公路隧道塌方治理措施研究
摘 要：在公路隧道施工中，隧道塌方是常见的施工风险，对隧道塌方治理措施进行研究是隧道施工和配合施工中重要的课题之一。
文章在分析公路隧道常见塌方治理的基本方法和工作流程的基础上，以太澳（山西太原至澳门）高速公路过风崖隧道为例，重点分析注浆加固方案的设计与实施，研究结果对于治理公路隧道塌方具有一定的参考价值。
毕业论文网 /2/view—12061693.htm 关键词：公路隧道；围岩塌方；注浆加固 近年来，国家不断加强对交通建设的投入，公路隧道（尤其长大隧道）的建设有了快速发展。
但是由于受到特殊水文地质条件的影响，在隧道修建和运营过程中，隧道塌方对隧道结构安全产生了严重影响。
本文结合太澳（山西太原至澳门）高速公路过风崖隧道塌陷治理工程，对公路隧道塌方加固治理的关键技术进行研究和探讨。
1 公路隧道塌方治理的基本方法 通过研究和分析已有研究成果，总结目前隧道塌方治理的基本方法是：（1）隧道塌方的影响程度分析：塌方区的定位、塌方影响深度及塌方对隧道安全影响分析等。
（2）隧道塌方治理方案研究：地表塌方区常采用塌坑回填碾压治理，地表以下塌方区采用高压注浆的方法进行治理。
（3）隧道塌方治理实施及效果分析：治理效果分析主要包括隧道围岩加固效果分析、隧道衬砌变形及裂缝扩展分析等。
2 隧道塌方治理技术研究现状 公路隧道在开挖施工过程中遇到围岩塌方情况较多，与此相关的治理措施技术也比较成熟。
但对于隧道运营过程中发生的围岩塌方情况较为罕见，此类病害的治理研究较少。
对于隧道运营过程中发生的围岩塌方治理目前主要通过围岩塌方程度分析、塌方治理方案设计及实施、治理效果分析三个步骤实施。
既有公路隧道塌方的程度分析，目前主要采用各种探测工具，塌方区的定位主要采用全站仪、GPS定位技术等；塌方区的塌方深度检测主要采用钻探勘测、探地雷达探测及地震波探测仪探测等。
塌方区的治理方面，地表塌方区主要采用塌坑回填碾压治理、地表以下塌方区采用高压注浆的方法进行治理。
其中在岩土工程中经常采用注浆方法对地基与基础中的不密实区域进行加固处理。
经过50多年的发展，我国的隧道注浆加固技术无论是在理论上，还是在实际应用上，都取得了长足的进展。
本文以公路隧道围岩塌方治理方案设计与实施为重点，探讨了公路隧道围岩塌方治理的关键技术――注浆加固技术。
图1 注浆加固技术的流程图 4 注浆加固方案的设计与实施 4.1 过风崖隧道工程塌方情况介绍 过风崖1#隧道以强风化石英砂为主，过风崖2#隧道以弱风化石英砂为主。
2#隧道左线施工至LK66+446处，开挖后出现塌方，经治理后，隧道运营中再次发生塌方。
大致过程是，过风崖2#隧道上部山体出现局部塌方，发生后对塌方土坑及时进行了填筑修复，填筑后发现填筑体整体下陷，出现拉裂裂缝。
经监测，塌方区填筑体下陷了0.5—0.6m，填筑体附近山体又出现较宽裂缝，塌方沉陷还在继续发展。
此次山体局部塌方主要由隧道围岩塌方引起，不但危及到了S235省道，而且对该隧道工程产生不利影响。
4.2 地表注浆加固方案的设计 4.2.1 设计原则与技术要求。
隧道塌方治理方案设计原则：功能性、适应性、可实施性、经济性、对环境的保护以及安全性原则。
技术要求包含的内容非常多，这里只介绍主要的几点：（1）钻孔过程中要严格控制钻孔深度，以免破坏隧道结构；（2）合理的钻孔和注浆次序，保障施工质量；（3）对于渗水严重的孔，严格控制进水量；（4）要严格按照施工方案进行注浆施工，不能随意改动；（5）山顶注浆孔位置积水要及时处理，防止下渗；（6）拱脚排水系统效果要明显；（7）钻孔过程中要严格控制孔位、孔深和标高；（8）注浆顺序采取跳孔跳排注浆；（8）洞内加强检测；（9）注浆后取芯，检查注浆效果，及时治理裂缝；（10）尽量保证施工所需资料及技术，确保注浆一次性顺利完成。
