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【摘 要】 本文以某隧道单侧塌方的成功处理为事实论据，通过对塌方成因、处理过程及结果的分析、说明，证明了泡沫材料作为隧道塌腔回填材料的可行性，同时也为类似隧道塌方处理提供了事实依据和理论基础。
【关键词】 隧道；塌方处理；泡沫材料
一、前言
隧道施工，由于受各种不可控因素，和突发、偶然事件的影响，易产生塌方事故。隧道塌方发生后，必须保证一次性处理成功，否则会造成不可估量的损失。在塌方处理过程中，如何保证施工中的安全，和避免发生次生灾害，成为塌方处理的难点和重点。而在施工工艺日趋成熟的今天，塌腔回填采用泡沫材料，使上述难题迎刃而解。
泡沫材料与其他材料（例如混凝土）相比，具有成本低、质量轻、密度小、耐腐蚀、富有弹性和操作方便等特点。泡沫材料应用于塌腔回填，可大大降低回填材料自重，减少回填材料自身对隧道支护体系的不利影响。同时可减小因施工扰动导致塌腔二次或多次坍塌对支护体系产生的冲击荷载。又因其具有操作方便的特点，塌方处理过程中，可大幅度缩短塌腔回填时间差，实践证明能有效降低后续施工的安全风险。
二、工程概况
1、设计概况
某隧道工程，为单洞双线隧道，全长1740m，设计围岩级别共有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级三种。
本隧道位于黄土台垣与太岳过渡地带，地形条件复杂，地势起伏较大。进出口坡度陡峭，地表冲沟发育。表层为第四系上更新统砂质黄土，第四系更新统粘质黄土、第四系下更新统粉质黄土、上第三系中统粉质粘土；下伏基岩为三叠系上统延长组砂岩。施工过程中，隧底见渗、涌水。
2、塌方概况及原因分析
2.1、塌方概况
隧道仰拱前端，线路左侧边墙发生坍塌（单侧）。塌腔纵向长约9米，径向宽度2～5米，高度至拱顶中线处。因钢架连接筋及超前锚管作用，塌腔前端16m已施做初支地段范围，出现不同程度拉裂（见图1）。
坍塌发生时，上台阶正在喷射混凝土作业，塌腔短时间形成后，未进一步发展，作业人员立即撤至安全区域。本次事故未造成任何人员伤亡及设备损失。
2.2、塌方原因分析
（1）该段地质条件较差，围岩呈半胶结粉细砂，稍湿，易变性、失稳引起坍塌，且隧底见渗、涌水。
（2）塌方段左侧有一处小避车洞，仰拱开挖时，为方便避车洞内混凝土浇筑，拆除了避车洞的竖向临时支撑。
三、塌方处理工艺简介
1、塌方处理重、难点
1.1、塌方处理重点
（1）在验证塌腔自然稳定后，采取有效措施稳固已坍塌地段裸露围岩和支护体系，加固未坍塌地段支护体系，防止塌方进一步发展。
（2）为防止塌方处理过程中发生次生灾害，造成不可估量的人员和财产损失，必须保证处理一次性成功。
1.2、塌方处理难点
（1）由于塌方方式及塌腔类型特殊，新支立钢架与围岩之间存在较大空腔，系统锚杆对钢架已无约束作用，需寻求能有效抑制已支立半幅钢架变形的约束方式。
（2）确保二衬厚度前提下，预留塌腔范围内小避车洞空间，避免二次开挖。
（3）寻求抑制上台阶拱架沉降，及下台阶和隧底开挖时，整体半幅钢架沉降或横向收敛的有效措施。
（4）合理选择初支背后空腔回填材料和时机，压缩围岩变形空间，避免发生次生灾害。
2、方案制订
针对上述难题，我部技术人员一方面验算塌腔是否已达到自然稳定状态，即能否开始进行塌方处理；另一方面激烈研讨处理方案，并最终达成如下意见：
（1）塌腔自然稳定后，采用喷射纤维混凝土封闭裸露围岩，防止砂质黄土长时间在空气中暴露，因水分蒸发引起进一步垮塌；竖向采用临时木支撑、横向采用临时型钢支撑加固变形段支护体系。
