马鹿箐隧道坍塌施工预案
一、工程概述
新建铁路宜昌至万州线是沿江铁路通道的重要组成部分,东起鸦宜铁路花艳站（含），西止达万铁路万州站（含).沿途经贺家坪、榔坪、野三关、高坪、建始、恩施、利川、重庆五桥至万州车站。宜万铁路基本成东西走向，位于鄂西长江与清江分水岭的低山和中高山的半坡地区,地形极其困难，地质极其复杂，岩溶、顺层、滑坡、断层破碎带和崩塌等主要不良地质现象广泛。
马鹿箐隧道全长7879m,进口位于屯堡长阳沟,出口位于箐口道湾.隧道地处北亚热带温湿季风气候区,温和多雨。年平均气温12。8℃,多年平均降雨量1280.1mm。
二、工程地质
隧道区内主要岩溶地貌类形为丘(峰）丛洼地、溶蚀—侵蚀峰丛峡谷、峰丛洼地、溶蚀洼地、溶丘（槽谷）谷地等.地表岩溶形态除了有峰丛、洼地、溶丘外，普遍的有岩溶沟(谷）、岩溶槽谷、岩溶沟（峡）谷、石芽、盲谷、坡立谷等。地下岩溶形态主要有地下河、溶洞、漏斗、落水洞、岩溶管道、溶缝、地下廊道等。岩溶发育具有如下规律：岩溶发育自浅到深，其强度逐渐减弱；岩层产状平缓时，碳酸盐岩层间所夹透水层段，其上部含水层岩溶化较强,往往形成强富水段；下部岩溶发育较弱。
三、施工组织
为了确保隧道顺利通过岩溶地段，我部根据施工要求,特成立“马鹿箐隧道通过岩溶地段施工领导小组”进行施工管理、现场协调和指挥。 施工预案小组名单：
组长：向东
副组长： 张宏明 文易 王力
成员： 刘世标 宋双福 尹道林 阮金生 李俊 韩军 张亚平 林恩中
叶高成 游云
四、隧道坍塌预防措施
(一）、发生的坍塌的原因 1、地质因素
(1)隧道穿过断层及破碎带,一经开挖，潜在应力释放,承压快、围岩失稳而坍塌；
（2)当通过各种堆积体时,由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌；
(3）在挤压破碎带，岩脉穿插带、节理密集带等碎裂结构地层中,岩块间互相
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挤压钳制，一经开挖则失稳,常见围岩掉块、坍落。在软弱结构面发育的情况下，或泥质充填物过多，均易产生较大的坍塌；
（4）在构造运动的作用下，薄层岩体形成的小褶曲、错动发育地段，施工中常常发生坍塌；
（5）岩层软硬相间，或有软弱夹层的岩体，在地下水的作用下，软弱面强度大大降低，因而发生坍塌；
（6)地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍塌。 2、施工方法和措施不当
(1)施工方法选择不当或工序间距安排不合理.各工序间距时间拉的较长,地层暴露时间过久，引起围岩松动、风化、招致坍塌的发生; （2）喷锚不及时，或混凝土质量、厚度不符合要求；
（3）采用钢支撑时，支撑架设质量欠佳，支撑与围岩不密贴，两者间的空隙填塞不密实，或联结不够牢固，不能满足围岩压力所需的强度要求； (4）有时抽换支撑不当，或当支撑已经出现受力过大的现象而未及时加固; （5）爆破作业不当，用药量过多;
（6）处理危石措施不当，引起危石坠落，牵动岩层坍塌。 （二）坍塌征兆
（1）量测信息所反应的围岩变形速度或数值超过允许值； （2）喷射混凝土产生纵横向的裂纹或龟裂； （3）在坑底或坑壁发现不断掉下土块、小石块； （4）岩层层理、节理缝或裂隙变大、张开;
（5)钢拱架（格栅）发生变形或扭曲，连接钢板脱焊、拉裂，钢拱架（格栅）发生“噼啪\"的拉裂声；
（6）坑道内渗水、滴水突然加剧或变浑。 （三）预防坍塌方施工措施
要预防隧道施工坍塌,首先做好地质预报，选择相应的安全合理的施工方法和措施。在施工中注意掌握下述要点: 1、先排水
在施工前和施工中均应采取相应的防排水措施,尽可能的将坑外之水截于坑道之外。 2、短开挖
各部开挖工序间的距离要尽量缩短，以减少围岩暴露时间. 3、弱爆破
在爆破时，要用浅眼、密眼，并严格控制用药量或用微差毫秒爆破。
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4、强支撑
针对地压情况，确保支护结构有足够的强度。 5、快衬砌
衬砌工作需紧跟开挖工作面进行，力求衬砌尽快成环。 6、勤检查、勤量测
