【摘 要】 通过分析塌方原因及处理方案，初步探讨安全通过易塌围岩的基本条件。

【关键词】 易塌围岩 坍方原因 处理方案 基本条件

所谓隧道塌方是指在隧道施工中洞顶及两侧部分岩石由于在重力作用下崩塌，在隧道施工中塌方是常见的不良地质现象。隧道坍方原因很多，成因复杂，概括起来归为两类：一类是自然因素，二类是人为因素。其中自然因素主要有地质状态，受力状态，水的侵害，瓦斯病害等；人为因素则主要指设计不合理，施工不规范等。易塌围岩大体可分为三类：一类为软弱围岩，二类为节理发育的坚硬围岩，三类为膨胀性围岩。

1 工程概况

宛坪高速公路b段地处豫西南山地，居秦岭山系东段，沿线地形起伏大，地质构造复杂。全段共有隧道16座，均为大跨径双连拱隧道，（单孔净宽14.0米），隧道围岩主要为不同风化程度的二云石英片岩，岩石易破碎，完整性差，工程稳定性差。其中的阳坡隧道全长305米，为该条路上最长的双连拱隧道，地质条件复杂，施工过程中多次发生自然病害，其中最严重的一次为中导洞贯通后由于右侧偏压围岩渗水后失稳造成中导洞坍方100余米。

2 阳坡隧道中导洞内塌方情况描述及原因探讨

阳坡隧道于3月24日，开始中导洞掘进，平均日进尺3米，施工过程中掌子面发生大小自然塌方达5次，通过变更设计，加强支护方式，塌方问题及时得到了解决。直至7月30日隧道中导洞贯通，未出现太大的地质病害。阳坡隧道围岩属二云石英片岩，裂隙极发育，整体性比较差；局部地段存在偏压，8月中旬本地区连续降雨，雨水渗入隧道围岩，导致围岩自承能力下降，锚杆作用减弱，岩体层间滑动，钢拱架断裂，造成k71+840-k71+870段发生右侧拱腰部塌方，钢拱架、喷砼层发生断裂、破裂，踏体堆满中导洞2/3空间，2天内中导洞右侧发生连续崩塌，直至k71+770处塌方停止。塌体可视面多见小石块夹泥，坍方段中导洞初支护全部拉裂，并被埋入塌体中。由于塌方前半月监控量测反映k71+770-k71+870段多处断面收敛达200mm以上，虽然施工队针对收敛情况及时增设了横向支撑等补强措施，但仍然未能起到效果，施工人员发现预兆并及时撤离，未造成人员伤亡和财产损失。

（1）初步分析此次塌方原因，有如下几点：

1）围岩类别：该塌方区段从实际开挖情况来看，围岩类别较低。基岩为二云石英片岩，隧道通过处，岩层完整性差，易破碎，岩层节理发育，造成围岩抗压力差，总体应可归为一类易坍围岩。

2）该段地表形态：塌方区段地表地形呈右高左低趋势，该段地表还存在两条冲击山谷，导致该区段存在严重偏压。该区段地表山体以堆积体以为主，与设计图标明的围岩有误。

3）雨水侵入：该段围岩节理发育，地表水下渗条件极好，由于连日降雨，雨水大量侵入，导致围岩结构力降低变差，加速了围岩应变。

4）设计方面：该段设计为iv类围岩，后因出现松散破碎体要求降为ⅱ类围岩。设计院现场考查后，只同意降为iii类，按iii类进行支护后，仍有缝隙出现，虽采取了临时的补强措施，但效果不明显。

（2）处理方案：

根据隧道施工中对塌方处理“小坍清，大坍堵”的原则和“预防为主，宁强勿弱，步步为营，稳中求快”的指导思想，经过方案比对，最后确定如下处理方案：

1）k71+750-k71+770、k71+870-k71+0两段，在临时水平钢支撑条件下，实施套拱方案，钢拱采用i20b，@=75cm，喷射砼厚t=25cm，系统锚杆采用rd25n中空注浆锚杆，长4米，注浆压力p≥1.2mpa，间距：环向100cm，纵向75cm，形成闭合断面；

