隧道塌方原因与处理

从新奥法支护结构设计原则对隧道塌方原因进行了分析,认为未能充分利用新奥法原理指导施工或所采取的施工方法不当,以及施工过程的不规范行为是造成隧道塌方的主要原因。并以大山塘隧道的塌方处理方案为例,运用平衡拱理论为依据,指导和制定塌方处理方案,对同类围岩隧道施工具有一定的借鉴意义。

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总第 16期 220年第 l 06 0期

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文章编号：0 4 7 6 2 0 ) 0 0 8— 0 1 0—5 1 ( 0 6 1— 12 3

中图分类号： 5文献标识码： U4 8 B

隧道塌方原因与处理陈亚林(东省地质勘查局七 O四地质大队，东湛江 5 4 1 )广广 2 0 8摘要：新奥法支护结构设计原则对隧道塌方原因进行了分析，为未能充分利用新奥法原理指导施工或所采取的从认

施工方法不当，以及施工过程的不规范行为是造成隧道塌方的主要原因。并以大山塘隧道的塌方处理方案为例，用运

平衡拱理论为依据，导和制定塌方处理方案，同类围岩隧道施工具有一定的借鉴意义。指对关键词：奥法；方；弱围岩；衡拱新塌软平

由于新奥法在隧道工程中的成功应用，当前已被我国作为隧道结构设计和施工的重要方法虽然锚喷支护的应用为隧道大面积开挖施工创造了有利条件，道施工进度也大大加快了，隧 然而已施工锚喷支护的隧道发生塌方的事故仍经常发生，原其因主要是存在不良的地质及水文地质条件、计考虑不周、取设采的施工方法和措施不当所造成。 1隧道塌方的原因分析 1 1对新奥法理论认识不足 .

从 () 2可知，喷支护结构要成为无弯矩结构，锚其前提是支护结构与围岩二者共同工作，二者须粘结紧密，而实际施工中往往因为超挖严重而进行回填，这样支护结构就不能有效地与围岩粘结紧密或因为围岩表面光滑喷砼也无法有效与围岩粘结紧密，由于上述原因，锚喷支护结构违背设计原则，存在塌方隐患； 从( ) 3可知，围岩在施工锚喷支护后不断收敛而最终趋于稳定的前提是支护抗力大于或等于滑移力。如果设计支护抗力小于滑移力或由于施工方法不当造成支护抗力小于滑移力皆可导致塌方。 1 2采用施工方法和措施不当 .

现阶段隧道的开挖都以新奥法理论为指导，在实际施工但中，常存在未能按规定进行量测，或信息反馈不及时，导致决策失误、施不力而造成塌方的现象。措

施工中经常存在：施工方法与地质条件不相适应，地质条件发生变化，没有及时改变施工方法；施工支护不及时；地层暴露过久，起围岩松动、化；略了围岩的变形规律，岩的变形同引风忽围时具有连续变形和突然变形的特征。当开挖距离小于 d d为隧 (

所谓新奥法，其基本要点是： () 1开挖作业宜采用对围岩扰动较少的控制爆破技术和较少的开挖步骤，避免过度破坏岩体的稳定；() 2隧道的开挖应尽量利用围岩的自承能力，分发挥围岩 充

道开挖宽度),时围岩两端由于受到二次衬砌砼和开挖掌子面支撑的约束作用，连续变形很小，主要是爆破后的受震动影响的突然变形，而且在这个距离范围内由于衬砌和开挖面支承的“间空效应”的影响，即使初期支护抗力不足围岩滑移力亦不致于失稳， 当这个距离为 1 5 d时，空间效应” .~3“的影响完全消失，初期支护抗力小于滑移力的问题即刻暴露出来，围岩急剧变形，易引极起塌方的发生。 13施工工艺及操作欠规范。程质量不合格 .工

自身的支护作用；() 3根据围岩特征，采用不同的支护类型和参数，及时施作密

贴于围岩的柔性支护如钢拱架、喷射混凝土和锚杆等，以控制围岩的变形和松弛；

() 4在软弱破碎围岩地段，断面及早闭合，使以有效地发挥支护体系的作用，证隧道的稳定性；保 ’ () 5二次衬砌原则上是在围岩和初期支护变形基本稳定的条件下修筑，使围岩和支护结构形成一个整体，而提高了支护体从系的安全度；

施工过程中存在的工艺操作不符合施工技术规范要求，施工管理不到位，量意识、全意识不强也是造成塌方的另一个质安

() 6尽量使隧道断面周边轮廓圆顺，避免棱角突变处应力集中；

重要原因，常发生的施工质量问题有锚杆长度不足、杆砂浆不锚饱满或强度尤其早期强度不足、喷砼强度厚度达不到设计要求、

() 7通过施工中对围岩和支护结构的动态观测，合理安排施工程序，修正不合理的设计和进行日常施工管理。 分析隧道塌方也即分析已支护围岩受破坏的原因，必须就理解新奥法支护结构设计原理，新奥法支护结构设计原则为： () 1隧道围岩形成塑性滑移楔体，造成支护结

构的剪力破坏； () 2支护结构与围岩粘结紧密，两者共同工作，形成无弯矩结构；

钢支撑未完全由喷射砼包围密实或钢支撑与围岩之间存在空隙及钢支撑未置于稳定坚固的基础上等。以上质量问题直接造成支护抗力未达到设计要求或围岩未粘结紧密使无弯矩结构产生弯矩而导致塌方。2塌方的处理依据塌方的处理必须建立在对塌方正确认识的基础上，方处塌

理方案的制定如同战斗方案的制定，果方案不当或失败，但如不

() 3由锚杆、支撑、钢喷砼等所提供的支护抗力，应与塑性滑移楔体的滑移力相平衡。

导致更大的经济损失，而且可能造成人员伤亡，一般的处理原故则是先巩固后方，止塌方扩大 .后以安全的后方为依托或掩防然