（2）对塌腔范围内已开挖仰拱和下台阶回填土，反压至上、下台阶交界处，构筑作业平台的同时，抑制边墙围岩变形，然后采用台阶法进行施工。
（3）由于塌腔过大，塌腔处理时，取消设计的系统锚杆，拱部增设钢架定位锚管，拱脚增设不少于一组锚管，钢架支立后，增设竖向型钢支撑，同时将原设计格栅钢架，变为I20a型钢钢架，并加密钢架连接筋，加大连接板尺寸。
（4）放大塌腔处理时的初支净空，预留避车洞空间，避免塌腔段二次开挖。
（5）为保证洞身支护体系横向受力平衡，边墙2m高度范围内，采用喷射混凝土回填，剩余塌腔部分采用泡沫板回填。泡沫板回填随支护及时施工。
（6）加大围岩监控量测频率，及时反馈围岩及支护体系变形信息，必要时采取应急措施。
3、工艺流程图
四、工艺实施
1、塌腔稳定性验证
经过短时间观察，塌方发生后未进一步发展，通过现场测量扫描断面，可知塌腔断面宽12.5m，高11.2m。
根据普氏平衡拱理论：
H=B/2fk
H：平衡拱高度（m）；
B：洞室开挖宽度（m），根据现场实际，取12.5；
fk：岩石坚固性系数；土：采用内摩擦角的正切值，取θ=37°。
计算塌腔自然稳定时的最小高度为：
H=B/2fk
=12.5/（2*tg37°）
=12.5/（2*0.754）
≈8.29m<11.2m（實际塌腔高度）
因此，可判断塌腔已达到自然稳定状态，可进行后续处理施工。
2、塌腔变形段预加固
2.1、封闭塌腔段裸露围岩
首先在未坍塌的塌腔大里程端，对塌腔内裸露岩面进行喷射混凝土封闭，循环作业后，依次向小里程推进。 施工时，利用装载机作为作业平台，在保证作业人员安全的前提下，尽量靠近受喷面。喷射混凝土作业时，禁止装载机熄火，遇紧急情况立即携施工人员撤离至安全区域。
施工时，采用喷射纤维混凝土，喷层厚度3～5cm，由下至上依次进行。
2.2、变形段增设临时横撑
上台阶塌方段前端钢架增设临时横撑，防止变形进一步发展。横撑采用I20a工字钢，设置于钢架拱脚以上20cm处，两端与钢架可靠焊接。
横撑施工时，根据上台阶拱脚间不同的间距，现场进行切割、加工。
2.3、回填土反压，构筑施工平台
利用挖掘机、装载机配合自卸车，进行塌腔段土方回填，并在塌方段修筑施工平台。
施工平台高度至拱顶6m，纵向长度9m，大里程端纵向坡度1：3。
2.4、塌腔段增设竖向支撑
为保证塌腔段右侧未坍塌部分初支的稳定，在施工平台上，对右侧初支增设竖向临时木支撑。
支撑采用25×25cm截面方木，顶部与格栅连接处打设木楔，底部支垫在稳固基础上，基础采用枕木。施工时采用挖掘机配合人工进行。
3、塌腔处理施工
3.1、破损支护体系切除
采用气割切除悬挂的破损初支，以减小塌腔段右侧未坍塌部分初支的垂直受力，同时为后续施工创造作业空间。
3.2、加工小型作业台架
由于塌腔段竖向支撑影响，作业空间有限，无法继续采用原台架。为方便支护作业，不破坏已施工的竖向支撑，需加工小型作业台架。
简易台架高4m，宽3m，长2m。骨架采用φ42钢管加工，钢管连接处采用脚手架扣件，底部设I20a工字钢底座，底座与上部架体可靠焊接。
3.3、优化支护参数
根据现场情况，将原设计支护参数进行调优化、加强，具体调整如下：
（1）将原设计格栅钢架，调整为I20a型钢钢架，间距1m。
（2）增大上台阶钢架拱脚受力面积，拱脚连接钢板尺寸由27×24cm，调整为50×50cm。
（3）缩小钢架连接筋间距，原设计为1m，现调整为0.5m。
（4）钢筋网片由单层调整为双层。
（5）喷射混凝土中增掺合成纤维。
