隧道塌方处理施工方案.docx

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隧道塌方处理施工方案

新建铁路大理至瑞丽线大保段站前工程

（第二标段）

长明隧道（第二标段）

塌方处理施工方案

编制：

审批：

二〇一二年六月

长明隧道（第二标段）

塌方处理施工方案

一、工程概述：

初一铺长明隧道（第二标段）设计为V级A型衬砌，拱部设置超前Φ42小导管，20根/环，3.5m/根，2.0m/环，设置拱墙格栅钢架，1.0m/榀。

采用大瑞隧参（07）02-11图施作。

2011年6月2日现场核对采用台阶法开挖，上台阶掌子面里程DK80+595，下台阶DK80+610。

上午9：

10，施工单位进行下台阶施工，对DK80+610处线路右侧2榀钢架范围进行开挖，开挖揭示围岩为泥岩夹砂岩，泥质胶结，层间存在泥质夹层，节理裂隙发育，并有少量渗水。

开挖后发现上台阶出现裂纹，现场及时组织机械人员撤出，而后，原施作上台阶初期支护钢架背后发生溜坍，约10m3，随后DK80+610～+600段边墙发生变形，逐渐发展至拱顶局部坍落，期间坍方量约30m3，至11：

00，该段拱部发生较大坍方，总量约120m3，拱部形成坍腔长约10m，宽约5m，高5m，坍方物质为砂质泥岩质碎块石，一般直径为30～50cm，最大4m左右。

根据大瑞线站前二标段（2011）第（038）号，制定如下方案

二、施工方案

总体方案为：

先加固DK80+610～DK80+620段围岩，加固完成后处理塌方段DK80+610～DK80+600（原上台阶位置），之后顺序处理初支侵限段DK80+610～DK80+620、塌方段DK80+610～DK80+600下台阶及DK80+600～DK80+595段换拱，此间衬砌紧跟，完成塌方及初支侵限处理。

三、施工工艺和方法

3.1施工顺序

1、加固DK80+610～+620段钢架C、D接头以下围岩；

2、由洞外向洞内运碴，回填DK80+610～+620段至C、D接头位置；

3、加固稳定塌方体；

4、继续加固DK80+610～+620段钢架C、D接头以上围岩；

5、施做大管棚；

6、开挖塌方体，安装钢架，施做套拱（原上台阶）；

7、处理DK80+610～+620初支侵限段、塌方段DK80+610～DK80+600下台阶及DK80+600～DK80+595段换拱，施做仰拱衬砌；

8、处理完毕，正常开挖。

3.2施工工艺及方法

3.2.1围岩加固

对拱墙开裂部分设置Φ42小导管径向注浆加固，间距1.2m×1.2m，4m/根，梅花形布置。

3.2.2回填反压

为稳定围岩，便于塌方处理，需对DK80+610～DK80+620段进行回填反压，目前DK80+610～DK80+620段C、D接头位置已设置I18型钢对称，为防止回填时破坏临时支撑，回填前需对临时支撑进行加固，加固方法为，在单个对称两端三分之一位置，设置竖向称（I14工字钢或φ100钢管）撑与对撑和地面间，对撑纵向排间需设纵向连接（10#角钢），竖撑与对撑、纵向连接件与对撑间应焊接牢固。

回填时将临时支撑埋住即可；

3.2.3塌方体加固

塌方体为松散碴体，目前塌腔处于临时稳定状态情况，为防止处理过程中塌方体坍塌而导致继续塌方，需对塌方体进行加固，加固方法为：

首先在塌方体外露表面喷射C20混凝土5～8cm，混凝土终凝后，垂直查体面施做小导管，小导管间距1米，梅花型布置，单根小导管长3米，小导管管身开花孔，注浆顺序应自下而上。

3.2.4大管棚施做

3.2.4.1根据四方纪要要求，在DK80+615处，既距塌方位置大里程边缘5米位置，施做大管棚，管棚长20m/根，环向间距40cm，共25根，施作角度根据现场实际情况调整，注浆采用水泥浆，利用大管棚对前方塌方段进行探测，如探测到空腔松散体应采用水泥注浆固结。

3.2.4.2大管棚的加工制作

管棚采用φ89热轧无缝钢管加工；钢管前段3.0m范围内不钻注浆孔，其余部分钻注浆孔，孔径8mm，孔间距15cm，呈梅花形布置。

相邻两道孔口方向交错45°角；管尖长20cm，先用氧焊切除缺口，在加工成尖端，并进行焊接。

管棚尾段和止浆板，止浆板上设15cm长带丝口的注浆尾管。

大管棚管加工详见下图：

3.2.4.3钻孔与顶进

采用JL-6000钻机钻孔，为便于安装钢管，钻头直径采用Φ118mm。

管棚顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺，用装载机在人工配合下顶进钢管。

3.2.4.4配制浆液

水泥浆的搅拌在高速搅拌机内进行，严格按照施工配合比进行投料，水泥浆的浓度一般控制在1:

