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1工程概況

某段隧道位于某二級公路在兩縣交匯處，該地區以崇山峻嶺和喀斯特地貌著稱。隧道總長度為700m，凈寬度為10.5m，斷面僅為一個單心圓，隧道的最大深度是67m，上1.8%下0.8%人字坡。該隧洞的入口位于山腳處的緩坡，緩坡巖層是弱風化灰巖（360°∠15°～30°），隧道出口在山谷的底部，方位和山谷線相吻合，山谷底部的巖層是弱風化白云巖（335°∠12°），兩個巖層中間是一條斷層帶，經勘測得知，這條斷層帶寬40m，隧洞的中軸線接近于垂直穿過這條帶。

2塌方情況及成因分析

該隧道的施工進度在2010年4月下旬到達K14+770的時候，出現了規模較大的隧道塌方事故，破壞了兩段工字拱架，隧洞拱頂部塌陷高度為7。在塌陷事故發生后，有關方面采取封堵掌子面的方法，裝配混凝土導管，將拱頂區域用混凝土進行填堵，在回填結束后，施工方繼續進行施工作業，但在5月初，由于隧洞左邊顯露出灰巖層，但隧洞右邊依然是泥夾石，因此在對左邊巖層進行爆破作業時，不幸引起大規模塌方，破壞4座拱架，塌方體整體高8m，總體積達到了120m3，在5月中旬，施工方在塌方上層地表發現了一個直徑大約30m的陷坑，陷坑中部下陷0.5m，四周地表有7cm左右的裂紋。這一陷坑在隧道塌方右邊大約5m，施工方將這起事故定性為隧洞塌方冒頂[2]。2.1地質原因。該隧洞的工程方案是從隧道入口出發，朝向出口的單方向操作，在掘進到K14+750段時，巖層從弱風化白云巖轉為泥夾石，泥夾石中的石頭大多是白云巖或者弱風化灰巖，其石質較為堅固，體積較大，大約在1～10m3的范圍內，石頭之間是黃色的粉土和黏土，土質擁有較豐富的水量，隧道巖層強度低，穩定性不足，施工難度大，這是引發隧道塌陷的主因[3]。2.2施工原因。該處隧洞掘進方法是上下臺階弧形導坑保留核心土質的掘進方法，上臺階的挖取寬度為12m，高6m，掘進每一次循環加0.8m的進尺。然而在掘進過程中，因為泥夾石的體積比較大，并且石質強度大，因此巖層爆破作業存在比較大的擾動性，破壞一塊石頭往往會讓周邊數塊石頭掉落。隧洞左邊從底部到中部的巖層是白云巖，但右邊卻是泥夾石，致使隧道掌子面的巖層強度不一致，掘進之后隧洞右邊的掌子面和隧道拱架間距比較大，增大了掌子面的高度，在進行下一步掘進時，可能會導致拱頂部分的石頭掉落，破壞工程設備，這是此次事故的主因。2.3技術原因。首先是在出現隧道塌方之后，因為施工方缺乏足夠的技術能力和處理經驗，前期治理方案不到位，再加上當地地質條件的影響，致使前期小塌方情況的發生，給此處的治理添加了難度；另一方面是前期地質預警力量不足，方法較為單一，再加上施工現場的有關方面缺乏相關經驗，無法為工程提供有效的地質環境參考，尤其是發生事故的地段，因為地質巖層突變，讓施工方以為隧洞已完全穿過斷層帶，因此在施工過程中并未對此多加注意。除此以外，在事故發生段的拱頂存在嚴重的超挖現象，混凝土回填過程還留下了部分空洞，并且回填結果沒有達到預定效果[4。

