文/李福东

1 工程概况

成都轨道交通19 号线二期工程暗挖区间347m，覆土约8.5m～21m。隧道右线由大里程向小里程方向施工，施工过程中由于现场地质情况较为破碎且岩层较薄，在爆破完成后，隧道拱顶出现持续掉渣，最终拱顶坍塌范围约2.6m（纵向）×3.8m（横向），地面约16m（纵向）×18.6m（横向），呈漏斗状。

2 隧道应急处置

对坍塌掌子面及地表安装临时围挡，并设置了警戒区域，确保过往人员通行安全。采用混凝土对坍塌区域进行回填。加强不良地质补勘及超前地质预报情况。在施工过程中，通过超前地质预报发现现场实际地质情况与原地质情况存在差异，并进行了补勘。沿塌方区域纵向25m 分布范围内增设地表监测点，每5m一个监测断面，每个断面3 个监测点（隧道中心、隧道两侧），同时在附近沟桥及路段等周边建构筑物设置监测点位。地表测点加密测点间距5m，与现有中线点成断面布设；在掌子面前后布设土体分层竖向位移测点，用于监测掌子面附近土体深层竖向位移的变化情况；在掌子面前方10m 处布设地下水位监测孔，实时监测地下水位的变化情况，监测频率不低于4 次/d。

3 不良地质段处理措施及方法

根据信息化施工原则，对剩余未施工段结合不同部位、不同地质情况进行研究应制定强化支护措施。

对不良地质段塌方范围进行地面注浆加固，同时加强地表及周边建构筑物监测。对洞内塌方体采用水平施作袖阀管进行加固。对上台阶掌子面进行前进式注浆。对开挖面自进式锚杆施工。对掌子面进行中管棚施工。

3.1 地表加固

3.2 洞内塌方体加固

对临近掌子面15m 范围内初支成型段开展变形、开裂及渗水等异常现象排查，同时结合拱顶下沉、水平收敛等监控量测项目数据对比分析。在临近掌子面15m 范围内型钢拱架进行纵向钢筋连接增强总体受力，连接部位凿除型钢外侧喷射混凝土，在隧道拱顶120o范围内纵向采用三根∠75 角钢与型钢拱架焊接成为整体。在每榀钢架节板处增设两根锁脚锚杆，同时在钢架接口处设置临时钢垫板(400×500mm)，以增大初支拱脚受力面积。

对塌方体表面施作φ20 网喷混凝土，按1×1m 梅花形布设施作Φ42 钢花管(花孔间距)塌方体上部注浆加固，下部塌方体采用下俯角18o钢花管注浆加固，浆液沿隧道方向成放射状。注浆浆液采用水泥液浆，水泥采用P42.5 级普通硅酸盐水泥，水泥液浆水泥灰比0.5∶1～1∶1，注浆压力0.5～1MPa，注浆压力逐步提升，达到注浆终压后稳压10min，水平方向深度深入塌方体5m 范围，便于施作止浆墙[2]。

3.3 前进式注浆

混凝土浇筑止浆墙：用C20 混凝土，厚度2m，高度3.5m，周边采用2 排（1m×1m）环向间距1m，纵向排距1.0m，长2m 的Φ32mm 锚固钢筋，嵌入周边围岩1m。

钻机作业平台：在止浆墙后方5m 范围内整平压实，便于钻机移动定位。

单循环注浆加固：单循环超前注浆长度22m,钻孔长度17m，保留5m 止浆岩盘。外圈注浆孔终孔在开挖轮廓线外4.5m，扩散半径为2.0m，终孔间距不大于3m。

注浆方式：用履带钻机，开孔直径Φ130mm，孔深3.0m，安设3.0m 长Φ108mm 孔口管，再通过孔口管钻设Φ90mm 的孔进行注浆施工。

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注浆材料及配比：采用普通硅酸盐水泥单液浆，配比：W∶C=（0.8～1）∶1，注浆终压为2MPa，根据现场实际情况调整。

3.4 自进式锚杆施工

在掌子面开挖前，沿拱部150o环向间距0.3m，沿隧道纵向方向2m 布置自进式中空锚杆,外插角5o～8o，梅花形布置，压力一般为1.0MPa。

3.5 中管棚施工

在隧道不良地质段增设中管棚，中管棚钢管规格：Φ89mm，壁厚6mm 无缝钢管，钢管前端呈尖锥状，管棚长15m，实际管棚长度结合现场情况调整。导管环向间距为500mm，拱部布设150o。轴线外插角2～5o，钢管接头采用丝扣连接，丝扣螺纹段长大于150mm，相邻两根钢花管的接头要错接，长度不小于1.0m。另外，在钢花管上钻注浆孔直径∅10mm，孔间距150mm。呈梅花型布置。钢管尾部（孔口段）1.5m 不钻花孔作为止浆段。注浆方法采用后退式分段注浆。

