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[摘要]本文清晰地阐述了隧道的自然建设条件、工程区域地质环境，从地质角度探讨了坍塌形成的原因，提出了"稳固后方、加固前方、上堵下排侧引、探明前方"相结合的坍塌处治方案，不仅处治了现有坍塌，也为后续隧道施工的推进提供了保障。
[关键词]隧道 坍塌 成因 处治措施
[中图分类号] U45 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-4-366-2
1工程概况
王北凹隧道为江门至罗定高速公路控制性工程，位于第11合同段，为分离式隧道。隧道进口端位于新兴县榄根村，里程桩号YK96+954，隧道出口位于云浮市前锋镇围仔村，里程桩号YK100+661，隧道全长3707m，最大埋深462m。隧道出口右线从YK100+661开始施工，现开挖至YK100+261，YK100+390-YK100+261原设计为IV级，由于地质条件较差，变更为Ⅴ级围岩，Ⅳ级变Ⅴ级共129m。隧道按Ⅴ级围岩开挖至YK100+261时，隧道涌水量大，出现坍塌现象，停止施工已有10天。
2工程区域地质环境
隧址区位于丘陵及低山区，地面标高约为131.5～643.7m，相对高差约为503.2m，隧址区内山脊线大部分呈南北向，总的来说山体地形陡峻，山体植被发育。
隧道起点至YK99+150地层岩性为寒武系八村群变质砂岩及其风化层；YK99+150～隧道终点地层岩性主要为泥盆系桂头组粉砂岩，出口端零星分布有老虎头组砂岩及天子岭组灰岩，各年代地层之间均为不整合接触。
根据现场地质调查和地质钻探成果，在K96+927处发育小型断层，岩体节理发育不均，岩体较为破碎，地表露头风化裂隙局部较发育。根据区域地质图，YK99+150附近存在不整合接触带，YK99+150～YK100+661存在三条隐伏小型断裂。
地下水主要类型为基岩裂隙水。赋存于基岩中，其透水性及赋水性极不均匀。地下水主要由大气降水及侧向径流补给，以渗流、小股状涌水方式向隧道开挖面排泄、以侧向径流方式向隧道左侧及低洼地带排泄。隧址区地下水总的流向由地表向下、向隧道左侧，由小里程向大里程。
3坍塌概况
3.1坍塌基本情况
王北凹隧道罗定端右洞目前掌子面施工桩号为RK100+261，埋深149m，原设计围岩为Ⅳ级，主要由中-微风化砂岩、粉砂岩组成，岩质较软-较硬，岩体较破碎-破碎。实际开挖后，RK100+261掌子面围岩为中风化砂岩为主，红褐色，砂质结构，薄层-中厚层构造，节理裂隙发育，岩体破碎，局部夹土状强风化夹层，局部见揉皱现象，岩质极软，岩体整体性及自稳性差，裂隙水极发育，呈涌水状，流量约2000m3/d。拱顶集中涌水点出现坍塌，塌腔纵深0.8～1m，高度2.0～4.0m，弧长约8.3m，塌腔量约为26m3。针对现场塌方，参建各方及时给出应急抢险措施，主要措施为沙袋反压回填、掌子面网喷封闭及加强监控量测等措施，目前塌方区域已稳定。
3.2变形情况
发生坍塌后在RK100+261拱顶及周边进行了监控量测，监控量测数据如下表：
根据监测结果，目前掌子面拱顶最大累计下沉量为29mm，净空收敛最大值不足1mm，说明围岩侧压力小，隧道的主要变形为下沉变形，但变形量远远小于预留变形量。后续施工中应继续加强监测。
3.3涌水情况
隧道开挖至RK100+261隧道出现两个集中出水点，出水点主要在拱顶及上台阶右侧拱腰部位。为了加大排水，在拱腰部位及预留核心土部位各布置1个和3个排水兼超前钻探孔。通过近期对涌水量的量测，发现该裂隙水补给充足，水量基本保持稳定，约2000m3/d，水质清澈。
4坍塌成因分析
根据现场对掌子面的观察，及对区域地质资料、前期勘察、超前钻探资料分析，该次坍塌形成的原因主要有以下几点：
（1）该段围岩受区域构造（不整合接触带、隐伏断裂带）影响，局部存在小型断裂，揉皱现象明显，岩体破碎，不仅致使围岩级别降低，也形成了良好的地下水通道。
（2）根据掌子面围岩观察、量测，岩体走向基本与隧道轴线垂直，倾角较大，约65°，倾向大里程，该岩层产状有利于前方山体大量地下水往隧道汇集。
（3）根据超前地质钻探，前方约25m范围为中风化岩块夹土状强风化，由于地下水由山体上部向下汇流，水压较大，强风化容易被地下水冲刷流失，拱顶由于强风化不断被掏蚀，极易导致坍塌。
5处治措施
