隧道塌方原因與處理——以xx隧道為例根據(jù)新奧法支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則對(duì)隧道塌方原因進(jìn)行了分析，認(rèn)為未能充分利用新奧法原理指導(dǎo)施工，或所采取的施工方法不當(dāng)，以及施工過程的不規(guī)范行為是造成隧道塌方的主要原因。并以xx隧道的塌方處理方案為例，運(yùn)用平衡拱理論，指導(dǎo)和制定塌方處理方案，對(duì)同類圍巖隧道施工具有一定的借鑒意義。由于新奧法在隧道工程中的成功應(yīng)用，當(dāng)前已被我國(guó)作為隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的重要方法。雖然錨噴支護(hù)的應(yīng)用為隧道大面積開挖施工創(chuàng)造了有利條件，隧道施工進(jìn)度也大大加快了，然而已施工錨噴支護(hù)的隧道發(fā)生塌方的事故仍經(jīng)常發(fā)生，其原因主要是存在不良的地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、設(shè)計(jì)考慮不周、采取的施工方法和措施不當(dāng)所造成。1隧道塌方的原因分析1．1對(duì)新奧法理論認(rèn)識(shí)不足現(xiàn)階段隧道的開挖都以新奧法理論為指導(dǎo)，但在實(shí)際施工中，常存在未能按規(guī)定進(jìn)行量測(cè)，或信息反饋不及時(shí)，導(dǎo)致決策失誤、措施不力而造成塌方的現(xiàn)象。所謂新奧法，其基本要點(diǎn)是：(1)開挖作業(yè)宜采用對(duì)圍巖擾動(dòng)較少的控制爆破技術(shù)和較少的開挖步驟，避免過度破壞巖體的穩(wěn)定；(2)隧道的開挖應(yīng)盡量利用圍巖的自承能力，充分發(fā)揮圍巖自身的支護(hù)作用；(3)根據(jù)圍巖特征，采用不同的支護(hù)類型和參數(shù)，及時(shí)施作密貼于圍巖的柔性支護(hù)如鋼拱架、噴射混凝土和錨桿等，以控制圍巖的變形和松弛；(4)在軟弱破碎圍巖地段，使斷面及早閉合，以有效地發(fā)揮支護(hù)體系的作用，保證隧道的穩(wěn)定性；(5)二次襯砌原則上是在圍巖和初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定的條件下修筑，使圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體，從而提高了支護(hù)體系的安全度；(6)盡量使隧道斷面周邊輪廓圓順，避免棱角突變處應(yīng)力集中；(7)通過施工中對(duì)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)觀測(cè)，合理安排施工程序，修正不合理的設(shè)計(jì)和進(jìn)行日常施工管理[1]。即分析隧道塌方般也即分析已支蔑護(hù)圍巖受破壞退的原因，就必施須理解新奧法美支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)曠原理，新奧法列支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)吃原則為：反（儀1深）隧道圍巖形籌成塑性滑移楔覺體，造成支護(hù)晝結(jié)構(gòu)的剪力破撒壞；已（庭2揀）支護(hù)結(jié)構(gòu)與君圍巖粘結(jié)緊密激，兩者共同工潔作，形成無彎頂矩結(jié)構(gòu)；搜（也3感）由錨桿、鋼怖支撐、噴砼等類所提供的支護(hù)舟抗力，應(yīng)與塑墻性滑移楔體的陡滑移力相平衡鑰?？軓模ㄍ?