08～1:

1。

配置好的浆液存放在由低速搅拌器的储浆罐内，防止浆液由于存放时间稍长产生沉淀、离析等现象。

3.2.4.5注浆

注浆顺序原则上遵循着“先下后上”、“跳孔注浆”、“由稀到浓”的原则。

为防止串浆和跑浆，利用分浆器，同时灌注四个小导管。

注浆孔位要准确，定位偏差小于5cm，孔底偏差不大于孔深的1%至2%。

顶管施工作业过程中会使管内混入一些碎石和碎屑，在注浆施工前用高压风水进行吹洗。

注浆设备采用高压注浆泵，注水泥浆，注浆压力一般为0.5～1.0Mpa。

拌浆时严禁纸屑等杂物混入浆液，拌好的浆液要经过过滤，未经过滤的浆液严禁进入泵体，以防堵塞。

注浆过程中，要时刻注意泵口及孔口的压力变化情况，发现问题及时处理。

做好钻孔、注浆纪录，为分析注浆效果提供依据。

注浆结束后，要彻底的清洗泵体和管路，以保证下次注浆安全顺利进行。

注浆施工过程中如发现掌子面漏浆，及时用麻布进行封堵。

注浆施工质量保证：

注浆施工作业中，浆液注入的压力是一个最为关键的现场施工过程控制因素。

根据流量计显示的孔口压力变化可以判断注浆施工的基本发展状况，并及时采取相应措施。

若压力逐渐上升，但达不到设计要求的压力，原因是：

浆液浓度低、凝胶时间较长、浆液在碎石中形成劈裂脉或者是部分浆液溢出，适度加大浆液浓度、短时间间隔注浆。

若注浆开始后压力不上升，甚至出现初始压力呈下降的趋势，此时采取大浓度浆液和较低注入速度，如果情况无改变，则先停止注浆。

若注浆压力上升后突然下降，表明浆液从注浆管周围溢走，或者是注入速度过大，扰动碎石岩层，或遇到空隙薄弱部位。

此时适度降低注入速度。

若压力反复升降，但总趋势呈上升态势，原因是：

由于注浆浆液的凝胶时间较短，此时适度调长浆液凝胶时间。

若压力上升很快，而注入速度上不去，原因是：

表明注浆岩层较为密实或者浆液的凝胶时间太短。

若压力有规律上升，即使达到容许压力时，注浆速度也比较正常，这表明注浆施工作业是成功的。

若压力上升后又下降，然而后来压力又再度上升，并达到设计的要求值。

可以认为是成功的。

3.2.5护拱施做

在确定松散碴体已被管棚注浆浆体固结稳定后，采用人工配合机械进行开挖，开挖工法采用三台阶法开挖，循环进尺应小于80cm,开挖轮廓应大于设计出轮廓1米，以便于施做护拱，开挖后立即对岩面进行初喷，初喷后依开挖轮廓面安装钢架，挂设钢筋网，施做径向小导管注浆，喷射混凝土。

每施做三米，安装初支钢架，在钢架内侧（隧道净空侧）安装3cm厚木板做为护拱模板，用型钢及钢管固定木板，之后浇筑1米厚C25混凝土护拱，在护拱强度达到设计强度70%后拆除模板，进行下一循环开挖。

3.2.6DK80+620～+610段侵限小于5cm部分的处理

测量班将侵限具体部位及数值标于初支面上，工人利用开挖台架做为侵限处理平台，用风镐凿除初支砼，凿除过程应保证初支面平顺平整。

3.2.7换拱施工

对于侵限大于5cm的部分需进行换拱处理。

根据测量成果确定

换拱部位，对确定更换的钢架，在保留部分的端部施作φ22锁定锚杆，锚杆长4m（或根据实际情况确定），锁定锚杆与锁脚锚杆施做方法相同。

然后人工用风镐凿除钢架之间的喷混凝土，凿除厚度应满足设计的初支厚度。

拆除顺序由下到上，逐次进行，当开挖到符合要求的断面后，对开挖面进行初喷，用气割割除钢架间连接钢筋和钢架，然后分阶段将提前制好的钢架安装到位，接头如不在原设计位置，可采用帮焊的形式连接钢架主筋。

