1工程概况某隧道为分离式公路隧道，长1468.6m ，是福建、江西2省高速公路连接的主要工程组成部分。

该隧道按新奥法原理设计，采用复合衬砌，以锚杆、湿喷混凝土（钢筋挂网）等为初期支护，并辅以钢拱架、注浆小导管等支护措施，充分调动和发挥围岩的自承能力，在监控量测信息的指导下施作初期支护和2次模筑衬砌。

1.1地形地貌隧道场区为丘陵地貌，山坡坡度约30°～40°，植被较发育。

中部山脊走向近东西向，中部最高点罗卜顶岽旁标高约490m ，相对高差约130～160m 。

未见崩塌、滑坡等地质灾害。

1.2地质构造特征及地震隧道场地见有多条断裂构造，其中Fb22、Fb23断裂与隧道呈35°～60°斜交，为一地震波低速带，带内层理、节理发育。

岩层走向与隧道走向呈小角度相交，局部粉砂岩与细砂岩间有层间破碎现象。

向斜轴节理裂隙发育，围岩类别较低。

隧道场区发育有多条断裂破碎带，隧道洞身受断裂带影响明显。

1.3地下水概况隧道中部的构造断裂带位于小山谷旁，富水性较好。

隧道大部分穿行于粉砂岩、泥岩区，层理裂隙发育，且隧道发育有多条断裂带，为潜在的良好透水带。

2坍方和裂缝情况截止2005年11月11日，隧道左洞进口上导坑开挖至掌子面ZK100＋554，下导坑开挖至ZK100＋480，2次衬砌施工至ZK100＋397；右洞进口上导坑开挖至掌子面YK100＋362，下导坑开挖至YK100＋252，2次衬砌施工至YK100＋214.7。

2005年11月11日晚，左洞进口ZK100＋456～ZK100＋476段落初期支护开裂，拱顶掉块，出现塌方；ZK100＋436～ZK100＋456段出现5条裂缝，其中最大宽度为12mm 。

右洞除了Y K100＋281、Y K100＋283、Y K100＋284、Y K100＋285、Y K100＋287、Y K100＋288处出现5条小裂缝外，另外在Y K100＋345、Y K100＋322、Y K100＋357、Y K100＋357、Y K100＋255等处还出现5条裂缝。

当时裂缝最为严重的有Y K100＋281～Y K100＋288和Y K100＋345～Y K100＋357两段。

根据2005年11月25日施工单位与监理单位提供的观测资料，ZK100＋422～ZK100＋452和YK100＋247～YK100＋359处初期支护出现开裂、变形。

2005年12月1日，业主、设计、监理及施工单位4方代表在现场确定初期支护开裂、变形处理方案，并确定由设计单位依照施工单位和监理单位提供的资料提出塌方处治方案以及初期支护开裂、变形处的2次衬砌加强措施。

3坍方原因分析收稿日期：2009-12-15作者简介：卓益平（1973-），男，福建省仙游县人，本科，高工.某隧道病害原因分析及整治加固技术卓益平（福建省交通规划设计院，福州350004）摘要：某隧道在施工过程中发生塌方而引起已施作的初期支护开裂，在调查、掌握现场资料的基础上，对隧道塌方原因进行分析，研究塌方处治对策，提出初期衬砌裂缝处治方案和塌方体处治方案。

关键词：公路隧道；塌方处理中管棚；小导管注浆文章编号：1009-6477(2010)04-0114-04中图分类号：U459.2文献标识码：BAnalysis of Causes of Diseases in Some Tunnel and Strengthening Treatment TechniquesZHUO Yiping公路交通技术2010年8月第4期Technology of Highway and Transport Aug.2010No.43.1地形因素隧道轴线桩号为ZK100＋456～ZK100＋476处地表有条冲沟，沟底较深，常年有水，洞室埋深浅，大部分处于埋深小于40m的浅埋地段。

3.2地质因素1）该隧道轴线桩号K100＋230～K100＋302处地质围岩为中—微风化砂岩、粉砂岩、泥岩区，受构造影响，裂隙发育，呈碎石状压碎结构，地下水丰富。

