铁路隧道塌方原因及处理措施

铁路隧道塌方原因及处理措施

杨利伟

杨利伟

中铁十二局集团第一工程有限公司西藏自治区拉萨市85000

摘要：近年来我国铁路建设事业发展速度较快，而且施工技术水平有了大幅度的提升。在铁路工程施工过程中，各种复杂地质隧道和长大隧道的应用十分普遍，但在实际施工过程中受制于诸多因素的影响，塌方一直以来都是隧道施工中最为常见的事故。隧道塌方多发生在洞身围岩较差的部位，一旦塌方发生，不仅会危及施工人员的生命安全，而且还会延误工期，增加工程费用等。因此需要针对铁路隧道塌方原因进行分析，并积极采取有效的处理措施，确保铁路隧道施工的顺利开展。

关键词：铁路隧道；塌方；不良地质；注浆；型钢钢架；监控量测

在铁路隧道开挖施工过程中，隧道事故较为常见，塌方主要发生在洞口或是洞内。一般情况下，隧道洞口段岩体风化和破碎现象较为严重，这必然会对整体稳定性带业较大的影响，当埋置深度较浅时，在重力作用容易出现开裂或是下沉情况，导致塌方事故发生。洞内塌方多是由于开挖时洞内周围岩石在应力作用下出现变形或是下沉，在缺乏支护的情况必然会导致塌方事故发生。因此在铁路隧道施工过程中，需要做好有效的防护措施，保证隧道施工的顺利进行。

1隧道施工中出现塌方的原因

1.1不良地质条件

隧道施工时，当遇到较差地质条件时，多为强风化岩或是围岩存在明显风化情况，而且存在溶洞、裂隙及软硬差异大的岩层分界处，在这些不良地质情况出现时极易导致塌方事故发生。特别是地下水作用下，岩体塌落速度加快，岩体的稳定性会下降，容易发生塌方。

1.2隧道设计时考虑不周全

在隧道设计过程中，由于其直接关系到隧道的施工安全。当勘测设计时对经过地段的地质勘察不详细，设计时无法有效的掌握经过路段的地抟情况，针对一些特殊及不良地质无法正确分析，从而导致塌方事故发生。而且在实际设计过程中，还要充分考虑地质条件会发生的变化，并设计具体的支护措施，一旦支护预防方案缺失，当质条件发生变化后在没有相应防护的情况下必然会导致塌方事故发生。

1.3施工方法与措施不当

在隧道施工时，当对于地质条件没有全面掌握的情况下，施工中选择的施工方法在合理性和科学性方面也必然会存在一定的欠缺。同时施工人员自身经验不足，在不良地质路段施工时没有掌握具体的操作要点，容易导致塌方事故发生。另外，当施工工序安排不合理、支护和衬砌不及时等也容易导致塌方发生。另外，施工过程中爆破药量掌握不准确或是支撑不牢固等也是塌方事故发生的主要原因。

2铁路隧道施工塌方的处理措施

2.1超前探孔

当隧道塌方发生后，可以利用凿岩机在塌方的某一段上进行打孔作业，同时进行钻探，这样可以为塌腔填充提供重要的参数参考。

2.2塌腔注浆

塌方事故发生时，如果现场塌方范围较大，而且塌腔纵向较长时，这种情况下一次性封堵存在一定的难度，宜采用分段的方式来完成封堵作业，并及时进行浆液灌注。在具体处理塌腔时，具体要采用控灌结合的方式，利用钻探将孔打入到较大的塌腔中，采用人工方式将钢管伸入到塌腔内，并利用该管路泵送混凝土，对塌腔进行有效填充。对于无法伸入的情况下，宜采用超前注浆导管支护的方式进行挖掘，并通过注浆来对隧道轮廓线外侧的岩体进行加固。

2.3上导坑双排超前注浆导管注浆

为了能够保证对于坍塌体的裂缝的有效填充并且保证隧道的轮廓线的土体稳定以及具有一定的强度，在进行开挖的过程中使用YT28钻机向小里程方向依次布置，使用42双排导管进行注浆，环向间距进行布置开挖，导管的长度为3.5m，并在每环上设置2排，纵向间距2.0m，并搭接1.5m；然后使用水泥-水玻璃双液浆进行对坍塌体进行加固处理。

