隧道关门式大塌方的处治方法与流程

技术特征：

1.隧道关门式大塌方的处治方法，其特征在于：将需要处治的隧道分为靠近洞口的可见塌方影响段(ⅰ)、塌方段(ⅱ)和靠近掌子面(1)的不可见塌方影响段(ⅲ)三段，处治方法包括以下步骤：

步骤一、在可见塌方影响段(ⅰ)进行应急处理

在可见塌方影响段(ⅰ)，对隧道两侧边墙进行反压，约束隧道两侧边墙变形；然后，填渣反压塌方体下部隧道横断面的塌渣(2)，放缓塌渣(2)坡面；

步骤二、对可见塌方影响段(ⅰ)进行临时支护及加固

s2.1确定可见塌方影响段(ⅰ)范围：根据前期开挖揭示的工程地质情况、实际施工方法及塌方影响段有无变形和变形大小，综合判断确定可见塌方影响段(ⅰ)的范围；

s2.2对可见塌方影响段(ⅰ)进行临时支护：在隧道已有的初期支护(3)的基础上，按从远离塌方段(ⅱ)向靠近塌方段(ⅱ)推进的施工顺序，间隔设置钢架支撑组和/或连续钢架作为临时支护，约束隧道过大变形；

s2.3隧道脱空检查：确定可见塌方影响段(ⅰ)隧道初期支护(3)与隧道开挖轮廓面之间的空腔部位及空腔大小；

s2.4回填隧道初期支护(3)与隧道开挖轮廓面之间的空腔：采用混凝土回填整个空腔，或者在隧道拱部回填混凝土形成连续拱圈；

s2.5注浆加固：对可见塌方影响段(ⅰ)的围岩进行注浆加固；

步骤三、对塌方段(ⅱ)进行处治

s3.1对塌方段(ⅱ)采用小导管注浆固结塌渣(2)成拱法和/或开挖塌渣(2)泵送砼回填成拱法进行处治，其中：

小导管注浆固结塌渣(2)成拱法：采用注浆小导管(6)超前固结加固隧道拱部的塌渣(2)，使塌渣(2)形成钢筋砼碎石固结拱(14)；

开挖塌渣(2)泵送砼回填成拱法：对隧道拱部开挖轮廓线外的塌渣(2)进行开挖，在塌腔内灌注砼形成固结拱(7)；

s3.2开挖塌方段(ⅱ)的塌渣(2)；

s3.3在塌方段(ⅱ)隧道拱部布设排水结构；

s3.4拆除可见塌方影响段(ⅰ)的临时支护；

s3.5施工二次衬砌(4)；

步骤四、对不可见塌方影响段(ⅲ)进行处治。

2.如权利要求1所述的隧道关门式大塌方的处治方法，其特征在于：步骤一中，还采取临时排水措施，并采用机械填渣反压紧邻塌方体的边墙，反压长度不小于10m，反压高度不低于150cm，填渣外坡比不陡于1:1；填渣反压塌渣(2)后的坡面不陡于1:1，并在隧道起拱线部位留马道平台(5)。

3.如权利要求1所述的隧道关门式大塌方的处治方法，其特征在于：若塌渣(2)没有完全塌满隧道开挖断面，塌渣(2)表面堆渣反压到一定高度后，封堵隧道拱顶没有塌满的缺口。

4.如权利要求1所述的隧道关门式大塌方的处治方法，其特征在于：步骤s2.2中，在远离塌方体的隧道段，间隔布置钢架支撑组；在紧邻塌方体的隧道段，设置连续钢架。

5.如权利要求4所述的隧道关门式大塌方的处治方法，其特征在于：钢架支撑组施工技术要求为：在隧道拱部及边墙，按不少于3榀钢架为一组进行联合支护，相邻两组的间距为2m～5m，每榀钢架设水泥砂浆锁脚锚杆；钢架采用工字钢，钢架内缘布置纵向连接钢筋，钢架与已有的初期支护(3)面紧贴，不能密贴处采用砼预制块支垫后喷砼填缝密实；

