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快活隧道塌方分析及处理措施
中铁十七局三公司安毛项目刘建顺
内容提要:文章结合安毛高速公路快活隧道工程施工期间掌子面塌方情况,分析了该隧道塌方原因,从而 提出了该隧道塌方处理措施。同时,在隧道塌方处理过程中,对塌方段的喷射混凝土应力进行了监控量测 并对其结果进行分析,可为类似隧道工程的塌方处治提供参考和借鉴。
关键词:高速公路 隧道 施工 掌子面塌方 处理措施
—、引言
随着我国高速公路的不断建设与发展,高速公路逐步进入山区,越来越多的隧道工程在修建之中,由 于地质条件等影响,隧道塌方成为常遇到的工程事故之一。本文结合安毛高速公路快活隧道施工期间出现 的塌方问题进行探讨,并对塌方处理进行了重点分析。
二、 工程概况
安(康)毛(坝)高速公路是国家高速公路包(头)茂(名)线的重要组成路段,也是陕西省“三纵四横五辐 射”高速公路网的重要组成部分。该段高速公路地质复杂,施工条件恶劣,是整段包北高速公路施工最困 难的路段。其中快活隧道位于陕西安康市汉滨区流水镇快活村,左线起止里程为:ZK225+450〜ZK225+800, 长 350m;右线起止里程为 YK225+456—YK225+815,长 359m。
2. 1、地质状况
该隧道穿越亚粘土层、强风化炭质板岩、煤层互层、弱风化炭质板岩等,地质条件变化明显,节理发 育,断层较多,围岩类别为V、IV类围岩,该隧道在洞室开挖时,洞顶易坍塌,岩体易延节理片理崩断坍 塌,部分段落洞顶呈松散碎石状结构。
2. 2、施工方案
该隧道采用新奥法施工,隧道由出口向进洞口方向施工,全部为上下台阶开挖(上台阶高约6m,下台 阶高约2. 5m),采用光面爆破。针对不同的围岩及地质,采用锚喷支护、超前大管棚支护、超前小导管支 护等多种支护形式。隧道采用全断面复合式衬砌。
三、 塌方原因分析
、塌方情况
2008年6月22日12点20分ZK225+660〜YK225+661段喷射混凝土完成后,掌子面拱顶处突然发生小 型塌方,局部有渗水现象,出现塌方后及时组织进行喷射混凝土封闭掌子面,但塌方仍然自掌子面逐渐向进 口方向扩大,之后在相同部位又发生了多次大面积坍塌。据现场观察,塌方位置ZK225+660掌子面处塌下 的洞渣基本已填满洞身;坍塌下来的洞渣为灰黑色强风化炭质板岩,呈碎石装松散结构。另外,ZK225+660 已施作的PS格构梁、系统锚杆、超前锚杆等均遭破坏,开挖台车部分被压在洞渣底下,做为支撑受力用, 因发现及时没有造成人员伤亡。塌方图见图1 =
、塌方原因分析
经过现场调查、勘测和分析,隧道该段塌方主要有以下3个方面的原因。
(1) 、地质原因。
快活隧道ZK225+660里程段围岩为弱风化炭质板岩,灰黑色,变余结构,板状构造,原岩结构部分发 生变化,节理较发育,大部分围岩处于地下水位附近,长期受水位升降侵泡岩体相对较软,呈碎石松散结 构,岩石极为破碎,岩石间结合程度差。
(2) 、雨水原因。
由于塌方前连续阴雨,使得基岩裂隙水增多,导致山体自重加大,雨水渗入围岩,使软化系数大的岩 石强度降低,使结构面的抗剪强度减小,围岩自稳能力下

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