根据对RK100+261处坍塌成因的分析，应采取有针对性的防止措施，否则前方可能进一步发生各种规模的坍塌，甚至大型塌方的可能性。
5.1处理原则
王北凹隧道右洞RK100+261地质条件差，涌水量大，出水点多。通过近期对涌水量的量测，发现该裂隙水补给充足，开孔泄水量小于补给量。综合上述情况，实际施工中采取“稳固后方、加固前方、上堵下排侧引、探明前方”相结合的方法进行处理。
5.2处理措施
（1）稳固后方：保留掌子面处核心土，对掌子面及核心土进行喷射混凝土封闭，喷射砼厚度为15cm，喷射混凝土中增加φ8钢筋网（20cm×20cm），形成加筋止浆墙。从目前掌子面RK100+261开始采用V级围岩的支护参数，预留沉降量加大为30cm。考虑到地下水导致围岩自承能力降低，V级围岩钢架间距加密至50cm/榀。
（2）加固前方：由于塌腔比较小，在隧道帷幕注浆加固前采用低标号水泥砂浆进行灌注回填，待其达到强度后再对掌子面前方进行帷幕注浆加固。对上台阶开挖轮廓面进行帷幕注浆加固，注浆材料采用Ф42钢花管，长6m，隧道开挖轮廓周边一环间距0.3 m，外插角为5-10o，纵向间距1.5m。注浆浆液均采用水泥-水玻璃双液浆，水泥浆与水玻璃的体积比为9：1。正式注浆前，须进行现场注浆试验，并根据试验结果确定各项注浆参数，注浆终压以0.5～1MPa为宜。注浆完成后应对注浆效果进行检验。若效果不佳，可在第一层注浆管下30cm处进行二次注浆，其示意图如图2、3所示。注浆材料及参数同第一次注浆。 （3）下排侧引：在隧道上台阶两边拱脚附近各增加 3 个 φ 127泄水孔，泄水孔以斜向上30°～45°、长度以25m～30m为宜，增加地下水的泄水量，从而达到使掌子面拱顶及开挖面出水量减少的目的，也为前方施工泄水减压。另外，加密突涌水区域环向排水盲沟至5m/道。
（4）探明前方：加强隧道掌子面前方的地下水的探测，在此段增加瞬变电磁仪探明地下水的情况，探明前方的地下水的丰富程度以及其富水段长度，为下一步防治提供依据；由于目前尚未探明掌子面前方涌水区域的具体长度，本处理方案以掌子面前方10m范围为处理界限。
6结论及建议
（1）该段围岩受区域构造（不整合接触带、隐伏断裂带）影响，局部存在小型断裂，揉皱现象明显，岩体破碎，主要为中风化岩块夹土状强风化，岩体走向基本与隧道轴线垂直，倾角较大，约65°，倾向大里程。因此不仅围岩级别降低，而且是良好的地方水通道。
（2）根据超前地质钻探，前方约25m范围为中风化岩块夹土状强风化，由于地下水由山体上部向下汇流，水压较大，强风化容易被地下水冲刷流失，拱顶由于强风化不断被掏蚀，极易导致坍塌。
（3）综合坍塌形成成因考虑，实际施工中采取“稳固后方、加固前方、上堵下排侧引、探明前方”相结合的方法进行处理。
（4）后续施工应加强超前地质预报及超前钻探工作，查明富水情况，为隧道施工动态设计提供依据。
ABSTRACT： In this paper， the tunnel’s construction of natural conditions and construction project environment were clearly expounded， the causes of the collapse were discussed from the geological angle， putting forward “soliding the rear、reinforcing the front and filling the above、discharging from the lower part and the side、 Provening the front”.Not only the collapse of the existing was treatmented， but also the guarantee of future tunnel construction was provided.
Key Words： tunnel； collapse； causes； treatment measures
参考文献
[1] 江门至罗定高速公路 （第11合同段）施工图设计阶段工程地质勘察报告[R].
[2] 王北凹隧道罗定端RK100+261掌子面涌水情况及处理措施[R].
[3]公路隧道施工技术规范JTG F60-2009[S].北京：人民交通出版社，2009.
