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【摘要】：在隧道施工中，由于多种因素影响，围岩坍塌较为常见，严重影响施工安全和质量。现以规则省驾欧至荔波高速公路拉岜隧道出现坍塌的事件为背景，全面分析该隧道塌方形成的原因，研究提出针对性的处理方案，并取得了预期效果。
【关键词】：隧道塌方、GPR、注浆、超前小导管
中图分类号：U45文献标识码： A
1、前言：
隧道在施工过程中很容易遇到坍塌、涌水、破碎带等不良地质，给施工带来了极大的困难，耽误了整个隧道的施工进度，因此，在施工过程中预防及解决不良地质带来的困难是至关重要的。
2、塌方治理的方法：
目前地下工程塌方治理主要有插板法、管棚法、锚杆法、明挖法、注浆管棚法、注浆法等方法。但对于塌方治理的研究仅限于具体的工程实录和经验总结，而对于各种方法的理论分析比较少，主要是凭经验估计各种治理手段的合理性、可靠性和经济性。上述各种施工方法的施工过程、效果与可靠性比较如下：
导管法：施工过程为从工作面向斜前方围岩打入钢花管，注入水泥浆液，钢花管的超前支护效果和围岩改良效果共同作用可防止拱部崩塌，也可使用自穿孔型锚杆；施工设备小型、简便，施工性能良好；压入浆液可以改良围岩，钢花管超前支护，对拱部的崩落防止效果好，可靠性高，但作用范围有限，适合于小型塌方治理。
管棚法：在工作面水平斜向打入钢管，在拱部形成管棚，常以40cm间距打入φ125mm的钢管，实施注浆，钢管的超前支撑作用防止拱部崩塌；利用管棚的超前支承作用及注浆的改良围岩作用来加固围岩。
锚杆法：运用凿岩机钻孔，打入锚杆，利用锚杆的悬吊、锚固作用固结塌方体；此法作用范围、效果具有局限性。
明挖法：明挖法是将塌方体直接挖开；此法施工安全可靠，效果好，但只能在近地表、工作量较小地段施工，对于埋深较大的地下塌方难以实施。
注浆法：通过灌注水泥浆液改善围岩性质；注浆法应用范围较广，效果显著，在特殊地层中需要特殊的施工工艺。
通过比较，注浆管棚法和注浆法适合于特大塌方区的治理及浅埋段或明挖地段比较适应，对断面较小的隧道易采用导管法和锚杆法，利用有限的施工场地和机械，进行有效的处理。
3、隧道坍塌处理措施：
3-1、防止坍塌方范围的扩大：
3-1-1、在坍塌方范围顶部、侧壁的危石及大裂缝，应先行清除或锚固。
3-1-2、对坍塌方范围前后原有的支护进行加固，以防止坍塌方扩大。
3-1-3、在坍塌方范围内架设支撑或喷射混凝土，必要时加设锚杆。
3-1-4、加快衬砌，施作仰拱。如条件允许对坍塌方两端尽快做好局部衬砌，以保证坍塌方不再扩大。
3-2、处理坍塌方的一般措施：
3-2-1、如坍塌方体积较小，可先对坍塌方范围进行喷锚，架设较为牢固的构件支撑，再由一端或两端先上后下逐步清除坍渣，随挖随喷混凝土、随架设支撑支顶。
3-2-2、如坍塌方体积较大，或地表已下沉因坍体堵塞无法进入坍塌方范围进行支护，宜采用注浆先加固坍体，然后再进行开挖、衬砌。
3-2-3、处理坍塌方时，应先加强堵排水。
3-3、不同部位分段处理方案：
3-3-1、加固段：
首先在塌方位置退后5m的位置处，采用长3.5m的Φ42×3.5mm的注浆小导管对塌方后段注浆。小导管外插角为15°，环向间距为40cm，纵向间距为1.0m，断面两侧拱脚以上区域梅花形布置，小导管端部与钢拱架焊接成整体，以保证后方围岩稳定不向前坍塌。
注浆采用先上后下，先里后外，即先对塌空区边缘注浆，再逐步退后进行后段注液，使钢管所伸入的范围内通过注浆组成一个固结的灌浆层，通过浆液无规则的穿透松散破碎岩体产生胶结，从而达到在已支护段与塌空区交界处上、下一定范围内的围岩得到固结，从根本上达到控制塌方的扩展。而后段的注浆也提高了围岩整体承载强度，并与初期支护共同在2~3m范围内形成一个强大的支撑拱，为下一步施工的安全性提供了保障。
3-3-2、坍空段：
