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摘要：本文结合武罐高速公路佛崖隧道在施工过程中ZK42+089处出现大塌方事故，论文综合分析认为是地质、水、爆破开挖、管理等因素引诱了此次塌方，在此基础上提出了，初期支护加固段、塌方段6m、初期支护段的综合处治措施，并对其进行监控来证明其处治措施是合理地，这对此类隧道塌方的处治工作具有借鉴作用。
关键词：隧道工程，塌方原因，综合处治；
中图分类号：U455文献标识码： A 文章编号：
1．工程概况
佛崖隧道位于武都至罐子沟高速公路陇南市玉皇乡境内，为上下分离式隧道，上行线里程桩号YK41+462～YK42+454，下行线里程桩号ZK41+426～ZK41+453，隧道净宽9.65米，净高5米二次复合式衬砌，区域内属秦岭东西向构造带西延的摩天岭东西向构造带东北侧，隧道穿越山体为流水切割中山地貌，缓坡及沟谷初堆积有第四系全新统泥石流堆积层、全新统坡洪积层、全新统冲洪积层及洞顶黄土外，绝大部分地段基岩裸露。基岩地层为强风化碳质板岩，隧道岩体破碎，在掘进过程中隧道发生塌方，致使隧道施工中断，成为制约全线按期完工的控制性工程之一。
2.隧道塌方概况及原因分析
2.1隧道塌方概况
2010年9月24日隧道施工至下行线ZK42+070处时，掌子面围岩节理裂隙发育，岩层破碎松散，强度较低，整体稳定性较差，拱顶出现小规模的掉块，在开挖至ZK42+085处时拱顶出现2m左右高的塌腔，原来初期支护格栅钢架与喷锚网已经不能满足围岩的支护情况了，经研究变更为采用注浆小导管作为超前支护，钢架与喷锚网联合支护的初期支护， 2012年10月18日隧道掘进至ZK42+109处时，ZK42+089～ZK42+095段出现大面积塌方，并且出现渗水，造成高9m，长6m，宽7m的塌腔。塌方体堵住洞身并砸坏损7榀钢拱架。
2.2隧道塌方原因分析[1,2]
（1）地质因素
隧道掘进中所遇围岩为强风化碳质板岩，岩体裂隙发育且破碎，而强风化碳质板岩水易软化，强度降低并逐渐变成粉末、软塑状，整体自稳能力较差，施工时易掉块。
（2）水的因素
隧址区域内7～9月为雨季，占全年降水量的78%左右；地表水丰富，隧道岩体裂隙发育且破碎，地表水通过进入岩体内，造成洞内拱顶、右拱腰渗水，强风化碳质板岩长期在地下水软化、浸泡、冲蚀、溶解下，强度大大降低。由于水起到一个“催化”和“恶化”的作用也是引诱隧道塌方的一个重要因素。
（3）爆破和开挖作用
在隧道掘进放炮中，爆破引起的波传播和由此引起的振动对围岩的扰动过大，而容易将板岩震塌。
（4）管理因素
施工中的不规范施工也是导致塌方的重要因素之一，施工单位在掘进至ZK42+070处时，出现围岩的变化，没有采取任何的加固措施，而仅仅是采用短进尺的措施。
3塌方段综合处置方案
根据现场塌方的情况，决定采用稳住后方围岩，强支护处理坍塌段，适当加强支护过渡段的三个阶段处理改塌方，分段处理的长度为39m，分别为：初期支护加固段19m，塌方段6m，初期支护段14m（如图1）。
图1 佛崖隧道塌方处治纵断面图
3.1初期支护加固段的处理
在塌方位置 ZK42+089退后19m即ZK42+070，采用长5m的Φ42×4mm的径向小导管对塌方后段注浆。纵、环向间距为1m，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。注浆采用先对塌空区边缘注浆，再逐步退后进行后段注浆，通过浆液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，从而制止控制塌方的扩展。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。