3.4、放大塌腔段初支净空
为避免塌腔段二次开挖而引发安全事故，施工时放大初支净空，预留避车洞空间。普通地段钢架净空放大1m，小避车洞纵向长2m范围放大1.5m（见图3）。
3.5、塌腔段上台阶钢架施工
（1）在塌腔段大里程端，第二榀未变形钢架处，向小里程方向（塌腔方向）打设超前锚杆，打设范围为拱顶至上台阶左侧拱脚，内插角度为25°。超前锚杆采用HRB335φ22钢筋加工，长3.5m，环向间距0.5m。
（2）在拱部打设一组（2根）定位锚杆，锚杆间距25cm。定位锚杆采用HRB335φ22钢筋加工，伸入围岩长度1～2m，外露30～40cm，便于钢架定位后连接。
（3）利用简易台架立架，钢架间距1m，拱脚较设计轮廓线外移1m，长度可根据现场情况适当调整。
立架时，拱部与未坍塌部分顶紧，并打入木楔；立架后，钢架与（1）部中超前锚杆进行可靠焊接。
将（2）部中定位锚杆尾端弯制成“L”形，并保证与钢架密贴，进行满焊。
（4）打设2组（4根）锁脚锚管，同时施作竖向临时支撑。
锁脚锚管采用φ42钢管加工，长4m，上下两组间距40cm。数量可根据现场情况，适当增加1～2组，以保证施工安全。
锁脚锚管必须紧贴钢架。在锚管尾端，采用HRB335φ22钢筋弯制成“U”形，与钢架可靠焊接。
竖向支撑采用I20a工字钢，顶部采用连接钢板与钢架连接，连接钢板尺寸同设计尺寸。支撑底部支垫在枕木或钢板上。
（5）铺挂双层钢筋网片，焊接连接筋。钢筋网片采用HPB235φ8钢筋加工，网格间距20×20cm；连接筋采用HRB335φ22钢筋加工，环向间距1m，与塌腔大里程端，第一榀未变形的钢架可靠焊接。
连接筋和钢筋网片保证外露长度不小于25cm，便于下一循环连接。
（6）喷射混凝土施工时，拱脚以上2m范围内，必须采用混凝土回填，其余部位可采用钢架背后支挡模板的方法进行施工。
（7）剩余地段钢架施工时，方法同（2）～（6）。
3.6、塌腔回填
考虑回填材料自重对支护体系的影响，同时结合方便施工、快速回填的原则，现场选择了泡沫板作为塌腔回填材料。
上台阶每施工2～4m回填一次，空腔回填密实后，及时喷射混凝土封闭。回填采用人工作业。
因泡沫板具有易燃的特点，回填时必须保证作业区无电气焊作业，现场配备4～6个灭火器。
3.7、下台阶及拱脚基础施工
3.7.1、下台阶施工
下台阶施工采取边墙掏槽的施工方法。
施工时，采用挖掘机配合人工开挖，人工立架，掏槽宽度2.5m。右侧根据填土平台土体松散情况进行放坡，但坡度不得大于4：1。
下台阶开挖时，每循环施工长度不得大于2m。
下台阶钢架设“L”形水平横撑，以加大受力面积。横撑与钢架可靠焊接，中部增设至少一组基础锚管，锚管采用φ42mm钢管，长1.5m，尾部加工成尖锥装，地面以上外露0.4m，并與钢架绑HRB335φ22mm钢筋可靠焊接。
喷射混凝土施工由下至上依次进行，不得出现漏喷、空洞现象。
3.7.2、拱脚基础施工
下台阶支护完成后，及时施作拱脚基础，以减少边墙围岩收敛。根据下台阶施工进度，每循环施工长度控制在2～4m。 拱脚基础采用C20混凝土，人工支模，罐车自卸浇筑，插入式振捣棒振捣。
3.8、仰拱施工
塌方段下导及隧底开挖时，分段拆除临时横撑及竖向支撑，并根据围岩量测数据，及时采取应急措施。
加强现场组织管理，缩短隧底开挖至仰拱浇筑的时间。仰拱开始浇筑后不得中断，并暂缓工区其余工点混凝土供应。
3.9、二衬施工
由于塌腔段左侧初支净空加大，造成二衬厚度增加，最厚处达1.9m（设计50cm）。