首先采用素喷厚20cm的 C20混凝土封堵掌子面及塌落面，对塌空区段后方未破坏的原初期支护采用I18钢拱架进行加固，钢拱架与原初期支护钢拱架紧贴并排焊接，之后每榀纵向间距0.5m，掌子面处紧贴岩面并排焊接两榀。钢拱架间用环间0.5m的Φ22mm纵向钢筋连接，形成钢格棚架。对轮廓线外塌腔壁的大块岩石采用Φ100mm钢花管支撑，并焊在钢拱架上。在钢拱架上下采用双层网格间距20cm×20cm的Φ8钢筋网加固，外挂模板，再喷射C25混凝土与钢拱架齐平，形成钢筋混凝土壳体初期支护，确保能形成一个塌方缓冲区域，并在初支中预埋Φ108混凝土泵送管，待钢筋混凝土壳体强度达到要求后，分期泵送混凝土填充塌腔，以保证岩面与初期支护之间密实，不留下空洞隐患。
图塌方段处理横断面图
3-3-3、坍体段：
可采用“三部开挖、八步流水作业法”来處理坍塌体，施工要点如下：
1）先对坍塌体喷射20cm厚C20混凝土封闭坍塌体表面，并在上弧导核心土范围内竖向布设Φ42小导管注浆加固，以防上弧导开挖时核心土失稳。
2）沿拱部及边墙设置注浆小导管超前支护，第一循环施作时，从破坏里程后退1.0 m 沿支护轮廓线，以l5°外插角打入，确保导管同第一榀工字钢架连接良好，其余循环沿工字钢架外轮廓打入。
3）采用挖掘机开挖，辅以弱爆破和风镐凿除，上弧导开挖时，不能损坏核心土，确保掌子面稳定。中、下导坑开挖时，左右相错不少于3.0 m，严禁对开马口。
4）如果超前注浆没达到预期效果，可采用环向压浆的方法来加固围岩。
3-3-4、过渡段
过渡段采用3.5m长、外插角为15。的注浆小导管进行超前支护，小导管纵向间距2m，环向间距40cm；初支钢拱架采用I16工字钢，纵向间距60cm，并采用间距lm的Φ22钢筋纵向连接；系统锚杆采用3m长砂浆锚杆，环距lm，纵距0.6m，梅花形交错布置并与钢拱架焊接成整体。并打好锁脚锚管。确保钢架的稳定性。
4、隧道坍塌灾害治理效果的GPR检测：
对坍塌地段进行治理后，隧道仍需继续向前施工。治理后的坍塌隐患是否消除，隧道建成后能否安全使用，这就需要对坍塌灾害治理效果进行检测，并对其进行准确评价。GPR检测技术可以无损、快速、准确地检测隧道地质灾害治理效果和整治质量，为准确评价地质灾害治理效果提供科学依据。
GPR是利用地下介质对广谱电磁波（107～109HZ）不同频率的响应来确定目标介质的分布特征。GPR向目标介质发射一个高频电磁波短脉冲，其中部分能量被地下具有电性差异的界面反射到地表，在地表用一个接收器接收反射的电磁波。电磁波从发射到接收所需的时间、波速、电磁场强度和波形与介质的电性质和几何形状有关。所以，通过对时域波形的采集、处理和分析，可以确定地下界面或地质体的空间位置及结构。
5、监控量测：
认真做好各项施工监测，根据对监测数据的分析和判断，对围岩及支护体系的稳定状态进行判断和预测，及时采取措施来确保围岩和结构的稳定，以确保施工安全。在该段塌方处理完毕后，在拱顶布设了左、中、右三个测点，并在腰线处左右分别布设了两个测点，通过测量仪器进行数据测设，并进行数据回归分析，根据测设的数据及时对塌方地段围岩处于监控状态，使下道工序在科学依据下，有条不紊的进行，达到安全、高效的施工。
6、结语：
隧道坍塌对工程的进度和效益影响巨大，要做到及时有效地处理坍塌方，并在隧道施工中切实做好各种防坍塌措施，防止坍塌的发生。
6-1、处理隧道塌方必须分秒必争，及时制定处理方案。处理隧道塌方是一种紧急抢险，如同打仗一样，有利的时机稍纵即逝。在掌握情况的基础上现场确定应急预案，下达抢险指令，明确任务和要求。这种现场办公定案、直接指挥处理的方法，保证了抢险的及时性，为塌方的处理争取到了有力的时机。
6-2、前方封堵，后方加固，对塌方区形成合围，是防止塌方恶化的有效方法。
6-3、塌方的处理必须遵循“短进尺、少扰动、强支护、快封闭、勤量测”的原则。对塌体一般不宜直接进行清理，尽量减少对围岩的扰动，避免塌腔扩大。
