìn)尺對(duì)塌方體進(jìn)行開(kāi)挖，在原格柵拱架位置重新架立鋼筋格柵拱架與左側(cè)沒(méi)有塌落的拱架連接牢固；同時(shí)，在兩榀格柵拱架之間架設(shè)一榀鋼拱架，采用I18工字鋼加工成型，在接頭處采用加設(shè)縱向梁進(jìn)行連接，在每榀拱腳位置施作2根Φ42×4.5mm注漿小導(dǎo)管鎖腳錨管，并與拱架焊接牢固，鋪設(shè)雙層φ8鋼筋網(wǎng)；分層噴射C20砼，厚度為25cm，并在拱腰位置預(yù)留100cm×100cm窗口，為后續(xù)塌方空腔處理提供通道；

（4）采用泵送砼的方式在預(yù)留窗口位置泵送C20砼填充支護(hù)背后空腔，由于空腔較大防止填充砼自重壓垮拱架，應(yīng)分次澆注，當(dāng)達(dá)到預(yù)留窗口位置時(shí)封閉窗口，埋設(shè)Φ130mm鋼管；分次采用泵送M15砂漿填充密實(shí)。

作者：林志凌 單位：漳州沈海復(fù)線(xiàn)高速公路有限公司