因此拱墙二衬混凝土施工时，采取非对称的浇筑方式。混凝土浇筑高度，右侧比左侧高1～2m，并放慢浇筑速度，以平衡两侧混凝土对二衬台车的水平应力。
3.10、加强监控量测
塌腔段初支施工完成后，及时按规范布设拱顶沉降点和边墙收斂点，每2m设置一处，量测频率为3次/每天。监控量测定人定设备。
对每次的量测数据，及时进行分析，当量测结果在允许变形范围以外时，立即中断施工，并采取应急措施。
4、应急措施
（1）上台阶喷射混凝土施工前，钢架拱脚连接板用土覆盖，若拱顶沉降速率过大，可及时清除覆盖土，采用型钢将连接板焊接成整体，以增大拱脚整体受力面积，减小沉降。
（2）若上台阶水平收敛速率过大，可在钢架拱脚与竖向型钢支撑之间焊接水平钢支撑，减小变形。
（3）隧底开挖后，若拱顶沉降速率较大，可在仰拱填充初凝后，增设竖向支撑。
五、工艺创新点
（1）工艺工法：摒弃了一般处理塌方采用大回填、重新开挖的思路，结合单侧塌方实际情况，采用了变形的双侧壁导坑施工工艺。
（2）塌腔回填：采用了密度小、弹性好、便于操作的泡沫板及时回填。抑制塌腔发展的同时，保证了安全，节约了成本。
（3）施工应急措施：以新奥法理念为核心，以监控量测为手段，适时采取加固措施，方便了施工，提高了工作效率。
六、工艺实施效果
该隧道塌方段处理施工，由开始至最后一板二衬顺利施工完毕，历时31天。其中初期支护施工25天。结合现场施工效率，通过其他塌方处理施工比较，该处理方法优点如下：
（1）由于塌腔回填材料的合理选择，避免了次生灾害，保证了施工安全。
（2）节约施工时间约15天，节约成本约10万元。
七、结束语
本次塌方处理，通过对塌腔段钢架简单的受力分析，结合现场实际情况，采取了变形的双侧壁导坑施工工艺。塌腔段及时填充了质量轻、密度小且具有弹性的泡沫材料，保证了施工安全，同时结合监控量测反馈，及时采取应急措施，提高了工效，降低了施工成本，首次成功处理了无案例可借鉴的黄土隧道单侧塌方，为今后类似塌方处理提供了事实依据和理论基础。
【关键词】 隧道；塌方处理；泡沫材料
一、前言
隧道施工，由于受各种不可控因素，和突发、偶然事件的影响，易产生塌方事故。隧道塌方发生后，必须保证一次性处理成功，否则会造成不可估量的损失。在塌方处理过程中，如何保证施工中的安全，和避免发生次生灾害，成为塌方处理的难点和重点。而在施工工艺日趋成熟的今天，塌腔回填采用泡沫材料，使上述难题迎刃而解。
泡沫材料与其他材料（例如混凝土）相比，具有成本低、质量轻、密度小、耐腐蚀、富有弹性和操作方便等特点。泡沫材料应用于塌腔回填，可大大降低回填材料自重，减少回填材料自身对隧道支护体系的不利影响。同时可减小因施工扰动导致塌腔二次或多次坍塌对支护体系产生的冲击荷载。又因其具有操作方便的特点，塌方处理过程中，可大幅度缩短塌腔回填时间差，实践证明能有效降低后续施工的安全风险。
二、工程概况
1、设计概况
某隧道工程，为单洞双线隧道，全长1740m，设计围岩级别共有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级三种。
本隧道位于黄土台垣与太岳过渡地带，地形条件复杂，地势起伏较大。进出口坡度陡峭，地表冲沟发育。表层为第四系上更新统砂质黄土，第四系更新统粘质黄土、第四系下更新统粉质黄土、上第三系中统粉质粘土；下伏基岩为三叠系上统延长组砂岩。施工过程中，隧底见渗、涌水。
2、塌方概况及原因分析
2.1、塌方概况
隧道仰拱前端，线路左侧边墙发生坍塌（单侧）。塌腔纵向长约9米，径向宽度2～5米，高度至拱顶中线处。因钢架连接筋及超前锚管作用，塌腔前端16m已施做初支地段范围，出现不同程度拉裂（见图1）。
