滇西隧道坍方防治技術(shù)

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1、滇西隧道坍方防治技術(shù)：本文從滇西的特殊地質(zhì)特點出發(fā)，對坍塌機理和原因進行理論分析，結(jié)合滇西紅層區(qū)杉陽隧道的施工經(jīng)驗，提出了滇西隧道防坍及坍方處理的施工技術(shù)，可以為類似隧道施工提供參考。　　關(guān)鍵詞：滇西；防坍；處理　　滇西是指大理、怒江、保山、德宏一帶，滇西受構(gòu)造活動影響，地質(zhì)條件復(fù)雜，對工程影響較大的當屬滇西紅層區(qū)?！　〉嵛骷t層分布在以蘭坪-思茅為中心的云南西部地區(qū)，進一步劃分滇西紅層北區(qū)、滇西紅層南區(qū)，以侏羅系與白壟系的地層為主，位于金沙江一哀牢山斷裂帶和瀾滄江斷裂帶之間，南區(qū)東界為阿墨江斷裂，北區(qū)東南界為維西一喬后斷裂。滇西紅層區(qū)主要形成于

2、侏羅紀至白堊紀，為古滇西湖盆的湖泊相沉積，兼有海相沉積。年降雨量多在1000㎜以上，區(qū)內(nèi)主要水系為瀾滄江水系。[1]　　大瑞鐵路杉陽隧道（13390m）位于大理州永平縣境內(nèi)，位于瀾滄江活動斷裂帶東側(cè)，次級斷層發(fā)育，巖層節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體被強烈擠壓破碎。隧道掘進1km范圍內(nèi)巖性均為砂巖、泥巖，僅泥巖比例差異較大，91%的圍巖級別為Ⅴ級，屬于典型的滇西紅層區(qū)地質(zhì)?！　∫?、滇西紅層區(qū)隧道地質(zhì)特點　　滇西紅層區(qū)隧道的圍巖以砂巖、粉砂巖、泥巖為主，具有以下特點：　　1、易風(fēng)化、崩解，見風(fēng)則化，遇水成泥，在干濕循環(huán)、大氣、陽光的作用下，易崩解成小碎塊，崩解

3、后遇水成渣泥狀，爆破之后部分砂巖可以劃破機械輪胎，但砂巖洞碴在碴場放置1周左右時間后基本看不見大石塊?！　?、透水性強，砂巖受構(gòu)造活動影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，對地下水無隔絕能力，裂隙水發(fā)育?！　?、砂巖膠結(jié)差，嚴重破碎的砂巖，呈粒徑10cm左右的碎塊狀，無膠結(jié)能力，一旦有較大臨空面，很容易相繼滑落，失去穩(wěn)定?！　?、裂隙水危害顯著，有時砂巖夾泥巖，開挖時無水，圍巖較穩(wěn)定，一段時間后，裂隙水滲出，軟化泥巖夾層，形成軟弱滑動面，導(dǎo)致圍巖失穩(wěn)。　　二、坍方的主要類型　　隧道在施工過程中發(fā)生的坍方，根據(jù)不同的劃分標準有不同的劃分方式，根據(jù)坍方發(fā)生的位置可分

4、為以下的三種形式：　　1、洞口及洞口段坍方：在開始進洞或剛進洞施工時就發(fā)生了坍方，這類坍方一般因埋深淺而坍至地表或?qū)е露纯诨?；　?、洞內(nèi)工作面坍方：在開挖工作面發(fā)生的坍方；　　3、洞內(nèi)滯后坍方：距開挖工作面一定距離發(fā)生的坍方，又稱關(guān)門事件?！　《磧?nèi)滯后坍方相當一部分是由于支護參數(shù)或施作質(zhì)量不足造成的，需要從設(shè)計及管理因素加以預(yù)防。本文主要討論洞內(nèi)工作面坍方，這種坍方是最為常見的，對安全、工期的危害性也較大?！　∪?、坍方發(fā)生機理及原因　　坍方發(fā)生的機理：　　1、洞內(nèi)石質(zhì)類坍方　　隧道開挖后，洞周的巖石處于懸空狀況，同時發(fā)生下沉和收斂，以釋放其

5、內(nèi)部應(yīng)力，由于巖石體中存在層理和節(jié)理（有時還有軟弱夾層），使周邊的部分巖塊在重力作用下，具有下落和擠出的趨勢，如果此時未采取相應(yīng)的支護措施或所采取的支護措施達不到控制其變形發(fā)展的要求時，必然會出現(xiàn)“掉塊”現(xiàn)象，當這種“掉塊”的數(shù)量達到一定數(shù)值時，就是坍方。這類坍方一般沿結(jié)構(gòu)面形成，坍腔的形狀極不規(guī)則?！　?、洞內(nèi)土質(zhì)類坍方　　軟巖隧道開挖后，由于圍巖的粘聚力C、內(nèi)摩擦角φ值較低，洞周一定范圍內(nèi)很快發(fā)生松弛變形，隨著這些變形的逐漸擴展，圍巖的整體強度降低，同時土壓增加，進而引發(fā)局部的塑性破壞，在圍巖（土質(zhì)體）內(nèi)部出現(xiàn)空洞導(dǎo)致局部發(fā)生坍塌，塑性區(qū)進

6、一步擴大，土壓力劇增最終導(dǎo)致整體失穩(wěn)，大面積坍塌，這就是坍方。這類坍方表現(xiàn)為：坍體為松散的砂、土（或碎石）混合體，數(shù)量較大，坍腔形狀較為規(guī)則，一般為圓弧形或拱形。[2]　　發(fā)生隧道坍方的具體原因是多方面的:　　1、根據(jù)掌子面的圍巖狀況，需要采取超前支護措施而未采取，或雖然已采取但其質(zhì)量和效果未能達到要求；　　2、開挖工法不正確，圍巖變化時沒有及時調(diào)整開挖工法，仍然采用全斷面施工或循環(huán)進尺過大；　　3、隧道的鉆爆有問題，造成對圍巖的擾動過大；　　4、初期支護參數(shù)不足進行或施做質(zhì)量不合格，如錨桿的長度、鋼架的質(zhì)量、噴射混凝土厚度等，使初支的強度達不

7、到要求；　　5、由于不合理工期、不合理造價等宏觀決策，引起施工過程中強行追求進度，造成支護強度達不到應(yīng)有的要求，從而引發(fā)坍方?！　?、超前地質(zhì)預(yù)報工作不足，沒有發(fā)現(xiàn)前方的不良地質(zhì)因素，不能為掌子面施工提供預(yù)警信號；　　7、監(jiān)控量測工作不到位，無法得知變形信息，不能及時調(diào)整支護參數(shù)?！　≈档靡惶岬氖牵艽笠徊糠痔狡鸪醵际怯捎谡谱用媸Х€(wěn)引起，掌子面的破碎圍巖開始剝落或軟巖發(fā)生溜滑，導(dǎo)致掌子面上部滑塌，當滑塌長度大于超前支護的搭接長度時，超前支護前端失去支撐，也就失去了棚式支護的效果，拱部軟弱圍巖失去了超前支護的約束，在重力作用下掉塊或加快塑性變形

8、引發(fā)坍塌。　　四、坍方的預(yù)防措施　　1、了解設(shè)計的地質(zhì)情況及特點，并與開挖揭示地質(zhì)情況相對照，圍巖狀況發(fā)生變化，支護參數(shù)也需要調(diào)整。許多隧道坍方的發(fā)生