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拉纳山隧道大塌方整治技术
通过对川藏公路拉纳山隧道进口洞身断层带塌方原因分析,提出了塌方整治技术,通过精心组织施工,取得了预期效果,为后续施工避免发生同类事故提供了经验,保证了隧道施工顺利进行.
作 者：王维 WANG Wei 作者单位：中铁二十局集团第五工程有限公司,云南,昆明,650200 刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)： 35(16) 分类号：U455 关键词：隧道 塌方 整治技术新龙湾隧道塌方处理技术
详细介绍新龙湾隧道施工程中洞内塌方的处理方案和技术措施.主要包括对塌陷范围进行地表注浆、采用工字钢架和大管棚支护、锚管注浆加固等,安全顺利地通过塌方段.
作 者：肖曦鹏 作者单位：中铁大桥局集团第一工程有限公司,河南郑州,450003 刊 名：科技风 英文刊名：TECHNOLOGY WIND 年，卷(期)： “”(7) 分类号： 关键词：隧道 坍塌 处理 措施管棚法处理隧道塌方施工技术
文章介绍了隧道塌方管棚法处理的'施工技术.根据开挖断面的实际地质情况,对本隧道塌方原因进行分析,结合同类工程施工经验对隧道塌方段采用大管棚法,结合掌子面深孔注浆,从而使隧道掘进方向的掌子面、拱顶、边墙全方位区域的围岩达到固结作用,确保隧道开挖施工顺利进行.施工结果表明,该技术对处理隧道塌方有很好效果.
作 者：李志勇 作者单位：中铁六局,呼和浩特铁建公司,内蒙古,呼和浩特,010050 刊 名：内蒙古科技与经济 英文刊名：INNER MONGOLIA SCIENCE TECHNOLOGY AND ECONOMY 年，卷(期)： “”(14) 分类号：U457 关键词：隧道塌方 大管棚法 深孔注浆膨胀土隧道塌方成因及处理技术工学论文
摘要：结合新响沙湾隧道工程实例，通过对隧道膨胀土洞段塌方的研究，分析隧道塌方原因，详细阐述了塌方处理方案、施工注意要点，对同类围岩隧道施工具有一定的借鉴意义。
关键词：膨胀土塌方原因分析处理技术
1工程概况
1.1工程概况新响沙湾隧道全长3430m，除进口1057m，出口129m位于直线上，其余均位于半径为4500m的曲线上，纵坡11.5‰。隧址区地震烈度Ⅷ地震动峰值加速度0.20g。
1.2工程地质和水文地质
1.2.1工程地质新响沙湾隧道为鄂尔多斯台地剥蚀丘陵区，沟谷纵横，切割强烈，地形起伏较大。围岩为白垩系下统（K1），紫红色、姜黄色、灰绿色含砾泥质砂岩，砂石含量5～20%左右，泥质胶结，砂状结构，薄层～中厚层构造。局部夹薄层状紫红色泥岩。强风化层约10～30米。地层产状近水平。
1.2.2水文地质特征地下水主要为赋存在河床冲洪积砂层中的空隙潜水，水量较丰富，膨胀土地带地下水丰富，基岩裂隙水不发育。
2塌方过程描述
9月27日早7时，新响沙湾隧道GDK48+885～GDK48+950段边墙出现多条裂缝，裂缝内有水渗出，部分拱脚出现向外挤出的.现象。209月28日～年10月9日期间，GDK48+885～GDK48+950段不时出现钢筋断裂的声音，多处出现环向裂纹，多处喷射混凝土面崩裂。边墙从拱脚以上1.7米处钢架整体被压断，拱顶边墙变形严重。掌子面已经全断面塌方封堵；缝宽1cm以上的裂纹有十多条，最大裂缝宽度达到60cm；拱墙部位格栅钢架大部分挤出变形，最大变形达80cm；裂缝处渗漏水现象严重。2008年10月10日下午15时10分GDK48+885～GDK48+950段出现整体坍塌，塌方过程无人员伤亡。
3塌方原因分析
塌体段为白垩系下统灰绿色泥质砂岩，泥质胶结，砂状结构，薄层～中厚层构造，水平层理极其发育，经铁四院检测后发现该种砂岩为膨胀性质，且属于中度膨胀。由于膨胀土围岩具有“吸水而膨胀，失水而收缩”的特性。塌体段为富水段，围岩遇水极易软化崩解，围岩中度膨胀性加速、加大围岩应力释放，造成围岩松动圈范围大，在初期支护支撑力不够的状态下，由于围岩压力和膨胀压力的综合作用，使围岩产生局部破坏，然后逐渐牵引周围土体连续破坏。
