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摘要：本文对松建高速公路铜场隧道进口塌方冒顶情况进行了介绍，在分析塌方原因的基础上提出了对塌方的处理方案， 通过实践证明所采用的方案是切实有效的，为防止此类问题的发生以及对类似问题的处理提供借鉴。
关键词：铜场隧道；塌方冒顶；大管棚；小导管；注浆；处理措施
一、工程概况
铜场隧道位于福建省南平市松溪(闽浙界)至建瓯高速公路A10合同段，左洞ZK97+030～ZK98+190，长1160m，右洞YK96+990～YK98+193，长1203m，属长隧道。采用分离式双洞布置，隧道内轮廓为曲墙单心圆拱结构，设计建筑限界为10.75mx5m。隧道结构按新奥法原理进行设计，采用复合式衬砌，以锚杆、湿喷混凝土(钢筋挂网)、钢拱架等为初期支护，二衬采用模筑混凝土，充分发挥围岩的自承能力，在监控量测信息的指导下施作初期支护和二次衬砌。隧道进洞口在大管棚辅助下采用侧壁导坑法开挖进洞。
隧道进口侧山坡自然坡度约20～25°，植被较发育，主要为松木及芦柑，山坡上覆坡残积土，下伏为全-强风化云母石英片岩，岩体极破碎-破碎，围岩级别为Ⅴ级；未见有滑坡、泥石流、崩塌等不良地质作用，坡体现状稳定。
二、塌方冒顶情况及原因分析
（一）塌方冒顶情况
当隧道暗洞施工了约20m后，左洞ZK97+052～060处浅埋段拱顶出现局部塌方，塌体为拱顶上约1.2m、宽度约2m、长度约4m。施工方在保证作业人员安全的前提下，对塌方体逐步进行钢筋网、锚喷封闭支护。同时对洞顶出现的裂缝进行封闭处理，防止地表水渗入。对塌方体及时处理后保持了基本稳定，几小时之后塌方体继续扩大，高度扩大到4m，大管棚已经外露，因此决定立即撤出人员、设备，加强洞口安全防护、监测隧道洞内外变化情况，并采用填土和沙袋堆筑对塌方段进行反压，防止坍塌继续扩大。3月12日上午塌方扩大至洞顶，洞口出现冒顶，塌方现场图片见图1，图2为塌方示意图。
图1塌方现场图片
图2塌方示意图
（二）原因分析
1．地形地质原因：进口山坡自然坡度约20～25°，上覆坡残积土，下伏为云母石英片岩全风化土，其自身粘结稳定性极差；隧道进口上方有几十级的梯田状芦柑地。发生塌方的位置正好位于坡底与右洞小山脊拐脚处，坡积土偏厚，含水极丰富，洞顶覆土仅6m，塌方平面位置如图3所示。
图3塌方地理位置图
2．气候原因：由于连续十几天下雨，梯田状的芦柑地致使雨水不能顺利排走，逐步渗入土层，沿山坡在塌方处汇集，导致塌方处坡积土体含水量过大，加之下层云母石英片岩全风化土层较薄，在开挖过程中一经掏空，围岩失稳，向下坍塌。
3．人为因素：施工方对地质和气候原因认识不足，且洞顶截水沟的施工未到位，未采取有效的预防措施。
三、塌方冒顶处理方案
针对塌方体主要为上覆坡积土，主要通过小导管注浆加固土体粘结性及整体性、加强支护结构提高承载力等处治措施。
（一）封堵及截排水
在事故发生当晚对塌方段用填土和沙袋进行反压之后，喷射15cm厚C25混凝土封闭掌子面，对洞内塌方体和回填土进行全断面小导管注浆固结。在塌方部位上方重新施作截排水系统，并在塌方涉及到的土体范围内覆盖彩条布防雨，尽量减少雨水下渗到该区域。
（二）塌方前段处理
在塌方处往小桩号5m范围内即ZK97+047～ZK97+052段落采用小导管地表注浆加固，小导管长度控制在距隧道拱顶以上50厘米处，应由塌方处向小桩号方向打设小导管，详见图4。对已施工完初支的该段落采用小导管环向注浆加固，范围为洞轴线左右两侧各75°。施作二衬时，应在原设计的基础上提高混凝土强度等级、加密钢筋布置。
图4塌方处及影响段纵断面处理图
（三）塌方区域处理
在塌方体及封堵面注浆加固稳定后，对地表塌坑进行回填处理，回填的材料为5％水泥稳定土，回填过程中要用小型设备进行碾压夯实，逐层回填至原地貌，回填后的地表要求按照明洞回填处理，即施工50cm厚的胶泥防渗层并进行植被绿化。
