某隧道进口右洞段初支侵限及二衬开裂问题处置方案0515_隧道初支开裂处治方案

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XXX隧道进口右洞初支侵限及二衬开裂整治技术方案

一、工程简况

XX隧道右线起讫桩号YK247+375--YK247+910，全长535米，最大埋深约51米；洞轴线走向方位角约为176度。右洞Ⅴ级围岩段长250m，Ⅳ级围岩段长280m。

隧道右洞进口右侧山体斜坡为顺层坡，坡体灰岩节理裂隙、岩溶发育，整体破碎，受滑坡影响，整体稳定性差。

2014年3月20日、4月19日在明洞段边坡开挖过程中，右侧边坡发生了变形开裂，局部发生了塌方，边坡上部山体发生裂缝，裂缝宽度深约1m，走向沿山体发展，深不可测，边坡侧部分植物滑落。

2014年6月5日设计下发变更设计单，采取“护拱支护加注浆加固反压后暗挖通过”的方案，对右侧边坡采取了锚杆束框架梁加固、直径108mm长管棚加固，对洞顶上方采取了长度13m护拱和长度28m大管棚加固方案。

二、目前洞内初支侵限、二衬开裂现场情况

1.2015年5月3日，当右洞上导YK247+415～426拆换拱过程中，YK247+415～418拱脚处出现滑塌；YK247+417～413初支侵入二衬约20～40cm；YK247+403～YK247+415范围右侧拱腰处出二衬混凝土出现裂缝，裂缝宽度0.1～0.2mm，裂缝长度约12m；隧道仰坡地表处出现陷坑，靠冲沟右侧出现10～20cm的裂缝。通过掌子面钻孔发现，YK247+421右侧3m外为空洞或松散体，掌子面前方YK247+350处可能存在溶隙或溶洞（无水）。

YK247+426掌子面

YK247+415～413二衬裂缝 YK247+413～403二衬裂缝

三、原因分析

1.地表雨水下渗加速右侧岩堆积体滑动：隧道进口所在冲沟为构造挤压褶皱带，为背斜构造，岩层产状变化较大，岩性较复杂，岩层主要为中分化灰岩、泥岩、页岩，围岩自稳能力差，由于近日雨水增多，地表水沿土岩界面及冲沟内堆积体基岩裂隙下渗，隧道周边土体含水量增大，地表开裂并出现多处陷坑，造成隧道右侧土体下滑。

2.由于拆换拱施工洞顶大管棚被切割，失去管棚效应，造成洞顶局部坍塌。隧道顶部地表YK247+400～415处出现空洞及陷坑。洞内钢架拱脚处开挖时出现溜塌，YK247+417～213初支侵入二衬约20～40cm。在隧道顶部及右侧边墙外YK247+403～YK247+420（17m）长度范围，宽度约5～10m的范围土体出现下滑或蠕动。对洞内正在开挖支护造成挤压，对已经施作的二衬挤压，混凝土出现开裂。

三、整治措施

为确保施工安全，拟采取以下措施：①对地表排水进行封闭并引排、对地表裂缝进行回填；②对掌子面堆码砂袋稳定拱脚并加强锁脚锚管支护；③对掌子面渗水及初支背后渗水进行引排，对初支段采用双排小导管注浆加固，而后进行拆换拱施工；④对二衬裂缝贴灰饼进行观测等措施。

1．地表水引流

隧道仰坡右侧冲沟发育，与右侧边坡地表水汇集于隧道主洞上方，采取重新施作排水沟，并采用直径30cm管道，将汇集水引排至安全处，必要时采取大面积覆盖冲沟汇水区域，对冲沟右侧地表裂缝采取灌注水泥浆等措施进行封闭，防止地表水下渗。

2.洞内渗水引排

在掌子面右侧拱脚处采用打设钢花管引排掌子面渗水及初支背后积水，钢花管采用直径42mm钢管，管长15～20m，管壁打孔（直径Ф10mm），间距15cm，打入角度略向上倾斜，以保证裂隙水能自管内顺利流出。并根据渗水情况逐步将渗水管位置下移至右侧墙脚，并保持排水口畅通。

