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摘要：中更新统离石组黄土地层较多分布于我国陕甘、内蒙等地区，地层土体板结，近乎成岩，主要表现为水平状钙质层，脆性大、稳定性差，同时对上下土、岩水平切割，形成局部“断层”，土体粘结能力大大降低，极易形成超浅埋不稳定结构，造成隧道坍塌事故，对隧道施工造成极大的安全风险。经具体实践并深入研究，通过采用长管棚支护塌腔方式进行塌方段处理，完成后反向施工双层小导管支护后拆迁侵线的导向墙，可达到快速处理塌方段的效果，可供类似地质条件下隧道工程施工借鉴。

关键字：黄土 隧道 塌方 治理 技术。

1.工程概况

隧道左线全长1710m，右线全长1560m。隧道开挖宽17.35m，高11.78m，主要地质为湿陷性黄土、膨胀性粘土岩。隧道线路揭露地层年代由远至分别为上新统第三层（N2）粘土层、中更新统离石组黄土和上更新统马兰组黄土。

2.隧道塌方情况介绍

隧道开挖至K91+700，初支施工完成段落K91+700～K91+720段落出现拱顶滑塌现象，塌腔长度为20m，宽度5m，高度6m，塌方量近300方。

经现场调查，该段地质依次为硬塑黄土、古土壤层、粘土岩层，各层地质界面与隧道走向相交，分界明显，层间结合力不足，为脱层坍塌事故极易发生段。坍塌处地质为中更新统离石组黄土地层，地层土体板结，近乎成岩。在距隧道拱顶2m左右形成了约5cm厚度的水平状钙质结核层，造成局部水平“断层”，土体间粘结力大大降低，使隧道变为埋深约2m的超浅埋不稳定结构条件下施工，最终造成隧道突然脱离坍塌。

3.塌方处理措施

在既有的初期支护下施工超前管棚，在管棚提供预支护条件下通过该塌方段落。因初期支护严格按照设计断面尺寸施工无法增加管棚工作室，所以采用调整管棚的角度实现管棚效果。在管棚的末端采用双层小导管，达到补强超前支护的效果。

①导向墙施工

采用无管棚工作室方式施工洞内超前管棚，具体做法是在无变形的初期支护处设置4榀钢拱架，拱架细部结构尺寸如后附图。拱脚采用纵向工字钢连接器，使导向拱架连接为一个整体受力。在型钢连接器的下端设置锁脚锚管并严格注浆，保证导向墙的稳定性。钢拱架的顶部设置35根Φ134×4mm导向管，控制导向管仰角为9°。完成纵向连接和系统锚杆的施工后，施做C20喷射混凝土形成导向墙。

②洞内大管棚施工

考虑到塌方段土体易塌孔、漏风，大管棚必须采用跟管钻进工艺施工。管棚长度为塌方段长度加5m，保证管棚尾部受力。同一断面内管棚接头不得超过50%，管棚内安装钢筋笼后按要求进行注浆，以上要求必须严格落实。

③超前小导管施工

根据每循环进尺情况在拱顶及拱腰部位设置Φ50×4mm双层小导管，单根长度分别为3.5m和5.0m，角度分别为7°、30°，每1.8m设置一个循环，搭接长度为1.7m。

④开挖施工

采用环形开挖，预留核心土工法进行开挖施工，开挖进尺单循环为1榀拱架。核心土的断面面积要求大于开挖断面的70%。核心土要求放坡开挖。

⑤初期支护施工

骨架采用I25型钢拱架，间距60cm，并在拱脚位置增设2根纵向连接器;系统锚杆调整为自进式锚杆，长度8m，并与拱架连接牢固。自拱脚上30cm，每侧增设6根Φ50*4锁脚锚杆，单根长度不低于5m（长度必须穿过塌方层）。

⑥采用单工序作业

上台阶施工时塌方范围及周边严禁其他作业面同时施工，下台阶施工时停止上台阶仰拱开挖施工。

⑦换拱处理

换拱前首先要求将仰拱推进施工至K91+690，二衬跟进至导墙前10m，紧接着在导墙尾部反向施工双层超前小导管，并逐榀拆除和支护拱架，严格做到拆一支一。

3.1管棚施工

在塌方影响段外，支护完成处以安装的4榀钢拱架（导向管）和C20喷混作为管棚导向墙。导向墙长度为100cm，4榀I25a型钢拱架纵向间距为30cm，钢拱架半径较原设计半径应依次减少42、47、52和56cm。钢拱架间采用I20b型钢进行纵向连接，钢拱架基础采用32#槽钢进行通长支垫。

⑴首先以无管棚工作室方式施工超前大管棚，管棚为Φ108*6型，长度25m，入稳定基岩不低于10m，1：1水泥净浆锚固。

⑵紧接着采用双层超前小导管进行超前支护，并逐榀开挖支护，超前小导管长度3.5m，间距1.8m，角度分别为10°、40°。

⑶最后在施工至K91+695时，在A节点处施工反向超前小导管，施工完成后，逐榀进行换拱。

A点采用I25钢拱架，间距为30cm，采用I20b型钢作为纵向连接。

A节点拱架施工应逐榀抬高5cm，施工顺序为：首先支立4榀拱架（如图所示）;其次在拱架顶部安装Φ133*4导向管，并用Φ25钢筋进行有效固定;接着采用5cm 厚C20喷射混凝土进行支护，同时封闭掌子面;最后进行超前大管棚的施工。

3.2侵限钢架换拱处理及导向墙拆除

待穿过塌段到达稳定围岩后，处理K91+712～K91+715段侵限钢拱架架，拆除导向墙。侵限钢拱架由小里程至大里程反向拆除，拆除前首先反打双层注浆小导管进行预加固，待拆除上钢架后，割除侵限管棚，坚决做到拆1榀、架1榀、封闭1榀，严禁一次拆除长度超过1榀钢架的间距。

侵限钢拱换拱施工完成后，导向墙拆除，首先先破除喷射混凝土，再解除钢架间连接，最后进行逐榀拆除。

3.3注意事项

①大管棚施工完成后，应严格控制掌子面开挖进尺，不得大于1榀钢架间距;严格按设计进行双排超前小导管施工，并严控导管注浆质量。

②施工期间加强监控量测布点及检测频率，实时掌握开挖支护过程中的变形情况，及时调整支护参数及措施，如有异常应立即停止施工，确保人员安全。

4.结束语：

采用长管棚支护塌腔方式进行塌方段处理，完成后反向施工双层小导管支护后拆迁侵线的导向墙，可达到快速处理塌方段的效果，可供类似地质条件下隧道工程施工借鉴。

参考文献

[1]《浅析隧道塌方处理关键技术》山西省交通建设工程监理总公司     蔡长青;