3治理方案

在隧洞塌陷的初始階段，各部門人員在經過現場調查之后覺得塌方體的體積并不大，決定封閉隧道的掌子面，在塌陷區域填充混凝土，直到塌方出現冒頂現象后，施工方才認識到問題的嚴重性。依據冒頂狀況制定新的處理方案。3.1地表排水措施。沿著塌陷坑的外部6m區域設立0.6m×0.6mM7.5漿砌片石截水溝，隨后用黏土填充進塌陷坑地表的縫隙，將表面清理整齊，架設鋼架并敷設石棉瓦以阻止外部雨水進入塌陷區域。3.2加固措施。為了阻止該塌陷段落的支護裝置被連環掉落的石頭壓壞，施工方計劃對這些裝置做好補強：拱架之間K15+760~K15+780遭到各種滾落的碎石壓塌掩埋，因此，支護地段需要及時進行補強。補強的方式如下：首先，在拱架之間，朝拱架內側噴射混凝土，然后在此基礎上進一步搭建工字鋼拱架，拱架搭建完成后，設置縱向鋼筋將拱架兩側進行連接，連接的方式為雙面焊接，之后，在拱架兩側15cm的位置噴射混凝土，混凝土噴射厚度約為25cm。除此之外，在施工過程中，需要在錨桿部位搭建注漿小導管，導管的環向間距為0.8m，以此進一步夯實拱體，避免再次出現塌陷事故[5]。3.3塌方體處理。3.3.1處理方案。建設混凝土封堵墻，將整個墻體面積進行有效夯實，夯實面需要保持光滑平整，封堵墻建設完成后，繼續噴射混凝土，并且向內部注漿，注漿采用小導管形式，漿體為水泥漿，以防止整個坡面出現坍塌情況，另一方面，設置大管棚，大管棚的設置面積為20mΦ108m×6mm大管棚，大管棚主要設置2排，其中一排的仰角度為15°，另外一排的大棚仰度為30°，管棚之間的相隔距離設置為36cm，且每排設置的管道安排36根管，在處理過程中，需要持續的向內部管道注漿，同時，在注漿時，要保證管壁的完整性，控制管道破裂的情況出現。3.3.2大管棚制作。在本工程大管棚制作的過程中，主要采用的材料是一無縫鋼管進行制作，管棚的長度是2m、4m、6m，在安裝時，需要按照實際情況的不同，做好每個斷面接頭數量的控制，且在安裝階段中，需要使用梅花型布置的方法進行。對于鋼筋籠內側來說，需要使用鋼管進行支撐，鋼管的長度需要控制在4cm左右，另外，在分布時需要按照中心對稱的方式進行分布，制作鋼筋籠居中位置時，使用的材料需要以Φ12鋼筋制作，同時，在進行鋼筋中心部位制作時，需要做好鋼管與鋼管中心的質量控制，減少不一致的情況出現。3.3.3大管棚施工。當前，塌方地段地質條件較為惡劣，如果在塌方地段開挖管棚，可能存在嚴重的安全風險，因此，在大管棚安裝之前，需要做好工字鋼拱架的安裝，在安裝時需要使用支護管進行拱架焊接，當焊接的條件滿足工程需要后，在進行鋼筋網焊接下到工藝，然后在進行錨桿的設置，最后進行混凝土噴射，保證管棚的質量能夠達到設計的要求。

4結論

（1）當前，在隧道施工過程中，需要重視地質預報情況，對各項監測數據進行實時監控，及時掌握圍巖地質和開挖過程中圍巖、初期支付的穩定情況，在安全得以保障的前提下進行挖掘工作的開展。（2）在施工過程中，為了最大限度保障圍巖以及塌方體的穩定情況，用不開挖的跟管鉆進大管棚處治隧道塌方，可以有效增強施工質量，確保施工在安全的基礎上順利進行，減少人員傷亡的可能，保障安全施工進展。（3）在實際施工過程中，拱頂必須根據實際使用的具體要求和工程設計圖嚴格進行操作，回填密實，尤其是如果地質情況較差，拱頂沒有夯實密集，可能導致空面較大等一系列情況，導致二次塌方的出現，危害人員安全，給隧道施工帶來更嚴重的影響。

參考文獻：

[1]李宗仁.大管棚施工技術在隧道塌方冒頂中的應用[J].科技風，2013（18）：135.

[2]伍勇.隧道大管棚施工技術在工程中的應用[J].建筑，2014（12）：61-63.

[3]郭夢起.新武家莊隧道大管棚施工技術應用與研究[J].建筑技術開發，2016，43（12）：70-71.

[4]鄢澤紅.軟巖富水條件下隧道高精度大管棚施工技術[J].中外建筑，2013（5）：111-112.

[5]李偉.淺析某隧道施工大管棚施工技術[J].工程建設與設計，2016（5）：119-121.

作者:常新忠 單位:山西路橋第二工程有限公司