参考文献：
【1】公路隧道施工技术规范JTG F60-2009
【2】公路工程质量检验评定标准(JTGF801-2004)
【关键词】：隧道塌方、GPR、注浆、超前小导管
中图分类号：U45文献标识码： A
1、前言：
隧道在施工过程中很容易遇到坍塌、涌水、破碎带等不良地质，给施工带来了极大的困难，耽误了整个隧道的施工进度，因此，在施工过程中预防及解决不良地质带来的困难是至关重要的。
2、塌方治理的方法：
目前地下工程塌方治理主要有插板法、管棚法、锚杆法、明挖法、注浆管棚法、注浆法等方法。但对于塌方治理的研究仅限于具体的工程实录和经验总结，而对于各种方法的理论分析比较少，主要是凭经验估计各种治理手段的合理性、可靠性和经济性。上述各种施工方法的施工过程、效果与可靠性比较如下：
导管法：施工过程为从工作面向斜前方围岩打入钢花管，注入水泥浆液，钢花管的超前支护效果和围岩改良效果共同作用可防止拱部崩塌，也可使用自穿孔型锚杆；施工设备小型、简便，施工性能良好；压入浆液可以改良围岩，钢花管超前支护，对拱部的崩落防止效果好，可靠性高，但作用范围有限，适合于小型塌方治理。
管棚法：在工作面水平斜向打入钢管，在拱部形成管棚，常以40cm间距打入φ125mm的钢管，实施注浆，钢管的超前支撑作用防止拱部崩塌；利用管棚的超前支承作用及注浆的改良围岩作用来加固围岩。
锚杆法：运用凿岩机钻孔，打入锚杆，利用锚杆的悬吊、锚固作用固结塌方体；此法作用范围、效果具有局限性。
明挖法：明挖法是将塌方体直接挖开；此法施工安全可靠，效果好，但只能在近地表、工作量较小地段施工，对于埋深较大的地下塌方难以实施。
注浆法：通过灌注水泥浆液改善围岩性质；注浆法应用范围较广，效果显著，在特殊地层中需要特殊的施工工艺。
通过比较，注浆管棚法和注浆法适合于特大塌方区的治理及浅埋段或明挖地段比较适应，对断面较小的隧道易采用导管法和锚杆法，利用有限的施工场地和机械，进行有效的处理。
3、隧道坍塌处理措施：
3-1、防止坍塌方范围的扩大：
3-1-1、在坍塌方范围顶部、侧壁的危石及大裂缝，应先行清除或锚固。
3-1-2、对坍塌方范围前后原有的支护进行加固，以防止坍塌方扩大。
3-1-3、在坍塌方范围内架设支撑或喷射混凝土，必要时加设锚杆。
3-1-4、加快衬砌，施作仰拱。如条件允许对坍塌方两端尽快做好局部衬砌，以保证坍塌方不再扩大。
3-2、处理坍塌方的一般措施：
3-2-1、如坍塌方体积较小，可先对坍塌方范围进行喷锚，架设较为牢固的构件支撑，再由一端或两端先上后下逐步清除坍渣，随挖随喷混凝土、随架设支撑支顶。
3-2-2、如坍塌方体积较大，或地表已下沉因坍体堵塞无法进入坍塌方范围进行支护，宜采用注浆先加固坍体，然后再进行开挖、衬砌。
3-2-3、处理坍塌方时，应先加强堵排水。
3-3、不同部位分段处理方案：
3-3-1、加固段：
首先在塌方位置退后5m的位置处，采用长3.5m的Φ42×3.5mm的注浆小导管对塌方后段注浆。小导管外插角为15°，环向间距为40cm，纵向间距为1.0m，断面两侧拱脚以上区域梅花形布置，小导管端部与钢拱架焊接成整体，以保证后方围岩稳定不向前坍塌。
注浆采用先上后下，先里后外，即先对塌空区边缘注浆，再逐步退后进行后段注液，使钢管所伸入的范围内通过注浆组成一个固结的灌浆层，通过浆液无规则的穿透松散破碎岩体产生胶结，从而达到在已支护段与塌空区交界处上、下一定范围内的围岩得到固结，从根本上达到控制塌方的扩展。而后段的注浆也提高了围岩整体承载强度，并与初期支护共同在2~3m范围内形成一个强大的支撑拱，为下一步施工的安全性提供了保障。
3-3-2、坍空段：