2）在k71+770及k71+870两断面处，横向采用厚约75cm、c20砼封闭塌方掌子面；

3）对中导洞内塌方体采用φ75塑料花管进行预注1：1水泥砂浆固结，右拱部塌方空腔采用3φ108钢管压注c15素砼或1：1水泥砂浆进行充填；

4）中心导坑拱部采用φ50×5mm×5m小导管进行预注浆加固，外插角a=10°左右，环向@=40cm。初期支护系统锚杆均采用rd25n中空注浆锚杆，长度4米，间距：环向100cm，纵向75cm，注浆压力p≥1.2mpa。钢拱架支撑采用i20b工字钢，@=75cm。施工方法采用正台阶法，每环进尺不得大于1.5米，并采用i20b工字钢设仰拱闭合，@=75cm；

5）待塌方段k71+770-k71+870中心导坑开挖完成后，立即施工钢筋砼中隔墙，并采用弃渣或片石进行回填密实；

6）k71+680-k71+770、k71+870-k71+5进出口两段主动施工时，按原设计施工方案先开挖左洞后开挖右洞；

7）k71+770-k71+870段主洞开挖时先开挖右洞后开挖左洞。

同时，明确下一步施工方案：

（1）隧道进出口浅埋段主洞开挖时二衬紧跟，最少2环，锁住洞口，确保主洞安全与稳定；

（2）隧道应立即施作中隔墙，确保中心导坑稳定与安全；

（3）主洞开挖遵循“短开挖、强支撑、弱爆破、早封闭、勤量测”的原则。

3 问题探讨

（1）在隧道勘察中，查清工程地质，地表情况尤其重要，特别是对此类断裂及裂隙发育，岩质不均匀的围岩，要有一个新的认识，尤其是对浅埋段，偏压段，地表水系发育的地方，应做更详细的地质勘探。以做到对围岩做到切合实际的分类，从而正确的指导设计与施工。

（2）这次隧道塌方是偶然的，也是必然的，就目前对片岩山体的认识和勘察水平，有些不良地质问题，很难完全在勘察中定论。所以对处于此类地质条件中的隧道，特别是大跨径隧道，连拱隧道，更应在设计前加大地质勘察密度，同时应对地表形态做详细调查（这点往往设计中容易忽视），这样才能做出切合实际的设计方案。在施工过程中，施工单位应核对地质资料，同时对原地面进行一次详细的断面测量，确定覆盖层厚度及判定偏压情况。做到发现问题及时反映，以建议修改设计，保证施工安全及工程质量。

（3）施工过程加强监控量测。围岩量测是施工管理中的一个重要环节，是施工安全和质量的保障。如有可疑的裂纹，喷层脱落段做必要的加强监控测量，通过监控测量，可准确了解围岩，支护变形情况，及时调整和修正支护参数，保证围岩稳定和施工安全；可提拱判断围岩和支护系统基本稳定的依据，确定二次衬砌的施工时间；可依据量测资料采取相应措施，在保证施工安全的前提下稳中求快，加快施工进度，尤其在可疑的有裂纹，喷层脱落段必须做加强监控量测，并将数据信息及时整理上报，在短时间内能定出合理的措施，使监控量测真正能起到预防塌坍的作用。

（4）做好隧道内部施工质量的同时，不可忽视对隧道地表覆盖层的监视。施工前及施工过程中应详细了解隧道地表形态，准确判定雨季时地表径流的流量和流向。地表水对隧道施工有明显隐患时，可通过采取措施。如人为改变地表形态，改变汇水情况，增加截水沟和排水沟，及其它的防排水措施防止地表水对围岩的侵害。

总之，只要我们认真调查不良地质及水文地质条件；根据实际做好合理支护，选择安全合理的施工方法；落实“先排水、短开挖、弱暴破、强支护、勤量测”的施工原则，加强对围岩的监控量测，发现征兆应高度重视及时采取有力措施，消除隐患，防患于未然，我们就能正确的对待隧道塌方，安全的通过塌方段。下载本文