钢架安装后按设计要求施做钢筋网、系统锚杆、锁脚锚杆、喷射混凝土等作业，换拱作业每循环不得超过一榀，每次换拱前拆除相应的临时支撑。

DK80+610～DK80+595段因已变更为Ⅴ级C型衬砌，所以原钢架必须全部拆除。

3.2.6衬砌施工

DK80+620～DK80+595段侵限、塌方段，每处理处理完成7～9米时，即施做一模衬砌，衬砌小里程端部距下一步处理部位应预留2～3米侵限、塌方处理作业空间，衬砌混凝土达到一定强度，再进行下一段落换拱，施工下一段二衬。

3.2.7超前小导管及围岩加固小导管施做

小导管的加工制作：

小导管采用φ42钢管加工，导管的管口位置设φ6mm钢筋加强环；钢管前段1.0m范围内不钻出浆孔，其余部分每隔15cm在环向钻四个孔，眼径10mm。

相邻两道孔口方向交错45°角；管尖长20cm，先用氧焊切除缺口，在加工成尖端，并进行焊接，钢管尾部焊接15cm长带丝扣的6分管尾管。

钻孔与顶进：

采用YT-28风枪钻孔，施工中采用自制的钻杆连接套进行接长施

小导管加工详见图1。

图1注浆小导管加工图

工。

钻头直径比管径大3～5mm。

采用带冲击的YT-28风钻将小导管穿入孔中。

用高压风将钢管内的砂石吹出，清孔干净后用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙。

配制浆液：

水泥浆的搅拌在高速搅拌机内进行，严格按照施工配合比进行投料，水泥浆的浓度一般控制在0.5～1。

配置好的浆液存放在由低速搅拌器的储浆罐内，防止浆液由于存放时间稍长产生沉淀、离析等现象。

注浆参数：

注浆压力1～2MPa，扩散半径0.7～0.8m。

单孔注浆量：

单孔注浆量和围岩的孔隙率有关，可用下式估算，通过试验确定。

Q=π·R2·L·n·β

式中:

Q—单孔浆液注入量（m3）；

R—浆液扩散半径（m）；

L—注浆段长度（m）；

n—岩石空隙率，一般取0.1～0.3；

β—浆液在岩石孔隙中的有效充填系数，一般为0.6～0.9。

注浆：

注浆顺序原则上遵循着“先下后上”、“跳孔注浆”、“由稀到浓”的原则。

为防止串浆和跑浆，利用分浆器，同时灌注四个小导管。

注浆孔位要准确，定位偏差小于5cm，孔底偏差不大于孔深的1%至2%。

顶管施工作业过程中会使管内混入一些碎石和碎屑，在注浆施工前用高压风水进行吹洗。

注浆设备采用高压注浆泵，注水泥浆，注浆压力一般为1～2Mpa。

拌浆时严禁纸屑等杂物混入浆液，拌好的浆液要经过过滤，未经过滤的浆液严禁进入泵体，以防堵塞。

注浆过程中，要时刻注意泵口及孔口的压力变化情况，发现问题及时处理。

做好钻孔、注浆纪录，为分析注浆效果提供依据。

注浆结束后，要彻底的清洗泵体和管路，以保证下次注浆安全顺利进行。

注浆施工过程中如发现掌子面漏浆，及时用麻布进行封堵。

注浆施工示意图见图2。

图2小导管注浆施工示意图

注浆施工质量保证：

注浆施工作业中，浆液注入的压力是一个最为关键的现场施工过程控制因素。

根据流量计显示的孔口压力变化可以判断注浆施工的基本发展状况，并及时采取相应措施。

若压力逐渐上升，但达不到设计要求的压力，原因是：

浆液浓度低、凝胶时间较长、浆液在碎石中形成劈裂脉或者是部分浆液溢出，适度加大浆液浓度、短时间间隔注浆。

若注浆开始后压力不上升，甚至出现初始压力呈下降的趋势，此时采取大浓度浆液和较低注入速度，如果情况无改变，则先停止注浆。

若注浆压力上升后突然下降，表明浆液从注浆管周围溢走，或者是注入速度过大，扰动碎石岩层，或遇到空隙薄弱部位。

此时适度降低注入速度。

若压力反复升降，但总趋势呈上升态势，原因是：

由于注浆浆液的凝胶时间较短，此时适度调长浆液凝胶时间。

若压力上升很快，而注入速度上不去，原因是：

表明注浆岩层较为密实或者浆液的凝胶时间太短。

若压力有规律上升，即使达到容许压力时，注浆速度也比较正常，这表明注浆施工作业是成