对围岩发现有变形或异状，要立即采取有效措施及时处理隐患。
五、隧道坍塌处理措施
（一）一般处理坍塌步骤及方法 1、防止坍塌扩大范围
坍方发生后,首先应防止坍方继续扩大:
（1）在坍方范围顶部、侧壁上的危石及大裂缝，应先行清除或锚固; （2）对坍方范围前后原有的支护进行加固，以防止坍方扩大； （3）在坍方范围内架设支撑或喷射混凝土,必要时加设锚杆；
（4）加快衬砌。对坍方两端应尽快做好局部衬砌,以保证坍方不再扩大. 2、处理坍塌措施
（1）如坍塌体积较小，且坍塌范围内进行了喷锚，或已架设好较为牢固的构件支撑,可由两端或一端先上后下的逐渐清除坍渣，随挖随喷射混凝土,随架设临时支撑支顶；
（2)如坍塌体积较大，或地表已经下沉,或因坍塌体堵塞，无法进入坍方范围进行支护时，则可注浆加固坍体，然后用“穿”的办法在坍体内进行开挖、衬砌； （3）处理坍塌的同时,应加强排水，即“治坍先治水”. (二）、处理坍塌方常用支护形式 1、喷锚处理
采用喷锚处理较大型坍方，较之采用架设支撑，更加安全快速,且省工省料。 （1）由外向内、由上而下，逐段随清坍渣随向岩壁先喷射一薄层砂浆,然后
坍渣体再喷射混凝土.混凝土宜分层厚5cm左右； 坍 方 支 撑（2）喷射1～2层混凝土后，可随即加设锚杆在喷射混凝土上； (3）坍渣清除后，随即做好衬砌。 2、构件支撑处理
（1）在坍体不太高、坍穴略呈锥形、坍壁不太松散的情况下，使用人字架支撑（图1）。
3 坍渣体
（2）当坍体较高,但坍体两侧壁形状比较整齐，且侧向不大时,可按垂直于隧道中线的方向架设横向排架。现将坍体顶的石渣扒平，铺上横梁,再在其上架设排架。排架间距根据坍穴围岩情况而定，一般为1~2m左右.须注意在排架间用剪刀撑撑稳，下部横梁要随坍渣的清除随时倒换撑稳（图2）。
填塞木
下横梁
坍渣随坍方清除倒换支撑
拱圈外轮廓线高 坍 方 支 撑
（3）当坍塌方较大，且围岩压力也较大时,宜在坍方范围内全部用纵向棚架支撑。现将坍渣顶部适当扒平，沿隧道中线方向平行设置纵地梁数根（地梁下预铺横梁），于纵地梁上按照导坑支撑的形式以1m左右的间距架设箱形棚架.以后逐层向上架设至坍方顶部，用填塞木塞紧。随着坍渣的清除，加设立柱,并以纵撑撑好（图3）.
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纵 向 棚 架 支 撑（4）当坍塌方直至地表而深度不大时（小于10m），可设置井箍。由地面向下逐步清除坍渣，随即架设箍架支撑。箍架的形式可为多边形、矩形或方形，视坍穴的形状而定，架距不大于1m。
当坍方较深时，则可先将井口至坍渣顶面一段箍好，不进行清理坍渣，而在洞内采用穿过坍方的施工方法。
如坍井较大,宜采用喷锚支护井壁的方法.
（5)当坍塌穴成斜孔时,处理方法根据斜度而定,倾角小于等于30度，可按斜井的施工方法进行出渣及支撑;倾角大于35度时,运用井箍支撑及由上而下地清渣。
（三）衬砌措施与回填方法 1、衬砌施工
（1）随着坍渣的逐渐清除,衬砌逐段推时，快速成环.最好由坍体的两端对向施工,随即回填密实.在坍穴最高处或两端衬砌接头处应预留回填及进出料孔。 （2）如坍塌范围的围岩不够稳定，在处理坍塌方中有继续坍塌的可能时，可在坍方范围内选择适当的位置做坍体护拱，以掩护施工操作.护拱上应以碎石铺填2m厚左右作为缓冲层（图4）。
缓冲层5 坍体护拱
（3）如坍体未进行预先注浆加固，而采用“穿过”的施工法时，拱角处的衬砌圬工应加宽灌抵开挖轮廓壁（开挖轮廓不过大时），以便保证拱脚稳固。
2、坍塌回填
（1）坍塌清除坍渣后,则拱背应先以浆砌片石回填2~3m厚，其上再用干砌片石回填，回填高度应尽量填满坍塌范围，坍体内木支撑应尽量拆除；
（2)在坍塌体的护拱与拱圈间应全部回填密实，坍体护拱以上回填厚度可根据具体情况而定，但不应小于2m；
（3）如坍塌范围高大,在坍塌穴内进行回填操作不便时，可选择适当位置另行开凿专供回填用的坑道；
（4）如坍塌方直达地表，除按规定做好拱部回填外，另用一般土回填夯实至距地表1~2m，再用粘土回填至略高于地表并向四周倾斜，周围做好排水沟。
中铁十一局集团四公司宜万项目部
2004年8月10日
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