毒）可知，錨噴栗支護(hù)結(jié)構(gòu)要成頂為無彎矩結(jié)構(gòu)展，其前提是支朝護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖魄二者共同工作經(jīng)，二者須粘結(jié)擾緊密，而實(shí)際脅施工中往往因爸為超挖嚴(yán)重而積進(jìn)行回填，這器樣支護(hù)結(jié)構(gòu)就隆不能有效地與扣圍巖粘結(jié)緊密臟或因?yàn)閲鷰r表溉面光滑噴砼也碎無法有效與圍剖巖粘結(jié)緊密，錯(cuò)由于上述原因到，錨噴支護(hù)結(jié)肺構(gòu)違背設(shè)計(jì)原我則，存在塌方興隱患；從（笨3工）可知圍巖在晃施工錨噴支護(hù)惰后不斷收斂而天最終趨于穩(wěn)定考的前提是支護(hù)攜抗力大于或等汗于滑移力。如凡果設(shè)計(jì)支護(hù)抗起力小于滑移力沉或由于施工方浮法不當(dāng)造成支伍護(hù)抗力小于滑統(tǒng)移力皆可導(dǎo)致輸塌方。段1孫．挑2喇采用施工方疫法和措施不當(dāng)釀施工中經(jīng)常存凈在：施工方法故與地質(zhì)條件不征相適應(yīng)，地質(zhì)帽條件發(fā)生變化赤，沒有及時(shí)改撲變施工方法；肝施工支護(hù)不及疊時(shí)；地層暴露沃過久，引起圍辨巖松動(dòng)、風(fēng)化鐮；忽略了圍巖吉的變形規(guī)律，遷圍巖的變形同把時(shí)具有連續(xù)變謹(jǐn)形和突然變形隊(duì)的特征。當(dāng)開頓挖距離小于誰(shuí)D浙（雅D磁為隧道開挖寬燈度）時(shí)，圍巖母兩端由于受到爐二次襯砌砼和誠(chéng)開挖掌子面支陜撐的約束作用鑒，連續(xù)變形很翠小，主要是爆而破后的受震動(dòng)唐影響的突然變隸形，而且在這疏個(gè)距離范圍內(nèi)詠由于襯砌和開緊挖面支承胳的傍“晃空間效飼應(yīng)苗”舒的影響，即使撇初期支護(hù)抗力配不足圍巖滑移墻力亦不至于失牽穩(wěn)，當(dāng)這個(gè)距黑離為放1.5D桌～灑3D洗時(shí)炸，臉“寸空間效權(quán)應(yīng)死”將的影響完全消太失，初期支護(hù)免抗力小于滑移凝力的問題即刻盡暴露出來，圍墾巖急劇變形，像極易引起塌方交。賓1原．店3四施工工藝及框操作欠規(guī)范，悶工程質(zhì)量不合葛格驢施工過程中存扇在的工藝操作胞不符合施工技另術(shù)規(guī)范要求，知施工管理不到廣位，質(zhì)量意識(shí)干、安全意識(shí)不廈強(qiáng)也是造成塌讀方的另一個(gè)重五要原因，常發(fā)笑生的施工質(zhì)量遠(yuǎn)問題有錨桿長(zhǎng)鑄度不足；錨桿陵砂漿不飽滿或芹強(qiáng)度尤其早期賢強(qiáng)度不足；噴括砼強(qiáng)度厚度達(dá)鼓不到設(shè)計(jì)要求連；鋼支撐未完擋全由噴射砼包淺圍密實(shí)或鋼支暮撐與圍巖之間室存在空隙及鋼跑支撐未置于穩(wěn)讀定堅(jiān)固的基礎(chǔ)創(chuàng)上等。以上質(zhì)扛量問題直接造剝成支護(hù)抗力未欲達(dá)到設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)或圍巖未粘結(jié)育緊密使無彎矩懶結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎矩創(chuàng)而導(dǎo)致塌方。邪2藏塌方的處理艷依據(jù)快塌方的處理必耽須建立在對(duì)塌鑄方正確認(rèn)識(shí)的讓基礎(chǔ)上，塌方諒處理方案的制演定如同戰(zhàn)斗方授案的制定，如偵果方案不當(dāng)或知失敗，不但導(dǎo)僵致更大的經(jīng)濟(jì)勤損失，而且可愿能造成人員傷會(huì)亡，故一般的康處理原則是先軌鞏固后方，防線止塌方擴(kuò)大，恒然后以安全的畏后方為依托或警掩護(hù)再向前進(jìn)恨行處理。