3.2塌空区段的处理
（1）对洞内塌方堆积体采用C25喷射混凝土进行临时封闭，厚度10cm，确保塌方堆积体稳定。
（2）隧道洞内塌方段ZK42+089～095合计6m，开挖前采用Ф50×5双层小导管，150º范围设置，环向间距为40cm，两层环向间隔布设，单环每层设置41根，且进行压浆。
（3）为了保证塌方体压浆效果，先对小角度的一排小导管进行打设压浆，后进行大角度的一排进行打设压浆，施工过程中保证浆液固结渣体的效果，确保下一步开挖安全。
（4）此段采用双侧壁导坑法开挖，采用免爆机械开挖，每循环进尺60cm，及时施做仰拱以及二衬。
（5）塌方区段ZK42+085～095采用Va衬砌参数：I20工字钢制作拱架，间距60cm，仰拱初支封闭成环，C25喷射混凝土26cm厚，并设置网格间距20cm×20cm的Φ8双层钢筋网，二衬主筋为Φ22，二衬采用厚50cm的钢筋混凝土.重建初支及二次衬砌。此段采用双侧壁导坑法开挖，采用免爆机械开挖，每循环进尺60cm，及时施做仰拱以及二衬。
（5) 待塌方区段ZK42+089～095初期支护完成后，打设径向小导管压浆，确保初支背后围岩密实，最后对塌方段上方塌腔采用泵送粉煤灰回填密实。(径向小导管代替径向锚杆)
（6）加强此段排水，环向排水半管每4m一道。
（7）为确保安全，在隧道塌方段施工过程中，始终坚持 “管超前，严注浆，短进尺，强支护，快封闭，勤量测，初砌紧跟”的原则，加强施工安全管理及施工质量管理，保证施工人员安全，避免发生事故。
3.3初期支护段的处理
待塌空区段按上述方案处理完之后，密切注视塌空段断面变化情况，加强监控量测。该区域之后14m范围内采用长4.5m的Φ42×4mm的超前小导管进行超前支护，环向间距为0.4m；初支钢拱架采用I16工字钢，纵向间距1m，钢拱架间采用环向间距1m的Φ22mm纵向钢筋连接，并设置网格间距20cm×20cm的Φ6钢筋网；系统锚杆采用长3m的Φ22砂浆锚杆，纵、环向间距1m，梅花形布置，端部与钢拱架焊接成整体。
3.4监控量测
洞内每个断面在拱顶、拱腰及边墙共布设了3个监控点，每隔5 m设置一组测点，以拱顶和拱腰的下沉监测为重点，边墙以水平收敛监测为主。观测点的埋设一般在喷射砼之前完成，第一次量测时间在喷射砼完成，下次爆破前进行。 在1～15天内，每天量测1、2次，当出现不稳定征兆时增加测量次数。在16～30天内，每2天测1次，在1～3个月内，每周测1次。
本次塌方段的检测监测从2010年11月7日起，直到2011年12月27日结束，量测工作持续50天，从所量测的数据来看，在塌方出注浆加固及初期支护完成时拱顶下沉及水平收敛变形较大，水平收敛在前8天内变化较大，最大当日变形速率为0.75mm/d，13天后水平收敛开始进入基本稳定期，围岩变形速率接近为零，累计水平收敛量为量9.35mm。拱顶下沉在前12天内变化较大，最大当日变形速率为1.00mm/d，25天后水平收敛开始进入基本稳定期，围岩变形速率接近为零，累计水平收敛量为量15.62mm。由此可见，塌方处治后围岩收敛已基本
4 结语
通过对佛崖隧道塌方的处治得到以下体会：
（1）重视管理，对于塌方事故，主要还是预防为主，通过对地质勘查及其详尽调查与准确性引起足够重视，面对围岩的变化及时采取措施。
（2）对于出现的塌方，在处治过程中首先要调查此次塌方的原因，并作出针对性的处治方案，而且，在分析塌方原因的时候，曾经出现过的诸如渗水、掉块等事故通常也是塌方产生的诱发因素。而施工过程中表现出来的异常地质也是塌方发生的征兆。
（3）对于大的塌方首先我们要先巩固已经初期支护段，使得已支护段与塌空区交界处围岩得到估计，提高整体承载能力。然后对塌方区进行处治。
（4）通过监控量测对塌方区处治效果进行监控进而评价，以检验此次处治的效果。
