金童路南段道路及配套工程火风山隧道右线YK0+990～YK0+935坍塌及影响段处理专项方案一、工程概况1、工程概述金童路南段位于重庆市北部新区人和组团，道路沿线穿越天宫殿片区N区及I区，是连接N区与I区、重庆北站（龙头寺火车站）与北部新区的重要道路。

道路设计起点接N区1＃路，从童家院子立交西侧穿越内环高速、机场高速、火风山公园，形成火风山隧道，终点接北部新区金童路。

火风山隧道共三个单洞，即左、右线隧道和C匝道，左右线隧道分别长725m，C匝道205m，单洞合计1655m。

左右线隧道轴线间距约22m。

隧道最大埋深为31.612m（右线），最小埋深为1.630m （C匝道），隧道采用曲墙三心圆形断面，最大净宽10.23m，隧道中心处最大净高6.73m。

主线隧道最大纵坡为2.0%。

C匝道隧道最大纵坡为3.5%。

表1-1 火风山隧道围岩及衬砌型式2、地形地貌拟建道路处于浅丘斜坡地带，原始地貌由丘脊、丘坡、丘谷组成。

整个线路大致跨越2条“U型”冲沟，场地起伏不平，高差较大，总体上讲，冲沟谷底及斜坡坡顶地形较平坦，地形坡度角1°～10°。

斜坡地形坡度相差较大，地形坡度角10°～50°，坡顶前缘甚至形成陡崖。

场区最高海拔高程为320.24m(ZY17)，最低海拔高程为265.03m(ZY7),相对高差55.21m。

3、工程地质隧道拟建区内出露的地层由第四系全新统的填筑土、粉质粘土和下伏侏罗系中统沙溪庙组砂质泥岩和砂岩组成。

原地勘资料地质情况：火风山隧道Ⅳ级围岩穿越沙溪庙组中风化泥岩，泥岩为软岩，岩体较完整，岩体完整系数Kv=0.64~0.66，岩体纵波速Vp=2.6~3.4km/s；岩石饱和抗压强度标准值7.3MPa，K1=0.2，K2=0.2，K3=0，中风化带泥岩围岩基本质量指标BQ=275.9，修正围岩基本质量指标[BQ]=235.9。

围岩岩体较完整，地下水水量小，呈点滴状出水，岩体较完整，为中厚~厚层状，稳定性较好。

此类围岩以软岩为主，岩体较完整，层间结合较好~一般，拱部及侧壁无支护时可产生较大的坍塌，侧壁有时失去稳定。

施工可采用光面爆破，台阶法开挖，应加强洞顶及右侧壁支护措施，短开挖，快支护，局部岩体完整性较差地段加强支护。

4、塌方概述2013年3月5日，火凤山隧道右洞在开挖至K0+980时，拱顶出现坍塌，地表塌腔直径约2.5m，深约2m。

我方随即对现场进行了封闭与处理，至3月11日，施工单位通知参建各方于现场召开会议。

因洞内塌体已清理，洞顶已封闭，现场所见开挖掌子面全为中风化岩石，渗水量小，参建各方一致认为该段隧道围岩级别暂不调整，仍为IV级，但支护参数应较IV级A型加强考虑。

（详见《金童路南段道路及配套工程火凤山隧道右线YK1+980～YK1+978段坍塌及地表塌陷会议纪要》）。

2013年3月12日，当隧道右洞开挖至YK0+973时，爆破施工后随即发生塌方，地表塌陷坑直径约18m，深约4m。

3月13日，参建各方于现场召开会议，会议决定由地勘单位进行补勘，设计单位根据补勘资料出支护处理方案，第三方监测单位加强现场监测，施工单位做好现场地表与洞内的封闭、安全防护工作。

（详见《金童路南段道路及配套工程火凤山隧道右线YK0+973处冒顶处理会议纪要》）2013年4月22日下午，在北部新区总部基地A1座213会议室，召开了关于金童路南段道路及配套工程火风山隧道右线YK0+980～YK0+973段坍塌及地表沉陷处理方案专家论证会。