經(jīng)驗(yàn)愧認(rèn)為塌方發(fā)生大后在一定時(shí)間院內(nèi)就會(huì)趨于穩(wěn)慈定，形成自然歲拱，而自然拱醫(yī)的高度、寬度絕與普氏平衡拱狼理論計(jì)算結(jié)果烈基本相符。饑2柳．窗1哨普氏平衡拱路理論修揉前蘇聯(lián)學(xué)者撤M漆·畏M類普洛托雅克諾晴夫（簡(jiǎn)稱普氏地）以EQ宇松散理論為基乘礎(chǔ)，認(rèn)為在松漲散介質(zhì)中開挖縫隧道后，隧道閥上方將形成拋驟物線的平衡拱悲，平衡拱高度等h伶為：贈(zèng)他仍栽h艦=聰b均/擱f天m距(飼m)槽式中：劑b莊縮平衡拱的半跨坡度（眾m毒），也f網(wǎng)m滴箭巖石堅(jiān)固性系移數(shù)。存土層：遠(yuǎn)f爬m(xù)哀=tg狼φ雷狼；巖石：劣f吐m絨=州R屠/10妨。酬其中：化φ抬春土的摩擦角；涼R湯巖石的抗壓極芹限強(qiáng)度煤(掉MPa)箏，取值應(yīng)考慮雖巖石天然層理居、裂隙及節(jié)理舟的影響。周在隧道側(cè)壁穩(wěn)少定時(shí)，即拱部已塌方時(shí)，平衡敏拱寬度就是開蛋挖寬度，即躁b拐=曾b俯t趨（圖氣1胖）議框刃豬檔陰碼報(bào)圖潑1孤平衡拱寬度示雖意圖迫當(dāng)側(cè)壁不穩(wěn)定拒時(shí)，平衡拱寬巴度為：接b及=饑b烈t衰+律H侍t鎮(zhèn)·蓄tg艦（匠45酷°逮-葬φ厚/2朽）效式中：裹H僚t射隧道凈高（柱m羞）；聾枕b唇t扔隧道凈寬之半嚼（掘m昨）（千圖驢2偷）他圖躬2且班側(cè)壁不穩(wěn)時(shí)平為衡拱寬度示意乓圖悲2.贊2女塌方穩(wěn)定分軋析及處理乒歪對(duì)塌方后的穩(wěn)案定情況能否做蛇出正確的判斷鍵是制定處理方聚案的關(guān)鍵，否環(huán)則，不是冒險(xiǎn)傷就是加大投入汪。一般情況下襖塌方發(fā)生后騙1隱～付2贏天就基本穩(wěn)定扛，除個(gè)別掉小遇塊外，不再有樓大的坍塌，這競(jìng)時(shí)可根據(jù)工程亭地質(zhì)資料及試養(yǎng)驗(yàn)結(jié)果，確定怨巖石堅(jiān)固性系范數(shù)，再根據(jù)開地挖情況，即可街按平查衡拱公式確定腐塌方高度，與喬現(xiàn)場(chǎng)對(duì)照，如爹果計(jì)算與實(shí)際謎基本相符，則百說明塌方已經(jīng)科基本穩(wěn)定，否狼則就要慎重對(duì)攜待。瓜經(jīng)過平衡拱穩(wěn)綁定分析，確定們塌方穩(wěn)定后，妙即可著手進(jìn)行煉處理，第一關(guān)幅鍵步驟就是對(duì)瓜塌穴進(jìn)行噴射圾砼處理。噴砼倘后，即使塌穴虜有危石或個(gè)別肌坍塌亦會(huì)及時(shí)延發(fā)現(xiàn)，噴射砼御在圍巖面形成驗(yàn)一保護(hù)層，亦塞是判斷塌方穩(wěn)據(jù)定與否的最有祥效、最直接的掠參照或依據(jù)。凳之后即可出渣炸，出渣范圍依羞據(jù)即將準(zhǔn)備襯濱砌的范圍確定薄，為了安全，訪不宜太長(zhǎng)，邊鏡出渣邊對(duì)側(cè)壁療進(jìn)行支護(hù)。塌目方段的永久支鴨護(hù)結(jié)構(gòu)及施工除順序的確定是質(zhì)最后一個(gè)關(guān)鍵洪，通常塌方段忙的支護(hù)結(jié)構(gòu)從涼上至下依次為麗回填、護(hù)拱、傻襯砌，直觀上乳施作護(hù)拱然后匹在護(hù)拱保護(hù)下錘施作襯砌是安蟻全的，而實(shí)質(zhì)朗上施作護(hù)拱本偉身就極為困難田而且危險(xiǎn)極大乎。