隧道坍塌处理方案

钟家山隧道出口左洞ZK91+651~ZK91+641

段拱顶沉降处治方案

一、工程概述:

吉莲高速公路B5标钟家山隧道ZK91+651~ZK91+641段拱顶,于2013年9月6日~11日连续不断沉降。截至2013年9月11日:K91+648累计沉降量-166.2mm、K91+644累计沉降量-176mm、 K91+642累计沉降量-169mm。2013年9月12日K91+642断面沉降量为-124.1mm ,经断面检测ZK91+651~ZK91+641段初支均侵线,尝试开挖掌子面Zk91+641出现掉块严重,且本段上导见多处环向裂缝,为施工安全考虑,暂停洞内上导开挖施工。

地质情况:ZK91+651~ZK91+641段地质为强风化页岩(局部夹砂岩),黄色、黄褐色,泥质结构,片状构造,岩质软,易机械散体,遇水软化崩解,局部夹砂岩(一般2~4m内出现夹层),裂隙发育,内侧含微量渗水,岩层倾角主呈15~250。开挖后岩层遇水层层剥离,拱顶逐渐掉块坍塌。掉块呈泥质、遇水软化、十分破碎,围岩无自稳力。

该段突水情况:2013年9月16日19:24分掌子面上导内侧股狀出水,水量约7.5m3/h。17日19:10分掌子面上导内侧水量猛增至175m3/h,该隧道为返坡隧道,5台功率为30m3/h水泵仍不能保证掌子面不积水,随调水泥罐车往洞外运水,一直持续至19日水量逐渐减少至35m3/h,掌子面上导内侧持续出水。

二、塌方处理情况

1、2013年8月27日开挖到ZK91+652后,Zk91+652-649拱部形成塌腔,

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经四方同意采取:初支拱架采用I22b工字钢,纵向间距50cm,预埋回填管,加临时护拱,待稳定后泵送砼施工。

2、2013年09月04日上导施工至Zk91+641后,监控量测显示Zk91+651-641段护拱明显沉降,经四方讨论,采取:暂停上导施工;上导内侧两榀悬空拱架接至中导,护拱同样接至中导;该段护拱施作至掌子面;在该段拱部加两环5m长¢42mm注浆小导管,每排34根,注浆加固围岩施工。(具体工程量以监理确认量为准)

3、2013年09月05日打注浆小导管后,一直注浆施工至10日后暂停注浆施工。该段围岩还是处于明显下沉阶段。小导管注浆施工未能有效防止该段初支沉降。

三、现场施工及紧急措施情况

钟家山隧道出口右洞上台阶开挖至ZK91+641,仰拱施工至ZK91+679,二衬施工至ZK91+708.2。二衬至掌子面67.2米,仰拱至掌子面38米,施工中严格按照设计标准进行,及时初支衬砌,仰拱与二衬紧跟。

暂停洞内上导开挖施工;专人24小时值班,随时观察沉降情况;加强该段初支监控量测,对掌子面进行喷射20cm厚C25混凝土封闭。

四、下步沉降段处治施工方案

ZK91+651~ZK91+641段拱顶侵线严重,均需要换拱处理,为今后换拱施工安全,在该侵线段初支退后2米ZK91+653处打一排9米长管棚,在拆除该段变形护拱及初支,为后续施工做准备。管棚施工方案如下:

1、在ZK91+653位置进行施工大管棚套拱:采用I22b工字钢,做为管棚套拱架,见《大管棚立面设计图》。在工字钢上成孔φ120,孔的倾斜角度为

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50。安装φ120钢管做为管棚套管,并电焊固定在I22b工字钢上,喷射第一层C25混凝土30cm厚。

2、套拱施工:钢拱架在加工场加工制作,I22b工字钢成孔φ120mm,用于安装φ108套管,倾斜角50,运到现场进行安装。I22b工字钢安装到中导坑,采用φ42×5无缝钢管为锁脚注浆小导管,管长3.5m,每榀工安钢13根进行锁脚固定钢拱架。钢拱架安装结束与锁脚注浆小导管安装并注浆后进行挂φ6钢筋网双层,钢筋网规格200×200mm。喷射C25混凝土30cm厚,混凝土配合比掺早强外加剂。

3、大管棚设计:采取超长大管棚设计,管棚钢管采用φ89×6mm热轧无缝钢管,钢管长9m,环向间距50cm。节长9m;钢管施工误差径向不大于15cm;钢管接头采用丝扣连接,丝扣长15cm;隧道纵向同一断面处的接头数不大于50%,相邻钢管的接头至少需错开1m;管棚长度 L(包括套拱段),见

《钢花管构造图》。

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