张雪伟 公伟增 苟志明 魏建博

摘 要：本文主要以桃山二号隧道出口DK326+966.2～DK326+946.8段由于进行爆破开挖，隧道内部壁后岩体存在倾斜断层带，岩石软弱破碎带造成的塌方的原因，造成了冒顶塌方；讲述对本施工风险所采取锁脚注浆加固、洞碴反压回填等治理措施与预防建议，并保证隧道施工开挖的后续的安全。

关键词：爆破开挖；冒顶塌方；倾斜断层带；洞碴反压回填；措施

福建省处于多山地带，其中，桃山二号隧道全长5580km，该隧址区的工程概况属于构造剥蚀中的低山地貌区，地下河流发育较好，水量充足，且常年雨水较大；出口自然坡度较陡，出口端自然坡度较缓；地表下覆盖的薄层属于第四系全系统坡残积粉质粘土，下伏基岩为三叠系下统溪口组钙质砂岩夹页岩。所以在隧道开挖过程中，其中含有较多的IV级、V级围岩，且岩层层面走向与线位夹角多在 22°～43°之间，小于 45°，层面在洞身横断面上的视倾角多位于20°～70°之间，该范围段对施工影响较大，因而可能存在涌水、冒顶及断层等安全隐患。

1 塌方的主要原因与表现

在桃山二号隧道出口DK326+966.2～DK326+946.8段，层顶存在约2m深的沙质土，且掺杂着部分膨胀土，因南方多雨水，膨胀土与雨水以后会发生变化，体积增大，对钢架造成压迫变形；同时由于在该里程段，隧道开挖穿过倾斜断层带，岩层存在破碎且土质较软，加上地下水发育较好，从而造成了该段塌方事故的发生。

该段初支拱架发成较大变形，掌子面及拱部右侧方向出现深度约为5m，高度为10m左右且由右侧向左侧出现延伸宽度约为7～12m深度的空腔。经过坍塌破坏趋于稳定后，滑塌体将塌腔完全覆盖。同时出现片状黄褐色滑塌体，并由少量伴有多股股状水的泥沙，且塌滑体据估算约有1000m?，所以需要一定的工作量将该滑塌体进行清理。

2 塌方后临时措施

对于刚刚发生塌方情况的隧道，应由现场管理人员组织拉设警戒线，避免闲杂人进入事故现场；且应在塌方顶部设必要遮挡，防止在未完全进行加固处理以前，顶部出现岩土体的滑落，增加额外的人员伤亡。

对因塌方土体压塌下沉的钢架，应进行及时的加固，在隧道内尽快进行二次初支以及进行封闭成环的塌方體前方处理。并为后续进行锁脚注浆加固、洞碴反压回填等治理措施打好基础。

3 塌方所采取的措施

1）监控量测。将该塌方段坍塌土体以及反压回填土体部分的洞碴作为施工作业平台，对该段进行初支监控量测点桩位的埋设，并保证每组埋设间距由原始中的5m/组提高到2m/组，且每组数量不得小于3个。在埋设完成后应由专业第三方进行后续工作的处理以及8h/次的频率相关数据采集成册，保证该工序的实时性、有效性和真实性。

2）洞碴回填施工。待掌子面上方洞顶土体塌落塌落稳定后，应由现场专业施工人员进行C25喷射混凝土进行对掌子面上方滑塌体以及拱部他口位置进行封闭固结。且保证混凝土厚度不得小于10cm。在进行上述工序以后，及时在滑塌体口部位置加设监控量测桩，并进行实时收集数据与分析；同时设置排水沟，增加对地下水以及沉积来的雨水进行有效的排出。

3）锁脚锚管施工。以反压回填的碴体作为后续施工的作业平台，利用手持YT-28风动凿岩机对该段初支进行锁脚铆管，并确保单根管长度为5m。注浆钢花管壁厚为3.5mm以上，钢花管管壁要使用机械进行钻孔，且孔径大于1cm，梅花型布置原则进行现场布置。已施做初支层与碴回填顶面交接处呈水平布置且钢花管以10°左右的夹角进行司徒角度在隧道开挖过程中的布置。同时每侧拱脚应设2根。行水泥净浆以1：1的比例配比，用球阀密封端头。且注浆压力不得大于0.5Mpa。待最终注浆完毕后，要使用Φ22“U”型钢筋与掌子面右侧拱架进行焊接固牢。