[4]杨曼.砒霜坳隧道涌水原因分析及处理措施[J].西部探矿工程，2007（1）.
[关键词]隧道 坍塌 成因 处治措施
[中图分类号] U45 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-4-366-2
1工程概况
王北凹隧道为江门至罗定高速公路控制性工程，位于第11合同段，为分离式隧道。隧道进口端位于新兴县榄根村，里程桩号YK96+954，隧道出口位于云浮市前锋镇围仔村，里程桩号YK100+661，隧道全长3707m，最大埋深462m。隧道出口右线从YK100+661开始施工，现开挖至YK100+261，YK100+390-YK100+261原设计为IV级，由于地质条件较差，变更为Ⅴ级围岩，Ⅳ级变Ⅴ级共129m。隧道按Ⅴ级围岩开挖至YK100+261时，隧道涌水量大，出现坍塌现象，停止施工已有10天。
2工程区域地质环境
隧址区位于丘陵及低山区，地面标高约为131.5～643.7m，相对高差约为503.2m，隧址区内山脊线大部分呈南北向，总的来说山体地形陡峻，山体植被发育。
隧道起点至YK99+150地层岩性为寒武系八村群变质砂岩及其风化层；YK99+150～隧道终点地层岩性主要为泥盆系桂头组粉砂岩，出口端零星分布有老虎头组砂岩及天子岭组灰岩，各年代地层之间均为不整合接触。
根据现场地质调查和地质钻探成果，在K96+927处发育小型断层，岩体节理发育不均，岩体较为破碎，地表露头风化裂隙局部较发育。根据区域地质图，YK99+150附近存在不整合接触带，YK99+150～YK100+661存在三条隐伏小型断裂。
地下水主要类型为基岩裂隙水。赋存于基岩中，其透水性及赋水性极不均匀。地下水主要由大气降水及侧向径流补给，以渗流、小股状涌水方式向隧道开挖面排泄、以侧向径流方式向隧道左侧及低洼地带排泄。隧址区地下水总的流向由地表向下、向隧道左侧，由小里程向大里程。
3坍塌概况
3.1坍塌基本情况
王北凹隧道罗定端右洞目前掌子面施工桩号为RK100+261，埋深149m，原设计围岩为Ⅳ级，主要由中-微风化砂岩、粉砂岩组成，岩质较软-较硬，岩体较破碎-破碎。实际开挖后，RK100+261掌子面围岩为中风化砂岩为主，红褐色，砂质结构，薄层-中厚层构造，节理裂隙发育，岩体破碎，局部夹土状强风化夹层，局部见揉皱现象，岩质极软，岩体整体性及自稳性差，裂隙水极发育，呈涌水状，流量约2000m3/d。拱顶集中涌水点出现坍塌，塌腔纵深0.8～1m，高度2.0～4.0m，弧长约8.3m，塌腔量约为26m3。针对现场塌方，参建各方及时给出应急抢险措施，主要措施为沙袋反压回填、掌子面网喷封闭及加强监控量测等措施，目前塌方区域已稳定。
3.2变形情况
发生坍塌后在RK100+261拱顶及周边进行了监控量测，监控量测数据如下表：
根据监测结果，目前掌子面拱顶最大累计下沉量为29mm，净空收敛最大值不足1mm，说明围岩侧压力小，隧道的主要变形为下沉变形，但变形量远远小于预留变形量。后续施工中应继续加强监测。
3.3涌水情况
隧道开挖至RK100+261隧道出现两个集中出水点，出水点主要在拱顶及上台阶右侧拱腰部位。为了加大排水，在拱腰部位及预留核心土部位各布置1个和3个排水兼超前钻探孔。通过近期对涌水量的量测，发现该裂隙水补给充足，水量基本保持稳定，约2000m3/d，水质清澈。
4坍塌成因分析
根据现场对掌子面的观察，及对区域地质资料、前期勘察、超前钻探资料分析，该次坍塌形成的原因主要有以下几点：
（1）该段围岩受区域构造（不整合接触带、隐伏断裂带）影响，局部存在小型断裂，揉皱现象明显，岩体破碎，不仅致使围岩级别降低，也形成了良好的地下水通道。
（2）根据掌子面围岩观察、量测，岩体走向基本与隧道轴线垂直，倾角较大，约65°，倾向大里程，该岩层产状有利于前方山体大量地下水往隧道汇集。
（3）根据超前地质钻探，前方约25m范围为中风化岩块夹土状强风化，由于地下水由山体上部向下汇流，水压较大，强风化容易被地下水冲刷流失，拱顶由于强风化不断被掏蚀，极易导致坍塌。
5处治措施
根据对RK100+261处坍塌成因的分析，应采取有针对性的防止措施，否则前方可能进一步发生各种规模的坍塌，甚至大型塌方的可能性。
5.1处理原则
