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30 青岛地铁君~西区间隧道坍方原因分析及处理措施.docx

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青岛地铁君〜西区间隧道坍方原因分析及处理措施
王枫1曹平1赵忻2
(1中.铁隆工程有限公司四川口路下方,周边管线众多,距离隧道拱顶约10m。隧道埋深约14m,地层由上而下分别为素填土层(2.5m)、粉质黏土(5.1m)、粗砂层(4m)、中风化花岗岩层(6.8m)、微风化花岗岩层,隧道洞身位于中、微风化花岗岩层,根据地质纵剖面拱顶覆岩约2.8m,围岩分级为V级,采用台阶法施工。
当隧道上台阶开挖至ZK21+598.000处,钢架架立完成还未进行喷射混凝土时,突发涌水,掌子面处围岩在地下水的作用下变软,地下水冲掉掌子面处较软围岩,导致该拱部逐步形成坍方。由于地下水太大,岩层以上的砂层、粉质黏土、素填土层开始塌陷,隧道内发生涌砂涌泥,随即地表发生塌陷形成直径约6m深约8m坍坑,多条地下管线损毁,主要有360X250通信管损坏,DN600污水管断裂。由于坍方是逐步发展,采取了一定的应急措施,洞内人员及时疏散,地面及时进行围挡,本次事故未造成洞内及地面人员伤害。坍方情况如图1所示。

图1坍方示意图
1 坍方原因分析
此段隧道围岩分级为V级,设计采用e42超前小导管(环向间距0.3m,纵向间距1.5m,长度3.5m)进行超前支护。由于此处地质复杂,土石分界变化较大,局部岩层厚度突然变薄,围岩破碎,加之上覆较厚的富水砂层,事故发生时正值雨季地下水量增大,在水土压力下导致突泥涌水,是造成此次突发性坍方事故的主要原因。
2 坍方前期处理情况
(1)事故发生后立即在洞内对坍体封堵的砂袋进行加强,并挂网喷射混凝土,防止更大的突泥出现,将涌水用带过滤网的PVC管引出(见图2)。
(2)洞内封堵完成后在地面采用商品混凝土并添加速凝剂直接回填坍腔,并对损坏的污水管道及其他管线进行修复后恢复地面。

图2前期处理示意图
3 坍方处理方案4.1坍方段后方加固处理根据坍方处理原则:保证处理过程安全,杜绝次生事故发生。先对已施作初期支护段进行加固,为处理坍方提供安全可靠的作业环境。
为保证ZK21+579.000〜ZK21+589.000段10m范围初期支护的安全,在上、下台阶格栅钢架分界处连接板以上30cm处,隧道左右两侧沿水平向下15度角径向增设4根Q42锁脚锚管,L=3.5m,加强初支拱部的稳定性,防止拱顶沉降(见图3)。

图3增设锁脚锚管示意图
4.2坍方段处理方案经过对坍方情况的深入研究和讨论,坍方段后续处理主要按此流程进行:抗滑锚管施工一坍体注浆加固一近坍方段拱顶加固一钻孔取芯检查注浆情况一环形台阶法开挖一完成坍方段支护。
(1)为防止受上部回填混凝土影响封堵墙失稳滑动,在封堵墙下部施做P42抗滑锚管,并注浆,锚管布置为:水平间距0.5m,排距0.5m,交叉布置,锚固长度2m,锚管外露长度0.2m,外露部分用钢管相互连接并喷射混凝土覆盖,形成“锚固梁”防止坍体滑动(见图4)。
、严外露部分采用钢管
.相互连接并喷在

、严外露部分采用钢管
.相互连接并喷在
已损坏
2042抗滑锚管,L=3・0m间距:排距0.5m,水平间距Im
图4抗滑梁示意图

(2)对封堵墙内坍体进行注浆加固,固结坍体内的淤泥土体。采用5.0m长的Q42钢花管,间距0.5m(竖向)X0.5m(水平)梅花型布置(见图5),注水泥浆-水

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