實(shí)踐證明先寧施作襯砌，然繩后施作護(hù)拱及壤回填是既安全鋒又經(jīng)濟(jì)的辦法業(yè)，但這種方法克有一個(gè)前提，鋒就是開挖寬度熟不再擴(kuò)大（極企個(gè)別除外），瘋襯砌的加強(qiáng)可而采取增加鋼軌刊或型鋼及提高燃砼標(biāo)號(hào)的方法翠來實(shí)現(xiàn)。襯砌吉澆筑后，平衡污拱的拱腳就受口到約束，塌方牽就更進(jìn)一步穩(wěn)聽定了，往后的壽施工就更安全鏟了。嚷3膠塌方及處理亂實(shí)例逗—疼x苗x秋隧道的塌方過童程與處理方法存3栽．豐1煉隧道簡(jiǎn)介渠直x稼x性隧道是西南大棗通道揚(yáng)（炮xx弄—截x灰x梁）永x烈x健境內(nèi)寨任二級(jí)念公路的重點(diǎn)工得程之一，位耍于肯x董x偷市西北約圾50km就處糞的樹x責(zé)x么山上。山體呈沸SN愁走向，兩側(cè)山帥坡坡度為滲30仙～盜58申°殘不等，山坡植培被良好，隧道限呈近孝EW啊走向橫穿山體劃，最大埋深牢68m域，條x織x歸大斷裂于附近兇通過，整座隧敵道處于溝谷、岡圍巖軟弱以及焦地下水豐富地短段，且洞口段怖屬淺埋偏壓類半型。隧道全長(zhǎng)懇410m慘，設(shè)計(jì)隧道寬床度盆10.5m始，凈高嬸5.0m齊。設(shè)子計(jì)罵Ⅱ房類圍巖運(yùn)155m,咽Ⅲ碼類圍巖走125m晴，假Ⅳ翁類圍巖持130m農(nóng)。林3昆．荷2己隧道工程地陽(yáng)質(zhì)及水文地質(zhì)片條件聞?chuàng)_挖后實(shí)際田情況觀察，地史質(zhì)圍巖為強(qiáng)至順中風(fēng)化炭質(zhì)頁(yè)俗巖、粉砂質(zhì)頁(yè)灘巖夾泥質(zhì)頁(yè)巖劇，巖石抗壓極汪限強(qiáng)度果5.2睡～慌6.0MP瞎a贏，受大斷裂構(gòu)顛造影響，巖層盟褶皺構(gòu)造強(qiáng)烈示，隧道地層出仇現(xiàn)小擠壓和壓順扭斷層，節(jié)理軌發(fā)育，裂隙縱雄橫交錯(cuò)，層理餃產(chǎn)狀不規(guī)則，箭巖層風(fēng)化嚴(yán)重帆，局部呈軟弱賊夾層產(chǎn)出，巖聽石經(jīng)開挖暴露索后極易風(fēng)化變識(shí)軟，若初噴砼天不及時(shí)，開挖淚面常有掉塊造舞成超挖現(xiàn)象。件地下水位較低筒，沒有發(fā)現(xiàn)有起大股地下水出走露，但地下水要沿節(jié)理裂隙滲朋漏現(xiàn)象普遍，記水質(zhì)搜對(duì)混凝土無侵綿蝕性。栽3尺．妨3催塌方過程壘隧道在施工過如程中扔,感發(fā)生一次較大糞的坍塌，坍塌唱方量約賢800m圍3派。塌方段距洞蓬口機(jī)82m驟，棉屬而Ⅲ右類圍巖，距開詢挖面孝17.3m瓜，為腹1.76鍛倍開挖寬度，礎(chǔ)屬吐“鹿空間效識(shí)應(yīng)?！蹦Х秶?，此壽段圍巖為水中翁─式強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)頁(yè)娘巖，受地質(zhì)構(gòu)廈造作用影響巖答層節(jié)理極發(fā)育洪，巖石較松散功破碎，初支后善的砼表面有不休規(guī)則裂縫出現(xiàn)陸，地下水不斷緣滲漏，經(jīng)監(jiān)控框量測(cè)結(jié)果表明司圍巖及初支有尤不穩(wěn)定趨勢(shì)，刃即圍巖滑移力宿在不斷加大，垮來不及二次襯撲砌砼施工而塌施方已發(fā)生，坍宿塌物均為松散生塊狀片石，大京部分塊徑為虎10扣～趕25cm砌，少量為瘋35途～太46cm劫，塌方穩(wěn)定后殺測(cè)量，坍塌高捧度為完11.71砌m迎，與平衡拱理院論計(jì)算高度相敵吻合。按3棵．煙4贏處理方案肉用平衡拱理論母分析坍塌趨于祝穩(wěn)定后，即著勻手對(duì)塌方進(jìn)行趁處理，步驟如杏下。爸（格1傅）清除個(gè)別?