2）左洞右侧地质条件差，塌方段处的地质属于Ⅴ级围岩，所穿过的围岩新鲜无杂质，受构造影响较大，裂隙发育，呈碎石状压碎结构，部分围岩呈粉碎状，且极软，用手就可以把围岩捏成粉末，地下水少。

3.3地质勘测因素地质勘探结果与实际开挖差异较大，在地质变差的情况下未考虑围岩的自稳能力而采用原有支护参数，故支护参数不足（即Ⅴ级围岩按Ⅳ级围岩设计）。

3.4施工方法和措施不当因素1）施工方法和设计不相符，设计按双侧壁导坑开挖，而施工却用上下台阶法，上下台阶拉得过长，其长度相差60m。

2）施工工序不紧凑，2次衬砌与掌子面距离过长，达120m。

3）钢支撑没有落地。

4）施工中对围岩认识不足,没有根据该段围岩实际情况及时变更支护形式。

3.5自然条件因素2005年11月雨水较多，坍方前4d连续下雨，地表冲沟冲刷厉害，地表水沿着断裂带渗入隧道围岩，使坍方处的围岩软化，降低了软弱面的强度，导致竖向及侧向压力增大是该隧道产生病害的主要原因。

综合上述情况，主要坍方原因由施工不当引起。

4裂缝原因分析1）右洞裂缝：隧道左右洞相距40～50m，左洞大塌方位置与右洞开挖掌子面还相差92m，且右洞在左洞塌方前已经出现多处裂缝，右洞初期支护变形受左洞塌方影响较小。

右洞处于褶皱和FB22断层带之间，围岩受其影响是不可避免的。

2）左洞裂缝：（1）左洞处于褶皱和FB22断层带之间，开挖后地应力变化较大是引起初期支护开裂的原因。

（2）左洞塌方范围较大，扰动了塌方周围围岩，使围岩在地应力的作用下向塌方凌空面方向移动，从而引起左洞ZK100＋422～ZK100＋452处初期支护变形开裂。

5隧道病害加固处治褶皱、FB22断层带及塌方事故直接影响初期支护拱体，拱顶初期支护下沉变形较大，并出现多条大裂缝，最大裂缝为5cm。

为了防止塌方范围继续扩大，以及防止前端的初期衬砌支护下沉变形加大，对初期支护开裂段落采取了如下加固措施。

5.1小变形裂缝处理小变形即初期支护变形小于10cm的段落支护加固为：1）先对每榀钢格栅拱脚底部每侧各施打向下45°的4根5m长注浆小导管锁脚，然后用U型钢做临时支撑，工字钢（或槽钢）做底梁；待钢支撑施工完毕后，设水平横向支撑形成环，U型钢用Φ25 mm钢筋纵向连接，环向间距为1.0m。

U型钢先按2m间距安装，加楔形木垫于喷射混凝土与型钢之间塞缝。

全段施工完毕后，按1m间距进行加密，安装位置应同原钢格栅重叠。

2）对初期支护拱顶90°夹角内增设长为5m、径向Φ50mm小导管，呈梅花型布置，间距为50 cm×50cm（图1）。

施工后及时注浆以加固围岩，防止洞室周围围岩塑性区进一步扩展。

小导管周壁注浆比较简单，注浆时间短，符合该段处治的实际情况。

由监控量测结果可以看出，小导管注浆后围岩变形减少，达到了预期效果。

在初期支护加固后，紧跟施作2次衬砌，防止变形扩展。

3）由于初期支护侵入了2次衬砌，故2次衬图1径向小导管加固2010年第4期卓益平：某隧道病害原因分析及整治加固技术115砌进行加强设计，由原设计的5根Φ20mm 钢筋更改为10根Φ25mm 钢筋。