首先采用素喷厚20cm的 C20混凝土封堵掌子面及塌落面，对塌空区段后方未破坏的原初期支护采用I18钢拱架进行加固，钢拱架与原初期支护钢拱架紧贴并排焊接，之后每榀纵向间距0.5m，掌子面处紧贴岩面并排焊接两榀。钢拱架间用环间0.5m的Φ22mm纵向钢筋连接，形成钢格棚架。对轮廓线外塌腔壁的大块岩石采用Φ100mm钢花管支撑，并焊在钢拱架上。在钢拱架上下采用双层网格间距20cm×20cm的Φ8钢筋网加固，外挂模板，再喷射C25混凝土与钢拱架齐平，形成钢筋混凝土壳体初期支护，确保能形成一个塌方缓冲区域，并在初支中预埋Φ108混凝土泵送管，待钢筋混凝土壳体强度达到要求后，分期泵送混凝土填充塌腔，以保证岩面与初期支护之间密实，不留下空洞隐患。
图塌方段处理横断面图
3-3-3、坍体段：
可采用“三部开挖、八步流水作业法”来處理坍塌体，施工要点如下：
1）先对坍塌体喷射20cm厚C20混凝土封闭坍塌体表面，并在上弧导核心土范围内竖向布设Φ42小导管注浆加固，以防上弧导开挖时核心土失稳。
2）沿拱部及边墙设置注浆小导管超前支护，第一循环施作时，从破坏里程后退1.0 m 沿支护轮廓线，以l5°外插角打入，确保导管同第一榀工字钢架连接良好，其余循环沿工字钢架外轮廓打入。
3）采用挖掘机开挖，辅以弱爆破和风镐凿除，上弧导开挖时，不能损坏核心土，确保掌子面稳定。中、下导坑开挖时，左右相错不少于3.0 m，严禁对开马口。
4）如果超前注浆没达到预期效果，可采用环向压浆的方法来加固围岩。
3-3-4、过渡段
过渡段采用3.5m长、外插角为15。的注浆小导管进行超前支护，小导管纵向间距2m，环向间距40cm；初支钢拱架采用I16工字钢，纵向间距60cm，并采用间距lm的Φ22钢筋纵向连接；系统锚杆采用3m长砂浆锚杆，环距lm，纵距0.6m，梅花形交错布置并与钢拱架焊接成整体。并打好锁脚锚管。确保钢架的稳定性。
4、隧道坍塌灾害治理效果的GPR检测：
对坍塌地段进行治理后，隧道仍需继续向前施工。治理后的坍塌隐患是否消除，隧道建成后能否安全使用，这就需要对坍塌灾害治理效果进行检测，并对其进行准确评价。GPR检测技术可以无损、快速、准确地检测隧道地质灾害治理效果和整治质量，为准确评价地质灾害治理效果提供科学依据。
GPR是利用地下介质对广谱电磁波（107～109HZ）不同频率的响应来确定目标介质的分布特征。GPR向目标介质发射一个高频电磁波短脉冲，其中部分能量被地下具有电性差异的界面反射到地表，在地表用一个接收器接收反射的电磁波。电磁波从发射到接收所需的时间、波速、电磁场强度和波形与介质的电性质和几何形状有关。所以，通过对时域波形的采集、处理和分析，可以确定地下界面或地质体的空间位置及结构。
5、监控量测：
认真做好各项施工监测，根据对监测数据的分析和判断，对围岩及支护体系的稳定状态进行判断和预测，及时采取措施来确保围岩和结构的稳定，以确保施工安全。在该段塌方处理完毕后，在拱顶布设了左、中、右三个测点，并在腰线处左右分别布设了两个测点，通过测量仪器进行数据测设，并进行数据回归分析，根据测设的数据及时对塌方地段围岩处于监控状态，使下道工序在科学依据下，有条不紊的进行，达到安全、高效的施工。
6、结语：
隧道坍塌对工程的进度和效益影响巨大，要做到及时有效地处理坍塌方，并在隧道施工中切实做好各种防坍塌措施，防止坍塌的发生。
6-1、处理隧道塌方必须分秒必争，及时制定处理方案。处理隧道塌方是一种紧急抢险，如同打仗一样，有利的时机稍纵即逝。在掌握情况的基础上现场确定应急预案，下达抢险指令，明确任务和要求。这种现场办公定案、直接指挥处理的方法，保证了抢险的及时性，为塌方的处理争取到了有力的时机。
6-2、前方封堵，后方加固，对塌方区形成合围，是防止塌方恶化的有效方法。
6-3、塌方的处理必须遵循“短进尺、少扰动、强支护、快封闭、勤量测”的原则。对塌体一般不宜直接进行清理，尽量减少对围岩的扰动，避免塌腔扩大。
参考文献：
【1】公路隧道施工技术规范JTG F60-2009
【2】公路工程质量检验评定标准(JTGF801-2004)