某隧道塌方原因分析及处理方案

某隧道塌方原因分析及处理方案

陈仁东 吴金刚

(北京市市政工程设计研究总院，北京 100082)

摘要

通过对塌方发生时各工作面状态及前期施工过程的追溯，指出应急抢险措施不当是导致塌方的直接原因，而一段时间以来各作业面纵向距离过长与质量缺陷是导致坍塌的根本原因，提出了以加强衬砌、周边围岩注浆、扩大拱脚及组合工法为技术要点的综合处理方案，并建议采用组合型钢形成多点斜撑的临时支撑布设方式。

关键词

塌方 原因 处理 临时支撑

1 概况

某隧道为双向四车道+连续停车带的分离式公路一级隧道，其中A线全长1,348m、B线全长1,395m。

隧道内轮廓采用三心圆拱顶曲墙断面，复合式衬砌结构，单孔结构内净宽12.273m，结

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构内净高8.85m，内轮廓面积87.6m，毛洞最大开挖跨径14.2m。

该隧道为以钻爆法开挖为主的越岭岩质隧道，场地地形起伏较大，整体为构造低山剥蚀地貌。隧道场地附近无河流，地下水主要为基岩裂隙水，底板高程以上未见地下水。区域内地层较复杂，其主要组成为变质长石石英砂岩、硬绿泥石石英千枚岩、变质泥岩，局部地段可见煤线出露。场地基岩裂隙较发育～发育，围岩完整性较差、自稳能力较低，综合判定围岩级别为Ⅳ～Ⅴ级。

该隧道施工中多次发生塌方、初支喷射混凝土开裂与崩落、初支整体沉降或较大变形后侵入二衬施做空间等异常情况，其中以发生在2009年10月26日的塌方事故破坏最为严重、影响范围最大。

30m范围发生坍塌。

坍塌段B线隧道埋深40～51m、A线隧道埋深31～40m，两隧道毛洞间净距约35m，B线隧道掌子面距进洞口373m，A线隧道掌子面距进洞口330m，B线超前A线25m。本次塌方形成

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地表约6,804m的沉陷区，并分别在B线、A线

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隧道塌方段洞顶地表分别形成约589m与60m的陷坑。沉陷区内共测得宽度3～17cm的裂缝25条，总长389.7m。

图1-塌方段平面示意图

Fig.1 sketch map of the collapsed tunnel

2 塌方情况与应急处置

塌方首先发生在B线隧道，该段处于Ⅴ级围岩深埋段，采用三台阶法开挖。当日15时，B线隧道内初支两侧边墙及拱顶多处出现掉块现象；至16时，BK13+050～+118段约68m范围发生坍塌。随后，A线隧道与之相邻一侧的边墙、拱顶出现贯通裂缝，继而出现掉块现象；当晚21时50分，A线隧道AK13+059～+089段

出现征兆及塌方后，立即启动了应急抢险预案。在地表沉陷区周边设置警戒线，派专人职守；由于坍塌体影响范围内埋有国防通讯光缆及高压线杆，当即与军方及主管部门取得联系，布置了观测点；对地表裂缝采用水泥浆封填；紧急浇筑了临近塌方体的BK13+040～+050段的二衬拱墙结构；对临近塌方体的二衬段采用临时竖撑、斜撑加固；在坍塌影响范围内洞内及地表增设监测点，加密监测频率，并随后对坍塌段地下空洞与基岩破碎情况和相关地质