参考文献：
[1] 李志厚,等.公路隧道特大塌方成因分析及综合处治方法研究[J].工程地質学报，2008
[2] 杨晓华,谢永利.公路隧道坍方综合处治技术[J].长安大学学报，2004
关键词：隧道工程，塌方原因，综合处治；
中图分类号：U455文献标识码： A 文章编号：
1．工程概况
佛崖隧道位于武都至罐子沟高速公路陇南市玉皇乡境内，为上下分离式隧道，上行线里程桩号YK41+462～YK42+454，下行线里程桩号ZK41+426～ZK41+453，隧道净宽9.65米，净高5米二次复合式衬砌，区域内属秦岭东西向构造带西延的摩天岭东西向构造带东北侧，隧道穿越山体为流水切割中山地貌，缓坡及沟谷初堆积有第四系全新统泥石流堆积层、全新统坡洪积层、全新统冲洪积层及洞顶黄土外，绝大部分地段基岩裸露。基岩地层为强风化碳质板岩，隧道岩体破碎，在掘进过程中隧道发生塌方，致使隧道施工中断，成为制约全线按期完工的控制性工程之一。
2.隧道塌方概况及原因分析
2.1隧道塌方概况
2010年9月24日隧道施工至下行线ZK42+070处时，掌子面围岩节理裂隙发育，岩层破碎松散，强度较低，整体稳定性较差，拱顶出现小规模的掉块，在开挖至ZK42+085处时拱顶出现2m左右高的塌腔，原来初期支护格栅钢架与喷锚网已经不能满足围岩的支护情况了，经研究变更为采用注浆小导管作为超前支护，钢架与喷锚网联合支护的初期支护， 2012年10月18日隧道掘进至ZK42+109处时，ZK42+089～ZK42+095段出现大面积塌方，并且出现渗水，造成高9m，长6m，宽7m的塌腔。塌方体堵住洞身并砸坏损7榀钢拱架。
2.2隧道塌方原因分析[1,2]
（1）地质因素
隧道掘进中所遇围岩为强风化碳质板岩，岩体裂隙发育且破碎，而强风化碳质板岩水易软化，强度降低并逐渐变成粉末、软塑状，整体自稳能力较差，施工时易掉块。
（2）水的因素
隧址区域内7～9月为雨季，占全年降水量的78%左右；地表水丰富，隧道岩体裂隙发育且破碎，地表水通过进入岩体内，造成洞内拱顶、右拱腰渗水，强风化碳质板岩长期在地下水软化、浸泡、冲蚀、溶解下，强度大大降低。由于水起到一个“催化”和“恶化”的作用也是引诱隧道塌方的一个重要因素。
（3）爆破和开挖作用
在隧道掘进放炮中，爆破引起的波传播和由此引起的振动对围岩的扰动过大，而容易将板岩震塌。
（4）管理因素
施工中的不规范施工也是导致塌方的重要因素之一，施工单位在掘进至ZK42+070处时，出现围岩的变化，没有采取任何的加固措施，而仅仅是采用短进尺的措施。
3塌方段综合处置方案
根据现场塌方的情况，决定采用稳住后方围岩，强支护处理坍塌段，适当加强支护过渡段的三个阶段处理改塌方，分段处理的长度为39m，分别为：初期支护加固段19m，塌方段6m，初期支护段14m（如图1）。
图1 佛崖隧道塌方处治纵断面图
3.1初期支护加固段的处理
在塌方位置 ZK42+089退后19m即ZK42+070，采用长5m的Φ42×4mm的径向小导管对塌方后段注浆。纵、环向间距为1m，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。注浆采用先对塌空区边缘注浆，再逐步退后进行后段注浆，通过浆液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，从而制止控制塌方的扩展。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。
3.2塌空区段的处理
（1）对洞内塌方堆积体采用C25喷射混凝土进行临时封闭，厚度10cm，确保塌方堆积体稳定。