重新开挖进洞前，对塌方区域即ZK97+052-ZK97+060段落采用双排小导管注浆超前支护，仰拱以上均布设，小导管长5m、环向间距为30cm，奇数号布设角度为10°偶数号布设角度为40°，详见图5。待超前支护形成足够强度的拱壳后，采用侧壁导坑上下台阶法开挖，开挖的过程中要求短进尺、及时支护并尽早成环，初支在原设计的基础上通过调整钢支撑间距、加长径向锚杆等措施加强，并增加预留变形量应对变形需求。二衬在原设计的基础上作进一步的结构加强。
图5 双排小导管注浆设计图
（四）塌方过渡段处理
ZK97+060-ZK97+066段落采用采用单排小导管注浆加固，小导管长度为5m，环向间距50cm，奇数号小导管外插角45°，偶数号外插角为10°，小导管配合钢拱架的间距采用每2.1m一个循环。
在施工回填及开挖过程中，加强洞内監控量测，根据监测数据对围岩及支护体系的稳定状态进行判断和预测，及时采取措施确保结构稳定。随后的施工监测信息显示，该区域的拱顶下沉量、周边收敛变形量等均在允许范围之内，这表明所采取的塌方处理方案有效。
四、结论
按以上方案对塌方进行处理后，已顺利开挖过了塌方段，监测结果正常，证明该方案是完全可行的。正是由于抢险处理方案的及时、全面、合理，从而避免更大的险情出现，保障了国家财产和人民群众的生命安全。笔者通过对该隧道塌方处理的参与，主要有以下几点体会：
1．洞顶截排水的重要性，隧道洞口段开挖一定要保证洞顶排水的畅通，特别是浅埋段。
2．出现塌方后应及时回填封闭并注浆加固，避免更大事故的发生。
3．加强施工指导及监控量测，从监测数据的异常中及时发现可能出现的问题。
4．开挖方法的重要性，对于浅埋段的侧壁导坑法，单侧初支一定要短进尺、及时支护并尽早封闭成环，这样才有利于钢支撑受力，防止初支被压塌，出现塌方。
参考文献
[1]重庆交通科研设计院．公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）．北京：人民交通出版社，2004．
[2]中交第一公路工程局有限公司．公路隧道施工技术规范．（JTG F60-2009）北京：人民交通出版社，2009．
[3]中交第二公路勘察设计研究院有限公司．公路隧道设计细则．（JTG/T D70-2010）北京：人民交通出版社，2010．
[4]王毅才．隧道工程．北京：人民交通出版社，2000．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：铜场隧道；塌方冒顶；大管棚；小导管；注浆；处理措施
一、工程概况
铜场隧道位于福建省南平市松溪(闽浙界)至建瓯高速公路A10合同段，左洞ZK97+030～ZK98+190，长1160m，右洞YK96+990～YK98+193，长1203m，属长隧道。采用分离式双洞布置，隧道内轮廓为曲墙单心圆拱结构，设计建筑限界为10.75mx5m。隧道结构按新奥法原理进行设计，采用复合式衬砌，以锚杆、湿喷混凝土(钢筋挂网)、钢拱架等为初期支护，二衬采用模筑混凝土，充分发挥围岩的自承能力，在监控量测信息的指导下施作初期支护和二次衬砌。隧道进洞口在大管棚辅助下采用侧壁导坑法开挖进洞。
隧道进口侧山坡自然坡度约20～25°，植被较发育，主要为松木及芦柑，山坡上覆坡残积土，下伏为全-强风化云母石英片岩，岩体极破碎-破碎，围岩级别为Ⅴ级；未见有滑坡、泥石流、崩塌等不良地质作用，坡体现状稳定。
二、塌方冒顶情况及原因分析
（一）塌方冒顶情况
当隧道暗洞施工了约20m后，左洞ZK97+052～060处浅埋段拱顶出现局部塌方，塌体为拱顶上约1.2m、宽度约2m、长度约4m。施工方在保证作业人员安全的前提下，对塌方体逐步进行钢筋网、锚喷封闭支护。同时对洞顶出现的裂缝进行封闭处理，防止地表水渗入。对塌方体及时处理后保持了基本稳定，几小时之后塌方体继续扩大，高度扩大到4m，大管棚已经外露，因此决定立即撤出人员、设备，加强洞口安全防护、监测隧道洞内外变化情况，并采用填土和沙袋堆筑对塌方段进行反压，防止坍塌继续扩大。3月12日上午塌方扩大至洞顶，洞口出现冒顶，塌方现场图片见图1，图2为塌方示意图。
图1塌方现场图片
图2塌方示意图
（二）原因分析
1．地形地质原因：进口山坡自然坡度约20～25°，上覆坡残积土，下伏为云母石英片岩全风化土，其自身粘结稳定性极差；隧道进口上方有几十级的梯田状芦柑地。发生塌方的位置正好位于坡底与右洞小山脊拐脚处，坡积土偏厚，含水极丰富，洞顶覆土仅6m，塌方平面位置如图3所示。