坍塌发生时，上台阶正在喷射混凝土作业，塌腔短时间形成后，未进一步发展，作业人员立即撤至安全区域。本次事故未造成任何人员伤亡及设备损失。
2.2、塌方原因分析
（1）该段地质条件较差，围岩呈半胶结粉细砂，稍湿，易变性、失稳引起坍塌，且隧底见渗、涌水。
（2）塌方段左侧有一处小避车洞，仰拱开挖时，为方便避车洞内混凝土浇筑，拆除了避车洞的竖向临时支撑。
三、塌方处理工艺简介
1、塌方处理重、难点
1.1、塌方处理重点
（1）在验证塌腔自然稳定后，采取有效措施稳固已坍塌地段裸露围岩和支护体系，加固未坍塌地段支护体系，防止塌方进一步发展。
（2）为防止塌方处理过程中发生次生灾害，造成不可估量的人员和财产损失，必须保证处理一次性成功。
1.2、塌方处理难点
（1）由于塌方方式及塌腔类型特殊，新支立钢架与围岩之间存在较大空腔，系统锚杆对钢架已无约束作用，需寻求能有效抑制已支立半幅钢架变形的约束方式。
（2）确保二衬厚度前提下，预留塌腔范围内小避车洞空间，避免二次开挖。
（3）寻求抑制上台阶拱架沉降，及下台阶和隧底开挖时，整体半幅钢架沉降或横向收敛的有效措施。
（4）合理选择初支背后空腔回填材料和时机，压缩围岩变形空间，避免发生次生灾害。
2、方案制订
针对上述难题，我部技术人员一方面验算塌腔是否已达到自然稳定状态，即能否开始进行塌方处理；另一方面激烈研讨处理方案，并最终达成如下意见：
（1）塌腔自然稳定后，采用喷射纤维混凝土封闭裸露围岩，防止砂质黄土长时间在空气中暴露，因水分蒸发引起进一步垮塌；竖向采用临时木支撑、横向采用临时型钢支撑加固变形段支护体系。
（2）对塌腔范围内已开挖仰拱和下台阶回填土，反压至上、下台阶交界处，构筑作业平台的同时，抑制边墙围岩变形，然后采用台阶法进行施工。
（3）由于塌腔过大，塌腔处理时，取消设计的系统锚杆，拱部增设钢架定位锚管，拱脚增设不少于一组锚管，钢架支立后，增设竖向型钢支撑，同时将原设计格栅钢架，变为I20a型钢钢架，并加密钢架连接筋，加大连接板尺寸。
（4）放大塌腔处理时的初支净空，预留避车洞空间，避免塌腔段二次开挖。
（5）为保证洞身支护体系横向受力平衡，边墙2m高度范围内，采用喷射混凝土回填，剩余塌腔部分采用泡沫板回填。泡沫板回填随支护及时施工。
（6）加大围岩监控量测频率，及时反馈围岩及支护体系变形信息，必要时采取应急措施。
3、工艺流程图
四、工艺实施
1、塌腔稳定性验证
经过短时间观察，塌方发生后未进一步发展，通过现场测量扫描断面，可知塌腔断面宽12.5m，高11.2m。
根据普氏平衡拱理论：
H=B/2fk
H：平衡拱高度（m）；
B：洞室开挖宽度（m），根据现场实际，取12.5；
fk：岩石坚固性系数；土：采用内摩擦角的正切值，取θ=37°。
计算塌腔自然稳定时的最小高度为：
H=B/2fk
=12.5/（2*tg37°）
=12.5/（2*0.754）
≈8.29m<11.2m（實际塌腔高度）
因此，可判断塌腔已达到自然稳定状态，可进行后续处理施工。
2、塌腔变形段预加固
2.1、封闭塌腔段裸露围岩
首先在未坍塌的塌腔大里程端，对塌腔内裸露岩面进行喷射混凝土封闭，循环作业后，依次向小里程推进。 施工时，利用装载机作为作业平台，在保证作业人员安全的前提下，尽量靠近受喷面。喷射混凝土作业时，禁止装载机熄火，遇紧急情况立即携施工人员撤离至安全区域。
施工时，采用喷射纤维混凝土，喷层厚度3～5cm，由下至上依次进行。
2.2、变形段增设临时横撑