；谑核匠晒棒敺€(wěn)定后，新形梁成的臨空面在辣空氣、地下水逮的共同作用下著，會(huì)迅速風(fēng)化兄變軟，層間粘彈結(jié)力迅速減弱菊，產(chǎn)生危石、江懸石不斷掉塊持等現(xiàn)象，危害暗施工安全，必也須認(rèn)真觀察并劣清除。開（涂2瞧）對(duì)已清除危益石后的臨空面禮進(jìn)行噴射迎5恩～索15cm洋厚蒼C25風(fēng)砼進(jìn)行封閉，撿以減少空氣對(duì)保圍巖的氧化作授用。衛(wèi)（行3鋒）出渣，出渣宵范圍視圍巖穩(wěn)裕定性、坍塌體瞧安全性以及依慨據(jù)襯砌長(zhǎng)度確祥定；栗牧（念4燒）拱腳處設(shè)置狼Φ揚(yáng)22mm裝鎖腳錨桿，長(zhǎng)盯3.50m般，間距挑1.00m苦，以確保下部葵開挖時(shí)側(cè)壁的石穩(wěn)定；罵(度5)換襯砌厚增加至穩(wěn)80cm器，且于二次襯陵砌砼中增設(shè)霞50kg/葉m態(tài)鋼軌作拱架予痕以補(bǔ)強(qiáng)，間距叫1.00m冬，拱架縱向聯(lián)司結(jié)用桃18kg/摘m溉鋼軌焊接牢固泛，環(huán)向間距響1.00m模，防排水結(jié)構(gòu)閃與原設(shè)計(jì)相同穿，與已施工段月粘接密實(shí)。呼本（商6擴(kuò)）襯砌外輪廓舉施作流C20鄰砼護(hù)拱，護(hù)拱構(gòu)厚弓80cm避，施作護(hù)拱前甚于防水板頂面岸鋪設(shè)一層塑料僵膜，以保護(hù)防白水板防水作用源及土工布滲導(dǎo)肚水作用不致破侵壞。蕩（窗7價(jià)）護(hù)拱以上塌應(yīng)空區(qū)采用袋裝崇棄渣回填至滿園，拱頂較高段捷回填最小厚度德不小于駐2.0m告（圖顛3版）。魂3鵝．盒5悟?qū)嵤┘靶Ч麗缹?duì)坍塌洞穴臨倉(cāng)空面進(jìn)行噴射位砼后，塌穴掉唉塊現(xiàn)象停止了險(xiǎn)，第一次施作透襯砌砼長(zhǎng)為哭1.50m串，而且選擇在踩白天進(jìn)行，主鎖要是防止施工且方案有不完善堡之處，或出現(xiàn)維意外時(shí)施工人甩員能躲避較為哭及時(shí)。第一次砌襯砌后，經(jīng)觀星測(cè)塌穴基本無拉變形，所以往狐后的襯砌長(zhǎng)度衛(wèi)加大至湖4.50m片，另外，隧道撈右側(cè)部推圖舍3浮隧道坍塌處配理斷面圖退分初期支護(hù)尚奔未破壞，二次暖襯砌厚度仍按渴原設(shè)計(jì)飯50cm昌執(zhí)行，其余地吃方按望80cm厲實(shí)施，部分拱搖腳塌方破壞后迎擴(kuò)大，在起拱競(jìng)線以上勺1.0m羅范圍內(nèi)與二次縣襯砌同時(shí)澆注追砼回填，待二疤襯砼達(dá)到強(qiáng)度速后及時(shí)施工護(hù)紀(jì)拱砼及洞穴回朵填施工。塌方僅段處理后，在魂繼續(xù)掘進(jìn)時(shí)，套以格柵超前錨紀(jì)桿作為延長(zhǎng)加冒強(qiáng)支護(hù)留5.0m始，格柵間距為弊0.5零～曾0.8m/紫榀，穿過塌方順段倉(cāng)4劈～火5m群后，再襯砌史3m融拱圈。至此塌鋪方完全處理完要畢，整個(gè)處理透過程再無發(fā)生昂坍塌現(xiàn)象爛,鉛且無任何安全好事故發(fā)生。4體會(huì)湖際（對(duì)1外）新奧法在隧誰(shuí)道施工中的應(yīng)盲用越來越廣，張但在實(shí)踐中人困們對(duì)其原理的范理解和實(shí)施仍資有一定的距離易。厲“擱設(shè)計(jì)再—婚施工熔—護(hù)量測(cè)河—稻設(shè)菜計(jì)窄”惡是新奧法的根茫本所在，屬動(dòng)赤態(tài)信息管理。亂而實(shí)際中人們括只是執(zhí)行了量武測(cè)捧—已施工，往往忽瓣略了量測(cè)遠(yuǎn)—慚設(shè)計(jì)，而設(shè)計(jì)劫的修正談在展Ⅱ抓、盼Ⅲ讓類軟弱圍巖隧律道施工中顯得拳更為重要。四（懼2帆）饑在乓Ⅱ