在處理方法上,我國廣大的工程技術人員經過對過去隧洞塌方處理經驗總結,認為應按“小塌清、先支后清”和“大塌穿,先棚后穿”的原則快速進行。什么叫“小塌清、先支后清”和“大塌穿,先棚后穿”?所謂“小塌清、先支后清”,就是指當塌方量不大時,可采用將塌方全部清除的處理方法。在清除塌方之前,應將塌方的頂部支撐牢固,避免繼續塌落,防止洞頂掉塊砸傷施工人員。因為當隧洞發生第一次塌方后,自然拱范圍內的土石還有繼續坍塌的可能,塌方坑道的兩側邊坡常不穩定,先清除塌碴可能會使側壁失去平衡而松動塌落,塌方坑道進一步增寬,自然拱進一步增高而再次塌方。如此反復,極有可能引發大塌方。當然,若圍巖地質條件較好,塌方只是局部的松軟夾層,且范圍不大,經分析不會繼續塌方時,也可對塌方進行清除處理,再進行支撐或不支撐。所謂“大塌穿,先棚后穿”,就是指當塌方量很大,一時難以清除,塌穴形狀和大小無法查明時,可將塌方體視為松散破碎的地層,采用超前支撐、開挖導坑的方法穿越塌方體。穿越前必須將塌方部為的兩端支頂牢固,防止塌方延伸。穿越時,使用插板法支撐,在導坑頂部采用插板插入塌方體,形成棚頂,在棚頂的保護下,逐步開挖進占,并考慮邊挖邊襯砌。
貴州省畢節市倒天河水庫加高擴建工程右壩肩灌漿平洞在開挖過程中發生一起大塌方。經參建單位有關技術人員現場勘察,發現塌方的范圍極廣,塌碴已充滿整個平洞開挖坑道,且補給量極大,為飽和粘土夾巖石碎屑和小部分巖塊。經分析,該段隧洞圍巖條件極|考試|大|差,為Ⅳ類圍巖斷層破碎帶,巖性主要為主要為灰巖并夾有松軟粘土,地下水、節理、層理及裂隙發育,層面交錯,風化極為嚴重,且該上部圍巖為松軟粘土夾巖石碎屑,下部圍巖稍好,為塊狀巖體夾薄層松軟粘土,致使圍巖自穩能力極差,成型很困難。針對這一不利情況,通過參建單位有關技術人員研討,最后確定采用“超前臨時支撐法”施工方案對該段隧洞塌方進行處理。處理方法及步驟如下:
(1)采用工字鋼和大直徑鋼筋預制鋼拱桁架。
(2)施工排水。
(3)采用輕型軌道鋼或工字鋼(可用廢舊材料)按一定水平間距沿隧洞設計開挖線以外斜向頂部打入塌方堆積體內,形成頂棚。
(4)采用千斤頂調整軌道鋼或工字鋼高度,使其大致在隧洞頂拱外弧線上,并用圓木支撐固定。
(5)采用預制鋼拱桁架支撐替換圓木支撐,用千斤頂進一步調整軌道鋼或工字鋼高度,使其在鋼拱桁架的外弧線上。
(6)在臨時支護結構的保護下,邊挖邊撐,將隧洞設計開挖線內的塌碴逐段清除。在清除塌碴的同時,為了避免前方塌方堆積體發生坍塌,應采用鋼管、木樁或工字鋼等將掌子面塌方堆積體支撐牢固。各個支撐構件,均不得侵占襯砌斷面。襯砌后不再拆除。
(7)隨即對隧洞按設計要|考試|大|求進行鋼筋混凝土襯砌。每掘進1m,應馬上立模澆注混凝土。
(8)重復上述操作,循序漸進,逐步推進。
經過約一個月的努力,終于通過了塌方段,完成了施工任務。
4 結束語
塌方地段的地質條件很差,塌方形成圍巖更加松軟、錯亂,會形成更大的山巖壓力。因此,加強施工臨時支護和襯砌措施具有重要意義。除此之外,我們應對襯砌以外的空洞和圍巖進行加固,填實塌穴,進行回填灌漿,力求根治,以免后患。