管棚压浆：浆液类型为水泥浆液。注浆参数为：水泥浆水灰比：W∶C=0.8∶1～1.5∶1。注浆压力∶注浆压力∶初始压力0.5～0.7MPa，终止压力1.0～1.2MPa。根据实际情况调整注浆施工参数。

4 隧道后续不良地质段开挖及支护

4.1 采用三台阶开挖掘进

在超前加固施工完成达到强度后，经验收通过，采用三台阶预留核心土法开挖施工；开挖完成后及时进行初期支护，严格按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的十八字原则组织施工。

采用环形台阶法施工，开挖完每个型钢钢架单元后立即进行初期支护，严格控制每循环进尺。先开挖上台阶，开挖时保留部分核心土。拱部开挖后及时施工初期支护结构；上台阶高度3.1m，台阶长度3～5m；中台阶高度2.35m，台阶长度5～8m；下台阶高度2m，仰拱高度1.75m；在地质情况较差区域上台阶采用机械或人工开挖；中台阶、下台阶及仰拱根据实际地质情况采用机械人工开挖或爆破开挖[3]。

4.2 不良地质段支护

开挖后应及时施作初期支护或临时支护，支护采用喷射混凝土和铺装钢筋网、系统锚杆、型钢钢架组成联合支护体系；施工中应注意不能使拱脚悬空，防止结构整体沉降。

4.2.1 钢筋网施工

钢筋网为φ8，间排距200×200mm、全环双层设置，钢筋须经试验合格，洞外分片制作，安装搭接长度不小于1～2 个网格间距。喷混凝土厚度不小于20mm。

4.2.2 锚杆施工

(1)系统锚杆

φ22 砂浆锚杆长3m，环向间距1m，纵向间距为0.6/0.5m，拱顶环向150o布设，用风动凿岩机以环向为10o～20o成孔。清孔后注入M20 早强砂浆，孔口注浆压力不得超过0.4MPa，锚杆入孔长度不得小于设计长度的95%。边墙锚杆施工工艺流程：初喷面标示—钻孔—清孔—灌浆—安装锚杆。

(2)锁脚锚杆

锁脚锚杆为R32N 自钻式锁脚锚管，打设角度向下倾斜20o、45o。锁脚锚管施工工艺流程:初喷面标示—钻孔—灌浆—焊接L 型卡筋。

4.2.3 钢拱架制作、安装

施工时钢拱架应紧贴开挖面安装，围岩与钢拱间喷射混凝土4cm，内腹保护层不少于4cm；相邻钢架间设φ22 纵向连接筋，与钢拱架焊接，环向间距1m（内外交错布置），锁脚锚管为R32N 自进式锁脚锚管，L=4m。

(1)型钢拱架制作

原材料进场后送相关单位质检，合格后方可使用，拱架按设计图纸1∶1 放大样。首榀拱架加工完成后在地面试拼，其允许误差为：周边拼装为±3cm；钢架平方时，平面翘曲应小于±2cm。

(2)型钢拱架安装

各单元型钢拱架在洞外预制，洞内组装；按《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205—2001）的要求，确保焊缝及螺栓连接质量。钢架在开挖面初喷混凝土约4cm 后架设，再复喷至设计厚度。纵向钢架间采用φ22 钢筋将其连接成整体，纵向连接钢筋环向间距1.0m，内外交错布置，钢架与纵向连接钢筋尾部采用螺母连接。

4.3 加强隧道监控量测

施工监测初期支护结构变形(初期支护结构拱顶沉降含拱脚、底板隆起及净空收敛)净空收敛、拱顶沉降和地表沉降应设置在同一断面。初支完成后，在拱顶中部埋设普通沉降标志；标志采用一对带挂钩的膨胀螺栓用冲击钻打孔埋入两侧侧壁位于腰部位置。洞内各测点应要靠近开挖面布置，与开挖面距离小于1m。应在开挖后12h 内或在下一次开挖前读取初始读数。地表下沉点按普通水准基点埋设，并在隧道中线以外100m 范围设若干水准基点，作为各测点高程量测的基准。

5 结语

针对开挖与仰拱、二衬同时施作带来的极大干扰，采用仰拱栈桥极大地解决了施工难题。针对隧道围岩级别多变，为保证施工安全，在各台阶施作过程中增加了辅助施工，保证了人员及设备安全。拉开开挖掌子面与混凝土施工的有效距离，保证了混凝土浇筑质量。