5.2大变形裂缝处理大变形即初期支护变形大于10cm ，严重受到塌方体影响。

对岩体进行开挖保证2次衬砌满足强度要求，把原素混凝土2次衬砌改为钢筋混凝土衬砌结构，以增强衬砌强度。

1）在未作2次衬砌的地方用枕木临时顶住，然后进行加固处理。

2）在初期支护变形较大处，存在将来要施工的2次衬砌侵限问题，故进行特殊处理。

其处理方法采用换拱法，具体为：该段钢支撑加密为1榀40cm 。

由于该段剩下左核心土未开挖，故加密钢支撑处须挖槽以便放置仰拱部的钢支撑，同时对拱部沉陷的土体应按新的设计开挖线挖槽。

在原设计初期支护每两榀钢支撑之间新增一榀钢支撑。

对挖槽内先初喷1层4cm 厚C25混凝土，后架设新增的钢支撑，再喷1层16cm 厚C25混凝土。

如此挖槽、喷混凝土、架设钢支撑、再喷混凝土完成4榀后才能开始逐榀拆除该范围内的旧钢支撑，并挖除沉陷体至新的设计线；然后初喷4cm 厚C25混凝土，架设钢支撑，再喷1层16cm 厚的C25混凝土，与先前挖槽增设钢支撑喷混凝土形成一整体，再整体挂Φ12mm 钢筋网，最后再喷8cm 厚C25混凝土完成1个循环。

如此循环，直至完成该沉陷段的重新开挖及全部钢支撑抽换，如图2～4所示。

5.3塌方整治总体方案由现场地质勘察得知，塌方体围岩结构大部分松散，属于Ⅱ类（Ⅴ级）围岩，塌方体厚10m ，高16m ，塌方空腔较大（高15m ，不含隧道高度），塌方体不对称，向右侧偏移。

在处理、加固好未塌方段后，在做好隧道地表排导水和保证安全的前提下，按照下列方案和工艺过程进行塌方体处理。

1）加强对塌方体的监控量测，对洞周、塌方范围进行定时、定位观测，随时掌握塌方体动向，并及时反馈、分析，修正和完善抢险方案，提供补救措施。

2）在塌方体表面喷1层30cm 厚的喷射混凝土，将塌方体封闭，以保持塌方体稳定。

3）在塌方体表面打入小导管，注C30水泥浆以固结塌方体，对塌方体的导管注浆逐级跟进（图5）。

4）沿渣堆顶部初期支护出露的轮廓线，打入图2新加强钢支撑布置立面示意图3新加强钢支撑布置平面示意单位：mm图4新加强钢支撑剖面示意单位：cm（b ）加强支护示意（a ）换拱示意单位：m图5塌方处理侧面示意（下转第119页）公路交通技术2010年116!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!环向间距40cm 、外插角5°、长15～20m 的中管棚，并在每2根中管棚中间打入外插角为25°、长7m 的小导管。

小导管纵向间距为2.5m ，同时打入径向小导管（具体参数根据塌方体实际情况而定），并压浆固结塌方体和周边围岩，注浆压力为0.5～1.5MPa （图6）。

5）待塌方体注浆固结强度达到设计要求后，通过泵混凝土导管对空腔泵送C20混凝土，泵送混凝土至离拱顶10m 时，停止泵送。

混凝土应分2次泵送，第1次泵送至离拱顶7m 时停止泵送，待混凝土固结后，继续第2次泵送混凝土，直至设计高度。

待泵送混凝土固结后，方可进行下一个工序。

6）掘进过程中，要求严格采用双侧壁导坑开挖，在双侧导坑内侧采用小导管注浆加固。

7）初期支护完成后，仰拱紧跟施作，尽快形成初期支护闭合环，2次衬砌紧跟，以使塌方体变形小并保证塌方体稳定。

侧壁临时支护拆卸前，必须对注浆围岩钻孔取心，检测注浆效果，若注浆效果达不到要求，须重新补注加固。

6结论1）水是隧道软弱围岩坍塌破坏的主要原因，故在隧道施工过程中应超前探明地下水，并采取相应的防排水措施，预防由水诱发隧道坍塌。