（详见《金童路南段道路及配套工程火风山隧道右线YK0+980～YK0+973段坍塌及地表沉陷处理方案专家论证会议纪要》。

5、塌方原因分析经过地勘单位补勘，该段隧道洞顶粘土及泥岩夹带破碎层厚达8m，隧道洞顶中风化岩层厚度最薄仅为1m，围岩条件的预判与实际情况存在严重偏差，施工方法、支护参数等不能满足隧道施工安全的实际需要是塌方的主要原因。

故围岩级别由原设计IV级调整为V级。

二、编制依据1、投标文件及设计图纸；2、设计变更S02S-03及塌方沉陷段会议纪要；3、《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）；4、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）；5、《重庆市城市隧道工程施工质量验收规范》（DBJ50-107-2010）；6、《实施性总体施工组织设计》有关隧道的施工方案条款；7、施工现场实际地形及地质情况；8、地质补勘报告；9、结合我单位综合实力、施工经验、技术总结及工程惯例。

三、施工计划1、进度计划施工时严格按工期计划安排，绘制工程进度管理曲线，检查施工进度。

项目经理每周组织一次现场施工协调会，向现场施工管理人员、班组长检查本周计划完成情况及下达下周施工计划，月底根据考核班组生产完成任务情况来进行奖惩。

2、材料计划主要材料投入计划表3、设备计划隧道工程投入的主要机械设备四、施工方法、工序及工艺1、设计变更1.1、地表塌陷周边一定范围内，采用Φ42钢花管及M30水泥浆进行地表处理，注浆孔间距80cm*80cm梅花形布置；见附图7-11.2、对YK0+935～+973段尚未开挖，围岩级别调整V级，开挖采用人工辅助机械，禁止爆破，支护参数按VB执行。

为了保证衬砌背后的密实性，减少地表沉降，增强防水效果，初支施作时，在拱顶及两侧拱腰处，分别预埋一根Φ42钢花管，L=0.8m，纵向间距3m，初支完成后背后进行压浆填充；1.3、YK0+973～980段为塌方部分，增设小管棚与小导管，二衬厚度不变，配筋加强，由Φ20@150调整为Φ22@150；1.4、YK0+980～YK0+990段初支已施作，初支稳定，仍为IV级围岩，考虑塌方影响，二衬厚度不变，配筋加强，由Φ20@150调整为Φ22@150；1.5、YK0+935～YK0+980段，采用Φ108管棚支护，L=9m，纵向间距6m，共7环，外插角5°管棚端部架立3榀I22b钢拱架作为固定端，见附图7-2；采用Φ42小导管半超前注浆，L=4.5m，纵向间距为2.0m，共24环，以固结洞周围岩，见附图7-3；1.6、在打设管棚及挖除塌方体的施工过程中，应在YK0+973～YK0+990段初支内皮架设I16临时钢拱架，纵向间距1m，纵向连接筋Φ22，环距1m；1.7、YK0+935～+990段待二衬施作完毕后，采用浆砌片石进行对塌陷坑回填处理，回填高度应高于原地面不小于0.5m，后期回填地面表面荷载≤20KN/㎡，见附图7-4。

2、总体施工工序地表截水→塌方体封闭→地表注浆加固→管棚、小导管施作→清除洞内塌体→CD开挖掘进→初支及压浆→监控量测→仰拱及回填施工→二衬→塌陷回填3、地表处理3.1施工准备3.1.1施工便道从临时弃碴场修建施工便道进入地表坍塌区域。

3.1.2施工用水、电地表处理施工用水、电从隧道洞口处接入施工现场。

3.2处理方法3.2.1沉陷区外侧15m施作M7.5浆砌片石环形截水沟，沉陷区四周设置截水沟、排水沟，阻止地表水渗入洞内。

截水沟尺寸详见图4-13.2.2地表塌陷周边一定范围内，采用Φ42钢花管及M30水泥浆进行注浆处理，注浆孔间距80×80cm梅花形布置，地表注浆主要是对塌方段填土层进行注浆加固，注浆管打至岩面0.3m为止。