4塌方处理方案
处理塌体的总体方案：首先对塌体进行大管棚施工，然后在已施工完毕大管棚上方进行混凝土造壳，在混凝土壳体的掩护下，实施四台阶开挖，并且加强支护，具体措施如下：
4.1对GDK48+893.5～GDK48+898.5段塌方部位用塌方碴料从两侧向中间进行回填，回填至拱顶设计标高后对剩余空洞采用轻质材料进行填塞，以形成内模。
4.2回填工作完毕之后在靠近塌方段处并排架设三榀I22工字钢作为管棚支承钢架，工字钢钢架之间焊接牢靠。
4.3拱部90°范围内架设108管棚，管棚间距为30M，外插角为15°，长度为6米（伸入塌方部位5米，外露1米），管棚与钢架焊接牢靠。 4.4管棚施做完毕之后，对塌方部位进行混凝土浇筑，混凝土标号为C35，厚度为1m，在开挖轮廓线以外形成壳体。
4.5回填混凝土浇筑完毕且终凝之后，对塌方体按照四台阶法进行开挖，第一台阶开挖高度为2m，第二台阶开挖高度为2.5m，第三台阶开挖高度为2.5m，第四台阶开挖高度为2.71m，具体见《塌方体开挖示意图》
4.6塌方体开挖完毕结束后立即进行初期支护，钢架设置为I22工字钢钢架，间距40M/榀，上台阶钢架脚部采用40槽钢垫底，钢架各单元连接处采用6m长42钢管锁脚，每处不少于4根，拱脚与槽钢间的空隙采用混凝土楔块顶紧，确保钢架脚部整体稳定，各钢架间采用100*100角钢进行纵向连接，环向间距40cm，钢架脚部均采用22槽钢焊接牢靠，确保钢架脚部整体稳定。边墙部位喷射C25混凝土并确保钢架后空洞喷填密实，喷射混凝土与φ42锁脚钢管及纵向槽钢形成系统稳定的脚部加固系统。第一台阶施工完成后，再依次施工第二、第三、第四台阶，左右侧马口交错开挖，循环长度不大于80cm。
4.7GDK48+898.5～GDK48+950段塌方体处理施作三次大管棚，管棚每环42根，外插角为12°～15°，长度为15米，管棚与钢架焊接牢靠；每环大管棚施工结束后，采用四台阶法对塌方体进行开挖，台阶尺寸与工序5相同；塌方体开挖结束后立即进行初期支护，支护参数与工序6相同；
4.8钢架落底单侧、单榀施作，并与仰拱钢架封闭成环，仰拱与塌方体开挖掌子面距离不大于15m，二次衬砌与塌方体开挖掌子面距离不大于30m；
4.9初期支护后每隔10m布置一检测断面，变形量测在每次开挖结束后进行，测点布置见《观测点示意图》
5结论
新响沙湾隧道GDK48+885～GDK48+950塌方段围岩属于中度膨胀，地质条件复杂，且处于富水段，因此，此次塌方较大。经过我单位人员严密组织以及采取合理的处理方案新响沙湾隧道膨胀土塌方段安全顺利处理完毕。通过新响沙湾隧道膨胀土段的施工和塌方段处理，有以下几点体会：
5.1膨胀土围岩的“吸水膨胀，失水收缩”特性，特别是在富水洞段，隧道容易发生塌方，因此膨胀土隧道超前地质预报工作必须进行，以便提前预测工作面前方围岩工程地质和水文地质情况。
5.2膨胀土围岩隧道在开挖过程中或过程后，周边土体容易向洞内膨胀突出，所以膨胀土隧道围岩监控量测尤为重要。
5.3膨胀土隧道围岩应力释放是导致隧道塌方的主要原因，采取合适的开挖方式最为重要。塌方处理完毕后，新响沙湾隧道膨胀土围岩洞身开挖方式为三台阶（上台阶预留核心土法）开挖，实践证明此种开挖方式能够较好的控制膨胀土开挖面的应力释放。
5.4膨胀土围岩隧道在开挖完成之后，围岩变形一般在3～4周内发生，隧道的仰拱和二衬应及早进行封闭。尤其是仰拱施工，因为仰拱是隧道形成环向受力的关键工序，在施工中应最大程度上的缩短掌子面与仰拱之间的距离，使隧道形成环向受力。
浅议小坡山隧道渗流施工控制技术
文章结合小坡山隧道的`工程情况,分析了隧道渗流容易引起的一些工程问题,并探讨了隧道渗流施工控制技术.
