龙门山坳隧道左线ZK119+505～+514段坍方初步处理方案(2)

龙门山坳隧道左线ZK119+505～+515段

坍 方 处 理 方 案

中铁二十局集团第四工程有限公司 广河高速公路惠州段第九合同段项目经理部

二00九年十一月五日

龙门山坳隧道左线ZK119+505～+515段坍方

处理方案

2009年11月3日上午7时55分，龙门山坳隧道进口左线K119+505～+515拱部弧形导坑发生坍方，其后不断有零星掉快，至4日凌晨4点坍方基本稳定，坍方长度约10m，高约3～5m，坍方数量约400m3，此时坍口封闭，现坍体高度、坍腔状况不明。通过坍方段初期坍腔观察可见K119+505～+515拱部右侧为一地质构造褶皱带，该处隧道埋深约57m，围岩为强风化砂岩，夹有土层，且该处地下水丰富，按设计环形开挖法进行开挖，循环进尺1m，该里程设计为IV级加强段，I20b钢架间距1m。 一、坍方经过

11月3日凌晨2时完成K119+513～+514段拱部喷砼，凌晨7时完成K119+514～+515段开挖，挖掘机正在扒导坑渣，7时40分现场施工人员发现掌子面掉小块现象，人员及机械开始撤出，7时55分K119+505～+515拱部弧形导坑发生坍方，受坍方冲击影响已施工拱部9榀钢架被破坏，其后不断有零星掉快，至4日凌晨4点坍方基本稳定，坍方长度约10m，高约3～5m，坍方数量约400m3，此时坍口封闭，现坍体高度、坍腔状况不明。坍方发生后，我项目部立即启动应急预案，现场设置警戒，并迅速作出反应，对坍穴进行支撑加固，防止坍方进一步扩大。 二、坍方原因分析

初步分析坍方原因主要为围岩整体稳定性差，开挖断面大（开挖断面达166m2），围岩为强风化砂岩，夹有软弱夹层，渗水加剧了围岩软化，并遇到3m厚地质构造褶皱带。

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三、坍方处理方案

11月3日坍方发生后拟用喷锚支护对岩面进行封闭加固，但由于随后不断坍方，特别是11月4日凌晨4点坍方加大，将坍口堵住，喷锚支护已不适用，为确保坍方处理期间施工安全和后期结构安全，经多方研究，拟采用大管棚方案通过坍方段，并对该段支护及衬砌予以加强措施，并在坍方通过后对坍腔注浆回填。坍方处理方案具体如下：

1、坍口加固

对K119+495～+505坍方扰动未变形段每榀钢架在拱脚采用Φ42锁脚锚管加固，长度4.0m，每个拱脚4根，每榀计8根，分两排两两“骑马”焊接，锚管间采用Φ22钢筋焊接成一个整体，喷混凝土5cm，对拱脚进行锚锁，抑制拱顶下沉，并采用I22钢架临时落地支撑，稳固坍口，防止坍方扩大，每榀设5根，布设方式见附图。

2、填筑作业平台

在现有坍渣上用洞渣填筑施工平台，以作为下一步大管棚作业平台，填筑时两侧拱脚处夯填密实。

3、大管棚导向护拱

先将坍体外露坡面喷20cm厚砼封闭。贴近坍口架设三榀I22b型工字钢钢架，间距75cm，其上装壁厚6mmφ127钢管导向管，长度2m，间距40cm。内挂模板浇筑C25混凝土护拱，厚度不侵入净空，作为大管棚尾端自由端支点和坍口加固结构，以保证施工大管棚与向前掘进通过坍体时安全。护拱采用先拱后墙法施工，在掘进通过坍方段之前，将护拱拱脚落到原状岩体，对基底进行浆砌片石扩大基础或注浆加固，并利用φ42锁脚锚管与原支护结构和周边围岩进行锚固锁脚，长度L＝400cm，每个拱脚4根。

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4、大管棚

采用φ108无缝钢管，壁厚6mm，长度25m。长管棚钻孔紧贴坍口处最后一榀初期支护内轮廓线，外插角6°。管壁钻φ12@30cm注浆孔，钢管内穿入3×φ22小钢筋笼，增加管棚强度,注1：1水泥浆，注浆压力0.5～1.2Mpa。

5、坍方段通过

待注浆强度达到80％后，在大管棚的保护下，辅以双排φ42@30cm，L＝450cm超前注浆小导管预支护，逐榀进行掘进支护，每循环进尺50cm，初期支护结构按照Ⅴ级浅型初支类型进行支护。钢支撑参数为I22b@50cm，双层8φ@20×20cm钢筋网，C20喷射混凝土厚度28cm。每榀钢架均在拱脚出打设4根φ42注浆锁脚锚管，两两“骑马焊”焊接在钢架上，每榀计8根，以加强锁脚。

6、注浆回填坍腔

待顺利通过坍方段，初支封闭成环后，采用注水泥砂浆固结拱顶坍体，注浆或吹砂回填坍腔，保证坍腔回填密实。

7、衬砌加强

ZK119+500～+520段，对二次衬砌结构进行加强，主筋采用Φ25@20cm，混凝土衬砌采用C25混凝土。

8、后续施工

后续施工必须严格按照“顶弧槽挖法”进行施工，必须强化施工操作工艺，严格质量控制，确保施工质量。 四、坍方处理保证措施

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1、成立坍方领导小组，坍方处理期间坚持24小时值班，随时处理应急事件，坍方处理领导小组人员组织附后。

2、加强洞内观测，特别是拱顶下沉、净空收敛、支护变化情况、为坍方处理决策提供科学依据。

3、注意安全，坍方处理期间设置专职安全员24小时进行安全监测，发现异常情况果断决策，及时汇报。

4、严格按坍方处理方案实施，稳扎稳打，确保成功处理坍方。 5、作好现场记录，材料保障有力，作好材料储备和应急预案，超前计划，材料充足。

6、施工现场设一安全巡视员，全程跟踪作业，观察初支结构与坍体稳定情况，如发现异常，迅速组织施工人员、机械撤离施工现场，以策安全。

7、坍方处理现场设置警戒，一切闲杂人员不得入内。

8、现场预备常用抢险材料，以备急用，如钢管、方木、型钢、木板、氧焊等；上述材料在施工现场有足够配备。

9、加强与监控量测单位的联系，增加对ZK119+485～+505段监控量测的断面布设密度和监测频度，以提前预测此段初支结构变形趋势，为施工安全提供前瞻性意见。

五、建议

该隧Ⅳ级围岩段，经实际施工核实，初期支护刚度强度不足，喷射混凝土开裂，下沉量大。安全储备低，实际地质远远达不到Ⅳ级，且围岩变化十分频繁，小构造出现频率高，给施工安全结构安全增加了许多隐患。据此情况，初期支护刚度、强度设计应予以提高，以保证结构安全和施工

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