上台阶塌方段前端钢架增设临时横撑，防止变形进一步发展。横撑采用I20a工字钢，设置于钢架拱脚以上20cm处，两端与钢架可靠焊接。
横撑施工时，根据上台阶拱脚间不同的间距，现场进行切割、加工。
2.3、回填土反压，构筑施工平台
利用挖掘机、装载机配合自卸车，进行塌腔段土方回填，并在塌方段修筑施工平台。
施工平台高度至拱顶6m，纵向长度9m，大里程端纵向坡度1：3。
2.4、塌腔段增设竖向支撑
为保证塌腔段右侧未坍塌部分初支的稳定，在施工平台上，对右侧初支增设竖向临时木支撑。
支撑采用25×25cm截面方木，顶部与格栅连接处打设木楔，底部支垫在稳固基础上，基础采用枕木。施工时采用挖掘机配合人工进行。
3、塌腔处理施工
3.1、破损支护体系切除
采用气割切除悬挂的破损初支，以减小塌腔段右侧未坍塌部分初支的垂直受力，同时为后续施工创造作业空间。
3.2、加工小型作业台架
由于塌腔段竖向支撑影响，作业空间有限，无法继续采用原台架。为方便支护作业，不破坏已施工的竖向支撑，需加工小型作业台架。
简易台架高4m，宽3m，长2m。骨架采用φ42钢管加工，钢管连接处采用脚手架扣件，底部设I20a工字钢底座，底座与上部架体可靠焊接。
3.3、优化支护参数
根据现场情况，将原设计支护参数进行调优化、加强，具体调整如下：
（1）将原设计格栅钢架，调整为I20a型钢钢架，间距1m。
（2）增大上台阶钢架拱脚受力面积，拱脚连接钢板尺寸由27×24cm，调整为50×50cm。
（3）缩小钢架连接筋间距，原设计为1m，现调整为0.5m。
（4）钢筋网片由单层调整为双层。
（5）喷射混凝土中增掺合成纤维。
3.4、放大塌腔段初支净空
为避免塌腔段二次开挖而引发安全事故，施工时放大初支净空，预留避车洞空间。普通地段钢架净空放大1m，小避车洞纵向长2m范围放大1.5m（见图3）。
3.5、塌腔段上台阶钢架施工
（1）在塌腔段大里程端，第二榀未变形钢架处，向小里程方向（塌腔方向）打设超前锚杆，打设范围为拱顶至上台阶左侧拱脚，内插角度为25°。超前锚杆采用HRB335φ22钢筋加工，长3.5m，环向间距0.5m。
（2）在拱部打设一组（2根）定位锚杆，锚杆间距25cm。定位锚杆采用HRB335φ22钢筋加工，伸入围岩长度1～2m，外露30～40cm，便于钢架定位后连接。
（3）利用简易台架立架，钢架间距1m，拱脚较设计轮廓线外移1m，长度可根据现场情况适当调整。
立架时，拱部与未坍塌部分顶紧，并打入木楔；立架后，钢架与（1）部中超前锚杆进行可靠焊接。
将（2）部中定位锚杆尾端弯制成“L”形，并保证与钢架密贴，进行满焊。
（4）打设2组（4根）锁脚锚管，同时施作竖向临时支撑。
锁脚锚管采用φ42钢管加工，长4m，上下两组间距40cm。数量可根据现场情况，适当增加1～2组，以保证施工安全。
锁脚锚管必须紧贴钢架。在锚管尾端，采用HRB335φ22钢筋弯制成“U”形，与钢架可靠焊接。
竖向支撑采用I20a工字钢，顶部采用连接钢板与钢架连接，连接钢板尺寸同设计尺寸。支撑底部支垫在枕木或钢板上。
（5）铺挂双层钢筋网片，焊接连接筋。钢筋网片采用HPB235φ8钢筋加工，网格间距20×20cm；连接筋采用HRB335φ22钢筋加工，环向间距1m，与塌腔大里程端，第一榀未变形的钢架可靠焊接。
连接筋和钢筋网片保证外露长度不小于25cm，便于下一循环连接。
（6）喷射混凝土施工时，拱脚以上2m范围内，必须采用混凝土回填，其余部位可采用钢架背后支挡模板的方法进行施工。
（7）剩余地段钢架施工时，方法同（2）～（6）。
3.6、塌腔回填