连续钢架施工技术要求：在隧道拱部及边墙部位已有的初期支护(3)的基础上，沿隧道纵向间隔布置钢架，钢架采用工字钢，钢架内缘布置纵向连接筋；每榀钢架设水泥砂浆锁脚锚杆，钢架与已有的初期支护(3)面紧贴，不能密贴处采用砼预制块或木楔支垫后喷砼填缝密实。

6.如权利要求1所述的隧道关门式大塌方的处治方法，其特征在于：步骤s2.4中，若空腔高度小于1.5m，采用c20混凝土对整个空腔进行回填，否则在隧道拱部回填c20混凝土并形成1.5m厚的连续砼拱圈；步骤s2.5中，对可见塌方影响段(ⅰ)紧邻塌方段(ⅱ)的隧道段，采用超前小导管对围岩进行注浆加固；对其余可见塌方影响段(ⅰ)的隧道段，采用小导管进行注浆，注浆施工顺序自下而上。

7.如权利要求1～6任一权利要求所述的隧道关门式大塌方的处治方法，其特征在于：步骤s3.1中，小导管注浆固结塌渣(2)成拱法的步骤如下：

a.检查塌方区的塌渣量，若塌渣(2)没有填满隧道开挖断面或局部隧道开挖轮廓线外无塌渣(2)，先吹砂回填隧道开挖断面内空腔，吹填砂土层高出隧道设计开挖轮廓线，再在吹填砂土层以上通过砼回填塌腔；

b、在隧道拱顶范围内，采用注浆小导管(6)超前固结加固隧道拱部的塌渣(2)，注浆小导管(6)按小角度和大角度相结合的方式布置，其中小角度为超前向上外插角5°～10°，大角度为超前向上外插角45°～90°；

c、对隧道拱部注浆加固塌渣(2)与塌腔两侧岩面的接触区进行加固。

8.如权利要求7所述的隧道关门式大塌方的处治方法，其特征在于：a步骤中，吹填砂层的高度超出隧道设计开挖轮廓线50cm，再泵送c20砼回填塌腔，回填砼的顶面至隧道开挖拱顶向上150cm高度；c步骤中，沿隧道纵向，在隧道两侧塌方体内侧，向塌腔面岩体设置外插角水平向上的水泥砂浆锚杆，锚杆穿过塌渣(2)锚入岩体，锚杆外露端与钢架连接。

9.如权利要求1所述的隧道关门式大塌方的处治方法，其特征在于：步骤s3.2中，开挖断面以隧道起拱线为界，分为上断面与下断面两部分，分部开挖，先开挖上断面，后开挖下断面；其中，上断面采用环形分部留核心土法开挖，开挖后喷砼封闭开挖坡面。

10.如权利要求1所述的隧道关门式大塌方的处治方法，其特征在于：步骤四中，对不可见塌方影响段(ⅲ)进行处治方法与步骤二对可见塌方影响段(ⅰ)进行临时支护及加固的方法相同。

技术总结
本发明公开了一种隧道关门式大塌方的处治方法，涉及隧道工程领域，解决的技术问题是提供一种对隧道洞口与隧道开挖掌子面之间出现大塌方事故的处治方法，填补现有技术的空白。本发明采用的技术方案是：隧道关门式大塌方的处治方法，将需要处治的隧道分为靠近洞口的可见塌方影响段、塌方段和靠近掌子面的不可见塌方影响段三段，首先，在可见塌方影响段进行应急处理，避免塌方继续扩大；其次，对可见塌方影响段进行临时支护及加固；再次，对塌方段进行处治；最后，对不可见塌方影响段进行处治。本发明隧道关门式大塌方的处治方法按照从安全区域向危险区域推进的顺序组织施工，可提炼为“三段四步法”，适用于对隧道关门式大塌方的处治。

技术研发人员：吴学智
受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2021.04.08
技术公布日：2021.06.18