王北凹隧道右洞RK100+261地质条件差，涌水量大，出水点多。通过近期对涌水量的量测，发现该裂隙水补给充足，开孔泄水量小于补给量。综合上述情况，实际施工中采取“稳固后方、加固前方、上堵下排侧引、探明前方”相结合的方法进行处理。
5.2处理措施
（1）稳固后方：保留掌子面处核心土，对掌子面及核心土进行喷射混凝土封闭，喷射砼厚度为15cm，喷射混凝土中增加φ8钢筋网（20cm×20cm），形成加筋止浆墙。从目前掌子面RK100+261开始采用V级围岩的支护参数，预留沉降量加大为30cm。考虑到地下水导致围岩自承能力降低，V级围岩钢架间距加密至50cm/榀。
（2）加固前方：由于塌腔比较小，在隧道帷幕注浆加固前采用低标号水泥砂浆进行灌注回填，待其达到强度后再对掌子面前方进行帷幕注浆加固。对上台阶开挖轮廓面进行帷幕注浆加固，注浆材料采用Ф42钢花管，长6m，隧道开挖轮廓周边一环间距0.3 m，外插角为5-10o，纵向间距1.5m。注浆浆液均采用水泥-水玻璃双液浆，水泥浆与水玻璃的体积比为9：1。正式注浆前，须进行现场注浆试验，并根据试验结果确定各项注浆参数，注浆终压以0.5～1MPa为宜。注浆完成后应对注浆效果进行检验。若效果不佳，可在第一层注浆管下30cm处进行二次注浆，其示意图如图2、3所示。注浆材料及参数同第一次注浆。 （3）下排侧引：在隧道上台阶两边拱脚附近各增加 3 个 φ 127泄水孔，泄水孔以斜向上30°～45°、长度以25m～30m为宜，增加地下水的泄水量，从而达到使掌子面拱顶及开挖面出水量减少的目的，也为前方施工泄水减压。另外，加密突涌水区域环向排水盲沟至5m/道。
（4）探明前方：加强隧道掌子面前方的地下水的探测，在此段增加瞬变电磁仪探明地下水的情况，探明前方的地下水的丰富程度以及其富水段长度，为下一步防治提供依据；由于目前尚未探明掌子面前方涌水区域的具体长度，本处理方案以掌子面前方10m范围为处理界限。
6结论及建议
（1）该段围岩受区域构造（不整合接触带、隐伏断裂带）影响，局部存在小型断裂，揉皱现象明显，岩体破碎，主要为中风化岩块夹土状强风化，岩体走向基本与隧道轴线垂直，倾角较大，约65°，倾向大里程。因此不仅围岩级别降低，而且是良好的地方水通道。
（2）根据超前地质钻探，前方约25m范围为中风化岩块夹土状强风化，由于地下水由山体上部向下汇流，水压较大，强风化容易被地下水冲刷流失，拱顶由于强风化不断被掏蚀，极易导致坍塌。
（3）综合坍塌形成成因考虑，实际施工中采取“稳固后方、加固前方、上堵下排侧引、探明前方”相结合的方法进行处理。
（4）后续施工应加强超前地质预报及超前钻探工作，查明富水情况，为隧道施工动态设计提供依据。
ABSTRACT： In this paper， the tunnel’s construction of natural conditions and construction project environment were clearly expounded， the causes of the collapse were discussed from the geological angle， putting forward “soliding the rear、reinforcing the front and filling the above、discharging from the lower part and the side、 Provening the front”.Not only the collapse of the existing was treatmented， but also the guarantee of future tunnel construction was provided.
Key Words： tunnel； collapse； causes； treatment measures
参考文献
[1] 江门至罗定高速公路 （第11合同段）施工图设计阶段工程地质勘察报告[R].
[2] 王北凹隧道罗定端RK100+261掌子面涌水情况及处理措施[R].
[3]公路隧道施工技术规范JTG F60-2009[S].北京：人民交通出版社，2009.
[4]杨曼.砒霜坳隧道涌水原因分析及处理措施[J].西部探矿工程，2007（1）.