作 者：田华 作者单位：中铁二十局集团电气化工程有限公司,陕西西安,710119 刊 名：科技风 英文刊名：TECHNOLOGY WIND 年，卷(期)： “”(7) 分类号： 关键词：隧道 渗流 突水塌方北京地铁四号线菜市口―宣武门区间位于宣武门外大街,南北走向,线路与宣武门大街中线近似平行,区间隧道覆土厚度为14.3m~19.8m。在隧道初期支护完成后,左线K7+420~K7+640段拱部及侧墙出现渗漏水现象,后来延伸到右线,使左右线隧道均出现大面积渗漏水,严重影响初期支护结构及地表和周围管线的安全,同时对二次衬砌防水层施工也有极大的影响。因此,需要进行治理。
1 原因分析
北京地铁四号线菜市口―宣武门区间渗漏段隧道,上方地质以粉土、粉细砂、中粗砂为主,开挖隧道拱顶位于粉质粘土和中粗砂层中。在隧道上方,与隧道走向平行的市政管线有:直径400给水管,直径800污水管,680×910污水方沟,2750×1450热力方沟等管线。区间隧道断面采用“上、下台阶法”开挖,开挖时掌子面无水,开挖后几天开始出现渗漏水现象,初期支护背后注水泥砂浆后,渗漏现象没有改变。根据地质和管线情况分析:管线位于粉细砂层中,尤其是两条污水管沟渗漏的可能非常大,雨污水管渗漏水在地层中已经饱和,隧道开挖后,隧道内形成减压空间,地层中饱和的雨污水和地质地层中的层间水透过粉细砂层、中粗砂层进入隧道初支出现渗漏水现象。
2 整治方案制定
1) 对渗漏段水质进行化验,其化验结果显示含有污水成分,说明渗漏水原因之一为地下污水管渗漏。2)漏水整治方法初定。采取排堵结合方法,根据漏水地段漏水量的大小,对局部漏水点及漏水量小的地段做导流管进行排水,引至隧道底板的集水槽中再排出隧道。对漏水量大并且面积大的地段采取分段打花导管注特殊浆液加固以形成堵水区。3)漏水整治实验段。本工程依据设计图纸、地质情况,结合隧道内渗漏水实际情况,做了两段实验段。一段为右线北面里程为K7+420~K7+430地段,在此段拱顶上方粉土层较薄,渗漏较为严重,采取的方法是:打设1.5m长度的花导管,注浆浆液采用A,C液和A,B液两种浆液进行注浆封堵。沿隧道拱顶150°范围,管呈梅花状布置,间距为1.5m,实践证明其注浆效果明显。在K7+630~K7+640段为粉土层较厚地段,且渗漏量较大,采取的方法是:打设2.0m长度的花导管,注A,B浆液进行注浆封堵。沿隧道拱顶150°范围,管呈梅花状布置,间距为1.5m,其注浆效果也可行。
3 施工方法
3.1 排堵结合刚性堵水
根据隧道实际漏水情况,右线北面里程K7+470~K7+490及K7+565~K7+612,左线北面里程K7+453~K7+481及K7+551~K7+567,共计111m地段属于轻微、间断渗漏地段。采取的方法是刚性堵水法。首先对漏水点进行封堵,采用材料为:堵漏灵加早强水泥直接处理。对堵不住的地段采用PV导流管将其渗漏水引至隧道底板的集水槽中,当施作防水前对集水槽进行回填处理,采用C30商品混凝土回填至设计标高位置,两格栅中间采用22钢筋连接加固。
3.2 注特殊浆液堵水
首先同样对漏水段的漏水点进行表面堵漏。对漏水严重地段,采取重新打管注浆加固止水处理。通过注浆填充土体空隙,疏干土体水分,使浆液与土体有机地结合在一起,形成具有一定抗压强度和支承保护能力的复合地基,提高土的抗渗能力,确保隧道施工顺利进行。