4）径向注浆加固。在DK326+980～DK326+966段的初支基面利用周边注浆钢花管进行周围岩体的加固与堵水作业。注浆钢花管应使用环为1.2m、纵为1m的间距，单根管长应为5m，且应布置为梅花型。且布置方式应与锁脚锚管的施工方式一致。在注浆钢花管施工结束后再进行注浆加固，注浆加固选用的是双液注浆机，采用的固结材料为1：1的早凝早强的水泥净浆和水玻璃混合固结，且终压应在0.8Mpa和1.2Mpa之间。

5）塌方体清理。对该段反压回填碴体进行清理前，未取保掌子面的稳定性，应使用喷射混凝土进行反压回填位置封闭处理，并采用履带钻机将掌子面前方以及周边碴体进行注浆预加固，并做好安全防护。超前周边注浆加固钢材应采用Φ108超前大管棚，并采用跳孔施工的方式进行施工。注浆比例同样适用1：1，厚度不小于10cm，且注浆压力不得小于11.5Mpa，且在达到设计值时，要持续至少10min的时间才可结束操作。

6）其他工序。（1）带清理完毕后，应在该段以先回填后支护的原则进行相关操作，单分次回填不得超5m；在进行回填时，混凝土应采用干喷剂对 拱部塔腔位置进行干啥喷射回填，在无缝钢管溢出后方可停止继续吹沙。且在吹沙完毕后，应使用C25喷射混凝土分次均匀的进行泵送，确保初期支护要受力均衡；同时要做好混凝土时间的制作与相关数据的记录收集。在做初支施工时，应先进性对已开挖洞身进行初喷，所喷混凝土厚度为3cm，并是围岩封闭固结，防止未支护暴露面碎石块的掉落。（2）在进行初支完成后，应制作1：1大样控制尺寸的冷弯成型型钢钢架，并仔细检查，不得出现裂纹、焊瘤等问题；在制作成型后，进行安装，安装时要及时清理底脚下杂物，并进行关键部位的连接固定。之后在岩面喷射一层混凝土后悬挂钢筋网，其所喷混凝土厚度在破碎岩层为3cm，保护层厚度不得小于2cm，待喷涂完毕后，应采用锚杆进行固定。固定锚杆以后，要在质检工程师急性该关键部位的检查，自检合格后通知监理对上述的主要工作进行全面检查，验收合格后进行混凝土复喷。

4 质量保障措施

1）施工前对要使用的测量控制点进行复测，要确保一切工序符合标准。并采用隧道轮廓的放样程序，确定开挖轮廓线和爆破炮孔，确定开挖断面尺寸要与设计要求一致，进最大可能减少误差。

2）材料进场要经过监理和现场技术人员验收，确保混凝土配合比和塌落度符合标准，喷锚支护要现场随伴随用，不得超过规定时间要求。各工序要做好现场技术交底，施工过程中注意施工安全，确保人员的安全。

3）在做爆破作业时，严格按照要求，由具有资质人员爆破人员进行爆破施工，统一安排，确保药量符合要求，工序符合规定，多工作面起爆顺序由里向外，引爆前现场及时进行安排无关人员撤离和重要施工材料清理。

4）施工作业中的锚杆数量以及其他相关材料做好记录，及时进行补足；作业环境中的照明用电应严格按照36V，成洞地段可设置为220V的标准进行，检查好相关施工器械与工具质量的完备性，确保施工质量得到充分的保障。

5 安全保证措施

在施工前，要对全体人员进行“三级教育”，特别是对现场人员进行必要的例会与定期培训，在安全交底时，应进行二次检查，确保工作的安全性。

施工过程中，由现场管理人员配合监理的平行检查，发现有工序、材料质量问题或者出现进一步破坏、渗水量明显增加，应及时进行协商，增加新的施工技术方案，尽最大可能的确保工程安全，减少对人力、财力的危害。

在下次施工时，做好地质预报相关工作，做到预防与减灾并重的原则。

6 结束语

关于此次山二号隧道出口DK326+966.2～DK326+946.8段出现冒顶塌方的灾害，已做好相关工序的处理和相关工作的总结，后续应借此增加施工经验，尽可能避免因工作准备不充分造成类似灾害损失；同时加强现场技术人员的监管，严格按照施工标准进行施工，在出现问题时，及时有效地做好处理措施，避免塌方继续蔓延与财产损失的扩大。

参考文献

[1]中铁二局主编.铁路隧道工程施工技术指南（TZ204）.中国铁道出版社，2008，10.

[2]中铁二局主编.铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10417J287）.中国铁道出版社，2003，12.