4.2.2 方案设计。
注浆孔采用梅花形式布置，相邻两排孔的间距为5m，每排相邻两孔间的间距为5m，如下面的图3。
注浆孔注浆区域为隧道拱顶上方10m内，注浆断面图如图4所示，注浆孔径75mm，孔间距为5m，呈梅花形布置。
浆液配制采用425#普通硅酸盐水泥，水泥浆液配制水灰比0.6一0.8，注浆量以达到注浆压力为止（最大不超过1.5MPa）。
注浆步骤顺序是，首先对隧道左边墙一侧的注浆孔注浆，使隧道周围不密实、脱空较为严重的岩土得到一定的加固；再对一隧道右边墙一侧的注浆孔注浆，保证隧道左右受力平衡；最后对隧道拱顶部位注浆孔进行注浆。
同时要求隔排注浆，即相邻两排孔分开注浆，目的是有利于检测前期注浆效果。
图2 地表注浆孔孔位总体布置图 图3 地表注浆孔孔位局部水平布置图 图4 地表注浆孔钻孔布置图 4.3 质量保障措施 4.3.1 对所有桩号和孔位进行复核，确保放样准确。
4.3.2 所有进场材料必须经检验合格后方能使用，不合格产品杜绝使用。
4.3.3 由于围岩的松散程度，在钻孔过程中会出现不返水现象，导致少量水进入隧道内。
因此提前在隧道内拱脚处钻取泄水孔，加上原本隧道本身的排水系统，完全能够将渗漏水一次排出衬砌结构外，确保隧道内不积水。
4.3.4 钻孔达到设计深度后，及时用高压水清孔。
如果钻孔过程中围岩出现空洞情况下，通过钻杆和钻机上的刻度尺准确计算出空洞位置，并在注浆管上现场制作钢花眼和用透明胶布包裹，确保注浆时在空洞处顺畅的压至浆液去填充和加密。
4.3.5 注浆管下到设计深度后，用水泥袋包裹注浆管，防止注浆管堵塞。
4.3.6 在注浆时通过实时监测隧道各断面变形、衬砌裂缝扩展及渗水情况等，合理调整注浆量、注浆部位和注浆压力等，保证注浆工程安全实施。
4.3.7 由于隧道围岩塌方区域衬砌裂缝分布较为集中，为了最大限度保证注浆安全，注浆施工前，在隧道LK66+427—LK66+460段布置22榀钢拱架，相邻两棍间距为1.5m。
5 注浆加固方案实施 考虑到本隧道山体的不稳定性，为保证浆液良好的操作性、适应性和结构安全性，浆液采用灌性好、早凝早强、成本经济的水泥浆液，水灰比控制在0.6—0.8，凝固时间为8小时左右，按照步序A设计要求，以1，5MPa注浆压力分步注浆，具体施工步骤如下： 5.1 注浆孔布置 隧道注浆加固区域为LK66+410—LK67+510段。
注浆孔采用梅花形布置，沿隧道方向布置5排注浆孔，相邻两排间距5m，每排相邻两孔间间距5m。
5.2 注浆孔成孔 由GPS确定各个注浆钻孔的深度，然后采用电动回转钻机成孔，钻孔直径为75rnrn，每个注浆孔与隧道距离控制在2m左右。
钻机钻到设计深度后清理孔位并拔出钻头，同时下设加工好的钢管（直径30mm，其中一端10m范围内钻设间距20cm、直径15mm的孔眼用于注浆）于孔内。
5.3 动态跟踪注浆加固 采用隧道激光断面仪监测并记录隧道各断面数据；并观测隧道裂缝变化和渗水情况，确保注浆过程中隧道结构安全，直至注浆完成。
6 结语 对于公路隧道围岩塌方的治理问题，每个隧道都有自己的特点，所用技术也不尽相同。
本文只是对注浆加固方法进行了探究，隧道围岩塌方治理还有很多技术应在今后的工程实践中不断的总结和补充。
参考文献 [1] 王华牢，李宁，王皓.隧道施工塌方风险评估与控制措施[J].交通运输丁程学报2010，10（4）. [2] 乔明灿.公路隧道围岩塌方治理应用技术研究[D].郑州大学，2011.