某黄土隧道塌方原因分析及处理方案.doc

某黄土隧道塌方原因分析及处理方案 ?隧道/地下工程? 某黄土隧道塌方原因分析及处理方案 于春 中铁第五勘察设计院集团有限公司北京 摘要某新建双线铁路隧道进口段长距离穿越砂质黄土、黏质黄土地层,施工中多次出现初支大变形、掌子面及 边墙土体滑塌事件。以该隧道一 .段塌方为例,结合现场施工实际,分析了此段隧道发 生塌方的原因,并给出了处理方案,以期为类似工程提供借鉴。 关键词 隧道塌方原因分析处理方案 中图分类号. 文献标识码 文章编号?增?? ,工程概况 穴.’冲瓷霎誓主淼况 . 隧道地貌及线路设计 原设计概况 某双线铁路隧道位于基岩裸露的山区,各山脉 隧道一段围岩级别为 级;超前支护采用蝉×. 的超前注浆小导 海拔多在 以上,海拔最高处为区内的龙霸 / . 管;初期支护采用全环 型钢钢架,间距. 山,高程为 ,最低海拔位于调绘区南端的 . 榀,钢架拱腰、边墙、墙脚节点处设根 长的锁 小北岔村东,高程为 ,最大高差. , 脚锚管;网喷砼 厚,由 钢筋网间距 一般相对高差? ,属中低山地貌。山势陡 为 ,起拱线以下设. 长的系统砂 峻,坡陡沟深,多呈“”型谷。仅北部平鲁区的黄石 浆锚杆;二衬采用型复合式衬砌,即拱墙及仰拱 崖村、打鹰沟村等附近地貌为黄土台塬及山间河谷 设厚均为 的钢筋混凝土结构,主筋为 区,地形较平坦开阔。 担 ,间距 。三台阶临时仰拱法施工。 隧道起讫里程为~, 隧道~段段围岩级别 全长 ,最大埋深约 。线路除出口端 .为级;超前支护采用蝉 的超前注浆小 .~段位于 导管;初期支护采用全环 型钢钢架,间距 的左偏曲线上外,余均位于直线段上。洞内设计纵 . /榀;网喷砼厚 ,起拱线以下设 坡为%、一%的人字坡。 . 长的系统砂浆锚杆;二次衬砌采用级围岩 .塌方段地质及地形地貌概况 复合式加强衬砌结构,即拱墙及仰拱设厚均为 该段地层表层为厚约 的第四系上更新统 。 ,间距 的钢筋混凝土结构,主筋为 洪、风积砂质黄土”;下为第四系中更新统洪 环形开挖预留核心土法施工。 ,棕黄色,硬塑~坚 积黏质黄土产,层厚约 变更设计概况 硬状,竖向节理发育,土质不均,局部含碎石土夹 隧道进口~段实际 层;下伏基岩为寒武系上统崮山组石灰岩。 开挖揭示洞身地层为硬塑黏质黄土,结构面发育, 原设计推测本段隧道洞身穿越地层为强风化 含水量大,经试验测试为.%,具体试验测试结 的石灰岩,中厚层状构造,呈角砾碎石状松散结构。 果见表,自稳能力差,开挖过程中坍塌、掉块现象 塌方段隧道拱顶以上覆盖层厚约 ;地表起 严重,为保证施工安全及确保进尺,经参建四方会 伏不平,附近地表发育黄土冲沟、陷 勘研究确定加强支护参数:初期支护变更为 收稿日期:~? 型钢钢架,间距. /榀;拱腰、最大跨处钢架节 增铁道建筑技术 万方数据?隧道/地下工程? 点设计的锁脚锚管由根变更为根;喷射 方面。 混凝土 厚;二衬采用采用 型复合式衬 砌;三台阶临时仰拱法施工;其他支护参数及辅助 措施同原设计。 表原状土样试验结果 颗粒密 塑性指 液性指 含水率 土样定名 液限睨 塑限睨 矸% 度。 数, 数 . . . . . ?. 黏质黄土 塌方情况说明 图 隧道~段塌方平面示意 .塌方前施工情况 截至年月 塌方前,隧道上台阶施 工至.,左中台阶施工至 .,右中台阶施工至.,左下台阶施 工至.,右下台阶施工至 .,仰拱及仰拱填充施工至;二衬施 工至.。 图洞内塌方体情况 .塌方经过 年月日时,进口上台阶掌子面 .处、中台阶及下台阶同时正在进行 喷射砼作业;时分,上台阶掌子面拱部喷射砼 出现掉块,掌子面拱部土体出现向洞口方向的滑 塌;后方中导左右侧钢架拱脚出现向洞内的挤压变 形,现场安全员立即将所有施工人员撤离至安全 区。随后掌子面核心土开始垮塌,中台阶部位左右 图塌方致地表陷坑 侧钢拱架继续向洞内产生挤压变形;时分,上 台阶掌子面钢架被压塌,已施作完成的 ~.段初期支护喷射砼出现大面积 剥落、钢拱架被压垮,最终形成塌方;时分,塌 方基本结束,并与地表贯通,地表出现陷坑。经事 后量测,隧道内坍塌里程为~ .,长. ;处地表陷坑深度 约 ,长约 ,宽约 ;地表多处出现裂缝、错 图地表陷坑周边裂缝 台,塌方影响地表沿线路方向纵向长约 即 ~段、垂直线路方向横向 .. 地层原因 宽约 ;洞内塌体坡至处。塌方地 隧道~.段洞身穿越地 表影响范围示意见图,塌方情况见图~图。 层为黏质黄土,土体节理、裂隙极发育,土体整体含水 .塌方原因分析 量大,局部存在囊状富水区、呈软塑状,自稳能力差。 经现场调查、勘测和分析,隧道进口 ..地形地貌 一.段塌方的原因主要有以下几个 本段隧道下穿地表冲沟,发育有陷穴,地形起铁道建筑技术 增万方数据?隧道/地下工程