图3塌方地理位置图
2．气候原因：由于连续十几天下雨，梯田状的芦柑地致使雨水不能顺利排走，逐步渗入土层，沿山坡在塌方处汇集，导致塌方处坡积土体含水量过大，加之下层云母石英片岩全风化土层较薄，在开挖过程中一经掏空，围岩失稳，向下坍塌。
3．人为因素：施工方对地质和气候原因认识不足，且洞顶截水沟的施工未到位，未采取有效的预防措施。
三、塌方冒顶处理方案
针对塌方体主要为上覆坡积土，主要通过小导管注浆加固土体粘结性及整体性、加强支护结构提高承载力等处治措施。
（一）封堵及截排水
在事故发生当晚对塌方段用填土和沙袋进行反压之后，喷射15cm厚C25混凝土封闭掌子面，对洞内塌方体和回填土进行全断面小导管注浆固结。在塌方部位上方重新施作截排水系统，并在塌方涉及到的土体范围内覆盖彩条布防雨，尽量减少雨水下渗到该区域。
（二）塌方前段处理
在塌方处往小桩号5m范围内即ZK97+047～ZK97+052段落采用小导管地表注浆加固，小导管长度控制在距隧道拱顶以上50厘米处，应由塌方处向小桩号方向打设小导管，详见图4。对已施工完初支的该段落采用小导管环向注浆加固，范围为洞轴线左右两侧各75°。施作二衬时，应在原设计的基础上提高混凝土强度等级、加密钢筋布置。
图4塌方处及影响段纵断面处理图
（三）塌方区域处理
在塌方体及封堵面注浆加固稳定后，对地表塌坑进行回填处理，回填的材料为5％水泥稳定土，回填过程中要用小型设备进行碾压夯实，逐层回填至原地貌，回填后的地表要求按照明洞回填处理，即施工50cm厚的胶泥防渗层并进行植被绿化。
重新开挖进洞前，对塌方区域即ZK97+052-ZK97+060段落采用双排小导管注浆超前支护，仰拱以上均布设，小导管长5m、环向间距为30cm，奇数号布设角度为10°偶数号布设角度为40°，详见图5。待超前支护形成足够强度的拱壳后，采用侧壁导坑上下台阶法开挖，开挖的过程中要求短进尺、及时支护并尽早成环，初支在原设计的基础上通过调整钢支撑间距、加长径向锚杆等措施加强，并增加预留变形量应对变形需求。二衬在原设计的基础上作进一步的结构加强。
图5 双排小导管注浆设计图
（四）塌方过渡段处理
ZK97+060-ZK97+066段落采用采用单排小导管注浆加固，小导管长度为5m，环向间距50cm，奇数号小导管外插角45°，偶数号外插角为10°，小导管配合钢拱架的间距采用每2.1m一个循环。
在施工回填及开挖过程中，加强洞内監控量测，根据监测数据对围岩及支护体系的稳定状态进行判断和预测，及时采取措施确保结构稳定。随后的施工监测信息显示，该区域的拱顶下沉量、周边收敛变形量等均在允许范围之内，这表明所采取的塌方处理方案有效。
四、结论
按以上方案对塌方进行处理后，已顺利开挖过了塌方段，监测结果正常，证明该方案是完全可行的。正是由于抢险处理方案的及时、全面、合理，从而避免更大的险情出现，保障了国家财产和人民群众的生命安全。笔者通过对该隧道塌方处理的参与，主要有以下几点体会：
1．洞顶截排水的重要性，隧道洞口段开挖一定要保证洞顶排水的畅通，特别是浅埋段。
2．出现塌方后应及时回填封闭并注浆加固，避免更大事故的发生。
3．加强施工指导及监控量测，从监测数据的异常中及时发现可能出现的问题。
4．开挖方法的重要性，对于浅埋段的侧壁导坑法，单侧初支一定要短进尺、及时支护并尽早封闭成环，这样才有利于钢支撑受力，防止初支被压塌，出现塌方。
参考文献
[1]重庆交通科研设计院．公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）．北京：人民交通出版社，2004．
[2]中交第一公路工程局有限公司．公路隧道施工技术规范．（JTG F60-2009）北京：人民交通出版社，2009．
[3]中交第二公路勘察设计研究院有限公司．公路隧道设计细则．（JTG/T D70-2010）北京：人民交通出版社，2010．
[4]王毅才．隧道工程．北京：人民交通出版社，2000．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。