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隧道塌方拱顶塌腔体注浆换拱案例

  
评论: 更新日期:2015年06月18日

一、案例背景

  某隧道DK202+369-369.6段开挖完成准备支护时,拱顶发生小面积塌方,塌腔深度2米左右,塌口范围约3m2。立即停止了支护作业,对其进行喷砼封闭是,突然拱顶塌下多块大石(最大直径1.5米),砸坏两榀拱架(6米长)及换拱台架,塌腔进一步扩大,塌腔范围长6米宽6深8米左右,喷射砼封闭无效,并且拱顶一直不断在掉块,塌腔范围有蔓延趋势。

  二、事故原因分析

  通过一年来的施工经验,分析出标段内隧道地质条件复杂。主要表现为:开挖后围岩变形大,围岩自稳能力差,产生大的突变,初期支护出现不同程度的开裂、掉快,钢架扭曲变形严重,甚至出现二衬施工后开裂现象等。

  1、该隧道普遍存在软弱围岩、节理发育、地质变化无常、地质病害多、粘结力差、注浆效果不理想、部分隧道工点裂隙水较为发育,常常因排水不畅造成洞内积水,影响施工进度,对工程质量、安全、投资等目标也造成严重影响。

  2、在施工中,对软弱围岩的认识不够,重视程度不够,没有严格遵循“短进尺、弱爆破、早成环、强支护”的原则。尤其是施工过程中存在一次性开挖进尺过长,初期支护喷层厚度不够,初期支护背后注浆效果不理想;钢架安装存在垂直度偏差大,钢架与钢架之间的连接不密贴,下台阶落底不及时,钢架底脚未垫实造成钢架悬空不持力现象,超前预支护不到位现象等。

  三、处理措施:

  1、目前隧道遇到的软弱围岩高地应力,仍然存在变形较大,拆换支护的情况,甚至出现局部滑塌现场,监理站对前期科研成果转化、围岩塑性区的范围、结构受力分析、控制变形原则和标准作了更进一步的分析,发现围岩及初期支护有较大变形时,现场立即暂停掌子面施工,人员、机械等撤离现场。对塌腔体下进行全断面回填支撑,封闭塌腔口,减缓塌方蔓延,稳定围岩。

  (1)对塌腔体下台架进行拆除。

  (2)用弃渣从仰拱顶面回填至拱顶,计划回填渣体上顶面长10米,高10.5米下,底面31米。

   2、回填完毕,待塌腔体稳定后,对拱部塌腔体内的松散体进行注浆固结,注浆范围DK202+365-DK202+375段,采用Φ42双层小导管,长4米,环向间距0.4米,搭接1.6米,注1:1水泥浆。

  3、塌方段塌腔处初支采用双层φ8钢筋网片,钢架采用H175型钢,间距0.6米,6米长系统锚杆,环纵间距1.0*0.8m,梅花型布置;初支上预留注浆管,待初支封闭后以泵送砼对塌腔体内灌注回填,回填厚度2.0m。

  4、对已重新支护部分加强监控量测,每6小时一次。

  5、隧道浅埋地段、断裂破碎带和碳质板岩分布段落,应加强支护,避免发生大的变形,并注意渗漏水防治,加强排水措施。加强资料收集,对出现的岩性变化带,断层破碎带等位置,加强超前地质预报,采取短进尺,勤支护,加强排水、衬砌及时跟进 。

  三、安全注意事项

  施工期间,应对支护的工作状态进行定期和不定期检查。在回填、注浆及重新支护整个作业过程中,坚持24小时专职安全值班及技术值班。当发现支护变形或损坏时,应立即修整加固,当险情危急时,应将人员撤出危险区并及时上报险情。

  四、教训总结

  1、加大支护强度。对于围岩明显不好的地段,施工单位要主动应对,建议型钢拱架由I16提高为H175、H20型钢,同时缩小钢架间距,现场可根据监测结果及地质条件选择。

  2、提高支护体系整体受力性能。隧道支护体系结构和周边围岩的组合,不仅是钢架、喷射砼等支护结构本身,还包括通过锚杆、小导管注浆等方式加强支护结构与周边围岩的联系,从而使支护结构与围岩形成整体支护体系,抵抗开挖后地层应力作用。主要有钢架间设双层纵向连接筋、双层网片、加长锚杆、初期支护后回填注浆等。

  3、加强施工过程控制及动态调整。施工单位要从钢架加工、拼装及安设的垂直度,开挖方法的合理性、到初期支护结构封闭的及时性,再到锚、网、喷施工,以及完整的监控量测,应严格控制,有利于变形控制,对于出现的问题也能做到有的放矢、及时处理,从而确保施工安全顺利进行。
 

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