3.增设锁脚锚杆稳定拱脚 YK247+415～418左右初支钢架已经悬空，应采取砂袋堆码掌子面并用洞渣稳固拱脚，在初步稳定的基础上，采取增加锁脚锚管的方式，加强拱脚支撑。对隧道边墙右侧松散或空洞部位采取注浆或填充C20混凝土的方式进行固结。

4.双排小导管注浆加固

通过以上措施掌子面初支稳定后，采取双排小导管对YK247+415～426初支段拱部120°范围内进行加固注浆（小导管施作范围可结合现场情况，可适当向隧道右侧延伸）。采用外径 42mm，壁厚4.0mm，长 5m 的热扎无缝钢花管。钢花管环向间距约 40cm，外插角控制在 10～20°左右。管身设置φ6mm 注浆孔，尾端支撑于钢架上，每排钢架施作一次小导管，纵向间距60cm。超前小导管注浆采用水泥浆液，注浆参数可通过现场试验确定。

注浆管采用风枪钻孔插打或风枪顶入两种方式进行，石质松软时采用风枪直接将钢管顶入；石质较硬时采用风枪钻孔插管。注浆压力由小到大，从0升到终止压力1Mpa，稳压3min，流量计显示注浆量较小时，结束注浆。

5.对侵入界限的初支进行拆换

拆换拱前首先对初支断面进行测量，确定初支侵限的里程和范围。然后检查拆换拱段初支注浆是否到位，松散围岩是否得到加固，否则，需重新注浆加固。拆换拱每次拆换一榀钢架，拆换前现场应进行安全防护和支撑，安全员必须跟班作业，发现安全隐患应及时撤离。拆换拱过程中如发现拱部原有大管棚侵限或影响拱架安装，严禁割断大管棚，应立即报告技术人员研究处理。

6.增大预留变形量

为保证拆换后初支不在侵限，根据目前地质情况，隧道预留变形量由原设计12cm，调整为25cm，初期支护钢拱架加工半径应适当增大，拱脚位置适当外移。

7.沉降及变形观测

地表沉降观测：对原有观测桩进行保护，以保持数据的连续性，对已经损坏或覆盖的桩点进行恢复，并根据需要增设新的观测桩；

初支变形观测：按照设计图纸及有关规范要求，开展洞内监控量测，并根据变形情况，增加观测频次，每天2次，并保证数据的真实性和准确性，并及时反馈沉降、收敛数据。

二衬混凝土裂缝观测：对YK247+403～YK247+415右侧拱腰处二衬开裂情况进行观测，在裂缝处贴灰饼，贴纸条，设置裂缝宽度观测点，安排专人进行观测并记录。

四、注意的问题

1．首先采取的措施是确保地表水不下渗，初支背后水尽可能排出，使围岩到达最佳含水率，保持围岩自身稳定，因此，要确保措施落实到位。遇大暴雨应用防水布覆盖地表塌陷坑。

2.隧道右侧土体含水率增加，造成土体下滑且局部存在空洞，对初支造成挤压，存在雨天随时可能出现垮塌的风险，洞内施工时应采取相应的安全措施，坚持领导带班制度和安全员跟班作业制度，遇围岩变形速率加大；围岩面不断掉块剥落；喷混凝土表面开裂或脱皮掉块，钢架严重变形；掌子面渗水或滴水明显加大时，应迅速撤出工作面施工人员。

3.双排小导管注浆加固应严格按照有关规定和要求实施，注浆前应先做试验，确定注浆压力、注浆量及停止注浆的标准，确保注浆起到固结周边围岩的作用。注浆压力宜控制在0.5～1.0MPa。注浆完成后应采取打孔、分析注浆量等方法，对注浆效果进行检查。

4.加强施工监控量测，保证量测数据准确。洞口段监控量测频次不少于2次/d，要安排专人负责这项工作，明确职责、明确要求。

5.施工期间发现施工方案与实际情况不符或出现较大变化时应及时与有关部门和人员反映，严禁擅自改变施工方案。本方案未明确之处请参照设计图纸及有关规范文件执行。

附：双排小导管施工参考图

二○一五年五月十三日