在处理方法上,我国广大的工程技术人员经过对过去隧洞塌方处理经验总结,认为应按“小塌清、先支后清”和“大塌穿,先棚后穿”的原则快速进行。什么叫“小塌清、先支后清”和“大塌穿,先棚后穿”?所谓“小塌清、先支后清”,就是指当塌方量不大时,可采用将塌方全部清除的处理方法。在清除塌方之前,应将塌方的顶部支撑牢固,避免继续塌落,防止洞顶掉块砸伤施工人员。因为当隧洞发生第一次塌方后,自然拱范围内的土石还有继续坍塌的可能,塌方坑道的两侧边坡常不稳定,先清除塌碴可能会使侧壁失去平衡而松动塌落,塌方坑道进一步增宽,自然拱进一步增高而再次塌方。如此反复,极有可能引发大塌方。当然,若围岩地质条件较好,塌方只是局部的松软夹层,且范围不大,经分析不会继续塌方时,也可对塌方进行清除处理,再进行支撑或不支撑。所谓“大塌穿,先棚后穿”,就是指当塌方量很大,一时难以清除,塌穴形状和大小无法查明时,可将塌方体视为松散破碎的地层,采用超前支撑、开挖导坑的方法穿越塌方体。穿越前必须将塌方部为的两端支顶牢固,防止塌方延伸。穿越时,使用插板法支撑,在导坑顶部采用插板插入塌方体,形成棚顶,在棚顶的保护下,逐步开挖进占,并考虑边挖边衬砌。
贵州省毕节市倒天河水库加高扩建工程右坝肩灌浆平洞在开挖过程中发生一起大塌方。经参建单位有关技术人员现场勘察,发现塌方的范围极广,塌碴已充满整个平洞开挖坑道,且补给量极大,为饱和粘土夹岩石碎屑和小部分岩块。经分析,该段隧洞围岩条件极|考试|大|差,为Ⅳ类围岩断层破碎带,岩性主要为主要为灰岩并夹有松软粘土,地下水、节理、层理及裂隙发育,层面交错,风化极为严重,且该上部围岩为松软粘土夹岩石碎屑,下部围岩稍好,为块状岩体夹薄层松软粘土,致使围岩自稳能力极差,成型很困难。针对这一不利情况,通过参建单位有关技术人员研讨,最后确定采用“超前临时支撑法”施工方案对该段隧洞塌方进行处理。处理方法及步骤如下:
(1)采用工字钢和大直径钢筋预制钢拱桁架。
(2)施工排水。
(3)采用轻型轨道钢或工字钢(可用废旧材料)按一定水平间距沿隧洞设计开挖线以外斜向顶部打入塌方堆积体内,形成顶棚。
(4)采用千斤顶调整轨道钢或工字钢高度,使其大致在隧洞顶拱外弧线上,并用圆木支撑固定。
(5)采用预制钢拱桁架支撑替换圆木支撑,用千斤顶进一步调整轨道钢或工字钢高度,使其在钢拱桁架的外弧线上。
(6)在临时支护结构的保护下,边挖边撑,将隧洞设计开挖线内的塌碴逐段清除。在清除塌碴的同时,为了避免前方塌方堆积体发生坍塌,应采用钢管、木桩或工字钢等将掌子面塌方堆积体支撑牢固。各个支撑构件,均不得侵占衬砌断面。衬砌后不再拆除。
(7)随即对隧洞按设计要|考试|大|求进行钢筋混凝土衬砌。每掘进1m,应马上立模浇注混凝土。
(8)重复上述操作,循序渐进,逐步推进。
经过约一个月的努力,终于通过了塌方段,完成了施工任务。
4 结束语
塌方地段的地质条件很差,塌方形成围岩更加松软、错乱,会形成更大的山岩压力。因此,加强施工临时支护和衬砌措施具有重要意义。除此之外,我们应对衬砌以外的空洞和围岩进行加固,填实塌穴,进行回填灌浆,力求根治,以免后患。