从漏水段及隧道初支对土质情况的了解,根据隧道拱顶粉土层的厚度打设导管注浆,其管的长度根据粉土层的厚度而决定,在粉土层厚度小于1.5m的地段打设1.5m的'花导管,在1.5m以上的地段打设2m的花导管。结合开挖实际分两种情况:
1)粉土层较薄需打设1.5m花导管注两种浆液的地段为:左线北里程为K7+420~K7+451和K7+516~K7+565,K7+625~K7+640三段;右线北里程为K7+420~K7+435,K7+481~K7+519和K7+603~K7+640三段。共计长度为185m。
2)粉土层较厚需打设2m花导管注一种浆液的地段为:左线北里程为K7+451~K7+470,K7+490~K7+516和K7+612~K7+625三段;右线北里程为K7+435~K7+453,K7+519~K7+551和K7+567~K7+603三段,共计长度为144m。
3.3 注浆方法
注浆材料的特性对地下水而言,属不易溶解材料;对不同地层,凝结时间可调节,强度高、能及时止水。注浆材料配比见表1。
悬浊液由A液,C液组成,主要加固较大空隙的地层,达到填充效果。溶液由A液,B液组成,主要用于微小裂隙渗透性较好,与土体结合性较好,与土体结合形成固结体起到止水效果(B液由Gs剂,P剂,H剂,C剂和水组成,主要作用是固化、止水,通过配合比的调整,可以控制固化时间。C液由水泥,H剂,C剂和水组成,主要作用是早强、微膨胀,通过配合比的调整,可以控制其强度和浓度)。注浆顺序是:在隧道内从漏水段的两端开始,向漏水段的中间注浆,其中粉土层薄的地段先注A液,C液组成的悬浊液,等悬浊液固化后,再注A液,B液组成的溶液。两次注浆后,如果还有个别地方渗水,可采用防水砂浆堵水。其中粉土层厚的地段注A液,B液组成的溶液。注浆后,如果还有个别地方渗水,可采用防水砂浆堵水。注浆时,根据现场实际情况选择不同的浆液浓度,适当调整配合比,并适当加入特种材料以增加可灌性和堵水性,提高止水效果及浆液耐久性。
3.4 注浆范围
根据该地段的地质条件,结合开挖后隧道渗漏水严重程度及注浆工艺特点,参考类似工程的技术参数,设计范围为拱顶150°范围,注浆加固厚度1.5m和2.0m,加固长度根据现场情况确定。在实践中可根据止水效果做适当的调整,以满足施工的工艺要求。
3.5 注浆孔布置及注入顺序
根据注浆扩散半径计算,孔距一般为0.8m~1.5m,本工程拟采用间距1.5m,排距为1.5m,平面布孔采用梅花形布置(在施工中可根据开挖情况做适当调整)。注入顺序是在隧道加固区域范围内从外至内隔孔跳步注浆。
3.6 主要注浆参数
注浆深度1.5m~2.0m;注浆孔直径46mm;浆液扩散半径0.8m;浆液凝结时间20s~30min;注浆压力0.2MPa~0.5MPa。
4 结语
本整治渗漏方法的特点是不占用地表空间且不影响交通及地面设施的正常进行。但在隧道内部操作难度较大。
在确定方案前,先要对周围管线进行详细调查,以确定是否为管线渗漏水。在施工作业前,还要对隧道内的漏水处进行详细的调查,主要针对拱顶漏水较严重的病害,观察漏水集中部位以确定钻孔位置,确定施工封锁线路。
对于地铁隧道渗漏水现象,要根据不同的水文地质情况和病害特点,采用不同的方法进行综合整治。这次在北京地铁区间隧道初期支护大面积渗漏水整治试验中取得了初步的成功,经过二次衬砌前三个月的考验,除个别地方有些潮湿外,其他绝大多数初期支护的表面都能保持干燥。对于隧道漏水的整治,只是进行了初步的探讨,今后还需不断努力来完善该项技术。