（2）隧道洞内塌方段ZK42+089～095合计6m，开挖前采用Ф50×5双层小导管，150º范围设置，环向间距为40cm，两层环向间隔布设，单环每层设置41根，且进行压浆。
（3）为了保证塌方体压浆效果，先对小角度的一排小导管进行打设压浆，后进行大角度的一排进行打设压浆，施工过程中保证浆液固结渣体的效果，确保下一步开挖安全。
（4）此段采用双侧壁导坑法开挖，采用免爆机械开挖，每循环进尺60cm，及时施做仰拱以及二衬。
（5）塌方区段ZK42+085～095采用Va衬砌参数：I20工字钢制作拱架，间距60cm，仰拱初支封闭成环，C25喷射混凝土26cm厚，并设置网格间距20cm×20cm的Φ8双层钢筋网，二衬主筋为Φ22，二衬采用厚50cm的钢筋混凝土.重建初支及二次衬砌。此段采用双侧壁导坑法开挖，采用免爆机械开挖，每循环进尺60cm，及时施做仰拱以及二衬。
（5) 待塌方区段ZK42+089～095初期支护完成后，打设径向小导管压浆，确保初支背后围岩密实，最后对塌方段上方塌腔采用泵送粉煤灰回填密实。(径向小导管代替径向锚杆)
（6）加强此段排水，环向排水半管每4m一道。
（7）为确保安全，在隧道塌方段施工过程中，始终坚持 “管超前，严注浆，短进尺，强支护，快封闭，勤量测，初砌紧跟”的原则，加强施工安全管理及施工质量管理，保证施工人员安全，避免发生事故。
3.3初期支护段的处理
待塌空区段按上述方案处理完之后，密切注视塌空段断面变化情况，加强监控量测。该区域之后14m范围内采用长4.5m的Φ42×4mm的超前小导管进行超前支护，环向间距为0.4m；初支钢拱架采用I16工字钢，纵向间距1m，钢拱架间采用环向间距1m的Φ22mm纵向钢筋连接，并设置网格间距20cm×20cm的Φ6钢筋网；系统锚杆采用长3m的Φ22砂浆锚杆，纵、环向间距1m，梅花形布置，端部与钢拱架焊接成整体。
3.4监控量测
洞内每个断面在拱顶、拱腰及边墙共布设了3个监控点，每隔5 m设置一组测点，以拱顶和拱腰的下沉监测为重点，边墙以水平收敛监测为主。观测点的埋设一般在喷射砼之前完成，第一次量测时间在喷射砼完成，下次爆破前进行。 在1～15天内，每天量测1、2次，当出现不稳定征兆时增加测量次数。在16～30天内，每2天测1次，在1～3个月内，每周测1次。
本次塌方段的检测监测从2010年11月7日起，直到2011年12月27日结束，量测工作持续50天，从所量测的数据来看，在塌方出注浆加固及初期支护完成时拱顶下沉及水平收敛变形较大，水平收敛在前8天内变化较大，最大当日变形速率为0.75mm/d，13天后水平收敛开始进入基本稳定期，围岩变形速率接近为零，累计水平收敛量为量9.35mm。拱顶下沉在前12天内变化较大，最大当日变形速率为1.00mm/d，25天后水平收敛开始进入基本稳定期，围岩变形速率接近为零，累计水平收敛量为量15.62mm。由此可见，塌方处治后围岩收敛已基本
4 结语
通过对佛崖隧道塌方的处治得到以下体会：
（1）重视管理，对于塌方事故，主要还是预防为主，通过对地质勘查及其详尽调查与准确性引起足够重视，面对围岩的变化及时采取措施。
（2）对于出现的塌方，在处治过程中首先要调查此次塌方的原因，并作出针对性的处治方案，而且，在分析塌方原因的时候，曾经出现过的诸如渗水、掉块等事故通常也是塌方产生的诱发因素。而施工过程中表现出来的异常地质也是塌方发生的征兆。
（3）对于大的塌方首先我们要先巩固已经初期支护段，使得已支护段与塌空区交界处围岩得到估计，提高整体承载能力。然后对塌方区进行处治。
（4）通过监控量测对塌方区处治效果进行监控进而评价，以检验此次处治的效果。
参考文献：
[1] 李志厚,等.公路隧道特大塌方成因分析及综合处治方法研究[J].工程地質学报，2008
[2] 杨晓华,谢永利.公路隧道坍方综合处治技术[J].长安大学学报，2004