2.4工作面注浆固结处理

为了保证工作面在开挖过程中的稳定，所以需要对工作面的塌方体及你想那个加固处理。采用纵横向间距1m长度4m的钢管进行注浆加固处理；并且为了防止浆液的流失，需要在塌方体的裸露面先喷10cm厚的C20混凝土作为止浆墙，每4m来做为一个循环，总共有8个循环。并且浆液量也应该控制在既能稳定核心土又不会对周围的围岩增加太大的强度，从而造成开挖困难。

2.5环形开挖时预留核心土

为了防止坍塌体的扰动，在上台阶使用风镐进行人工开挖，以及用手推车进行运输，下台阶使用机械进行开挖。塌方后，围岩会变的十分软弱。为了防止围岩的变形需要在开挖中预留20cm的下沉量，也就是在拱顶上挖20cm，进尺控制在每环0.5m，预留长2m宽3m以及高2.5m的核心土，并且降低开挖面的临空高度，减缓开挖面的坡面角度，从而防止开挖面再次塌方和下滑。左右两侧的开挖应该分开进行开挖。

2.6安装型钢钢架

在进行初期支护钢架时应该采用Ⅰ20工字钢弯出弧度进行安装，从而有利于早受力。并且购置一台液压型钢弯弧装置，在现场进行钢架构件的制作，在洞内进行组装。在进行型钢安装的过程中，首先开挖上台阶，当支设完一侧的型钢后，沿着隧道的中线核心土位置上设置300钢管，从而顶住钢架来作为钢架的临时支撑；然后在进行开挖另一侧，支设另一侧的型钢钢架。

2.7临时仰拱

开挖面做为松散的塌体，在上台阶上设置临时仰拱。临时仰拱可以使用Ⅰ20的工字钢，规格与初支相同，间距为50cm左右，纵向使用直径22的钢筋进行连接，环向的间距为半米，并且临时仰拱应与型钢钢架进行焊接；双层钢筋网使用直径8的钢筋，并且喷射30cm厚的混凝土。使用注浆钢管再进行注浆加固处理保证隧道的轮廓线以外3～5m围岩的强度。注浆导管沿钢架位置进行布置，间距为0.4m、0.5m，并且加注水泥-水玻璃浆液进行加固。在使用径向小导管注浆前应该先将掌子面围岩进行封闭处理，从而防止浆液漏出。

2.8塌腔回填处理

当塌方段围岩结构稳定后，可以进行下导坑、衬砌混凝土的拱墙防排水设施等的施工作业。当衬砌混凝土达到设计强度要求后，则可以针对塌腔进行回填处置。具体回填实以坍渣为主，回填要是对称分层进行，并做好夯实处理。临近表层时可以设置50cm隔水黏土层，有地表水进行有效防范。表层土以腐殖土进行覆盖。塌腔回填完成后，宜在塌方段地表临近1米左右的位置出挖截水沟，避免地表水渗入到塌腔回填体内。

2.9监控量测

在针对塌方处理过程中，需要严格监控量测泂内和地表的情况，并及时收集反馈信息。具体在监控洞内周边收敛及拱顶下等情况，针对地表沉降进行观测。在具体监控量测时，要严格按照具体的设计规范和标准进行，量测完成后要对数据及时分析，一旦地表监测出现异常时，则要求现场人员要迅速撤场。当塌方事故处理完成后，洞内收敛在0.2mm/d以下时则可以暂停监控。

3结束语

在实际铁路隧道施工过程中，需要提前做好地质情况勘测工作，并根据具体的勘测结果来制定具体的施工措施，做好塌方事故预防和整治方案，以此来保证铁路隧道施工的顺利开展，确保实现良好的社会效益和经济效益。

参考文献

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[2]陈壮贤，米拉湾卵石土隧道塌方处理方案[J].铁道建筑技术，2012（7）：111-114.

[3]张春光.大断面黄土隧道塌方处理[J].现代交通技术，2011（05）：60～62.