图4-1 截水沟大样图注浆施工分为两部分:先施工外围一排注浆管，注浆材料采用水泥-水玻璃双液浆，体积比1:0.5，水玻璃浓度35Be，425号普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比1:1，压力0.5～1MPa，稳压5min；然后跳槽内部注浆管，采用由中间注浆孔逐渐向外注浆，注浆材料采用水泥净浆，425号普通硅酸盐水泥，水灰比1:0.8，压力0.2~0.5MPa，稳压20min；3.3注浆工艺图4-2 地表预注浆施工工艺框图3.3.1施工准备施工放线，全站仪根据图纸坐标，放出注浆轮廓线，打设间距3～5m的木桩圈定注浆范围；地表清理杂物、植被，用皮尺进行中间注浆点加密。

3.3.2钻孔钻机采用XY-100地质钻机，钻头直径75mm，因地质为粘土层及强风化破碎带区，钻杆护筒暂定长度6m，参考实际情况进行调整；钻进设前调整好平面位置表4-1 钻孔质量检验3.3.3清孔为保证注浆效果，地表注浆采用两次扫孔分段注浆的方式。

钻孔完毕后，采用后退式方式扫孔一遍，清孔完毕后，再将钻杆插入孔底，重复扫孔一次即可。

3.3.4注浆管采用Φ42mm×5mm热轧钢管制作，每隔15cm梅花形布置钻8mm的对穿射浆孔，上部1.5m不开孔，为防止下管堵塞，底部做成10cm锥形封闭。

图4-3 Φ42mm×5mm钢管大样图3.3.5注浆注浆前先封闭塌方体，注浆机采用BW-150双液注浆机，为防止注浆跑浆液，依设计要求外围注浆钻孔完成后立即注浆，内部注浆钻孔完成后，采取跳注进行。

注浆压力由低到高，达到设计要求持压20min，注浆时，派专人进行周边巡视，防止跑浆污染周边环境及水源。

如果出现跑浆现象立即停止该孔注浆，换其它孔注浆，若还是跑浆就采取间歇注浆。

4、洞内施工4.1 塌方体处理对塌方体采用15cm厚C25喷射砼进行封闭，初支和塌体接触面处，特别是塌腔口附近加强封闭，喷至20cm，加强对塌体稳定，防止地表注浆和管棚注浆时跑浆。

待地表注浆结束后，清除塌方体，加强监控量测，严格按照规范上报洞内、地表沉降，及时指导施工，防止二次坍塌。

4.2塌方影响段4.2.1在打设管棚及挖除塌方体的施工过程中，应在YK0+973～YK0+990段初支内皮架设I16临时拱架，拱脚分别设2φ25锁脚锚杆与围岩固定，拱架纵向间距1m，纵向联系钢筋φ22，环距1m。

拱架和初期支护间的间隙用木楔子楔紧，使拱架承受到初期支护传来的外力。

4.2.2组织测量组、监控量测组对塌方影响已施工初支侵线部分，进行逐榀换拱。

换拱必须在初支内皮架设I16临时拱架支好后，管棚、小导管加强支护达到强度后进行。

4.2.3右线塌方影响段左线对应里程段二衬ZK0+990～+965段，仰拱、二衬及时封闭成环。

目前左线该段二衬已经施工完成，并达到设计强度。

4.3 Φ108大管棚施作工艺YK0+980~+935段增设Φ108大管棚超前支护，单根管棚长度为9米，纵向间距6米，每环48根，共7环。

管棚为短管棚，不设管棚室，施工管棚端部架立3榀I22b钢拱架作为固定端。

4.3.1施工准备测量组依据图纸及规范，准确测量定位。

根据设计变更，Φ108无缝钢管，壁厚6mm，环距0.4m，L=9m，外插角5°，纵向间距3m，范围起拱线180°范围，在YK0+980处施作第一环，待地表注浆加固结束，清除洞内塌体结束后，搭设钻机平台，掌子面及时封闭10cm厚C25喷射砼。