考虑回填材料自重对支护体系的影响，同时结合方便施工、快速回填的原则，现场选择了泡沫板作为塌腔回填材料。
上台阶每施工2～4m回填一次，空腔回填密实后，及时喷射混凝土封闭。回填采用人工作业。
因泡沫板具有易燃的特点，回填时必须保证作业区无电气焊作业，现场配备4～6个灭火器。
3.7、下台阶及拱脚基础施工
3.7.1、下台阶施工
下台阶施工采取边墙掏槽的施工方法。
施工时，采用挖掘机配合人工开挖，人工立架，掏槽宽度2.5m。右侧根据填土平台土体松散情况进行放坡，但坡度不得大于4：1。
下台阶开挖时，每循环施工长度不得大于2m。
下台阶钢架设“L”形水平横撑，以加大受力面积。横撑与钢架可靠焊接，中部增设至少一组基础锚管，锚管采用φ42mm钢管，长1.5m，尾部加工成尖锥装，地面以上外露0.4m，并與钢架绑HRB335φ22mm钢筋可靠焊接。
喷射混凝土施工由下至上依次进行，不得出现漏喷、空洞现象。
3.7.2、拱脚基础施工
下台阶支护完成后，及时施作拱脚基础，以减少边墙围岩收敛。根据下台阶施工进度，每循环施工长度控制在2～4m。 拱脚基础采用C20混凝土，人工支模，罐车自卸浇筑，插入式振捣棒振捣。
3.8、仰拱施工
塌方段下导及隧底开挖时，分段拆除临时横撑及竖向支撑，并根据围岩量测数据，及时采取应急措施。
加强现场组织管理，缩短隧底开挖至仰拱浇筑的时间。仰拱开始浇筑后不得中断，并暂缓工区其余工点混凝土供应。
3.9、二衬施工
由于塌腔段左侧初支净空加大，造成二衬厚度增加，最厚处达1.9m（设计50cm）。
因此拱墙二衬混凝土施工时，采取非对称的浇筑方式。混凝土浇筑高度，右侧比左侧高1～2m，并放慢浇筑速度，以平衡两侧混凝土对二衬台车的水平应力。
3.10、加强监控量测
塌腔段初支施工完成后，及时按规范布设拱顶沉降点和边墙收斂点，每2m设置一处，量测频率为3次/每天。监控量测定人定设备。
对每次的量测数据，及时进行分析，当量测结果在允许变形范围以外时，立即中断施工，并采取应急措施。
4、应急措施
（1）上台阶喷射混凝土施工前，钢架拱脚连接板用土覆盖，若拱顶沉降速率过大，可及时清除覆盖土，采用型钢将连接板焊接成整体，以增大拱脚整体受力面积，减小沉降。
（2）若上台阶水平收敛速率过大，可在钢架拱脚与竖向型钢支撑之间焊接水平钢支撑，减小变形。
（3）隧底开挖后，若拱顶沉降速率较大，可在仰拱填充初凝后，增设竖向支撑。
五、工艺创新点
（1）工艺工法：摒弃了一般处理塌方采用大回填、重新开挖的思路，结合单侧塌方实际情况，采用了变形的双侧壁导坑施工工艺。
（2）塌腔回填：采用了密度小、弹性好、便于操作的泡沫板及时回填。抑制塌腔发展的同时，保证了安全，节约了成本。
（3）施工应急措施：以新奥法理念为核心，以监控量测为手段，适时采取加固措施，方便了施工，提高了工作效率。
六、工艺实施效果
该隧道塌方段处理施工，由开始至最后一板二衬顺利施工完毕，历时31天。其中初期支护施工25天。结合现场施工效率，通过其他塌方处理施工比较，该处理方法优点如下：
（1）由于塌腔回填材料的合理选择，避免了次生灾害，保证了施工安全。
（2）节约施工时间约15天，节约成本约10万元。
七、结束语
本次塌方处理，通过对塌腔段钢架简单的受力分析，结合现场实际情况，采取了变形的双侧壁导坑施工工艺。塌腔段及时填充了质量轻、密度小且具有弹性的泡沫材料，保证了施工安全，同时结合监控量测反馈，及时采取应急措施，提高了工效，降低了施工成本，首次成功处理了无案例可借鉴的黄土隧道单侧塌方，为今后类似塌方处理提供了事实依据和理论基础。