福鼎市X973县道斗门头至硖门村尾段
改造工程（一期工程）
塌方冒顶处理方案
（前 期）
浙江省隧道工程公司
福鼎市X973县道斗门头至硖门村尾段改造工程项目部
2012年2月27日
隧道塌方冒顶处理方案（前期）
一、工程概况：
福鼎市X973县道斗门头至硖门村尾段改造工程主线起点位于硖门乡斗门头村桥头，线路全长2.07km（主线桩号K0+000～K1+440，接线桩号AK0+000～AK0+672.311），其间新建南埕山隧道1座，全长831m（桩号K0+425～K1+256），净宽12米，净高5.0m。隧道最大埋深约160m，深部围岩为微风化凝灰熔岩及凝灰岩，为坚硬岩，岩体呈块状。
二、塌方冒顶发生情况：
2012年2月25日22时40分在K0+877～K0+879段按设计（原为Ⅱ级围岩，变更为Ⅳ级（S4b）围岩）进行爆破掘进，2012年2月25日23时20分开始进行出碴，在进行出碴过程中发现掌子面K0+879（施工次序由进口往出口方向施工）隧道顶部偏左开始有零星掉块（砂土状强风化凝灰岩、含水）。至2012年2月26日0:20分慢慢坍塌形成漏洞环向宽度约1.5m，纵向宽度约0.5m，深度约1m。为保证施工人员安全，项目部决定停止施工，并安排专人进行监测，2012年2月26日2时塌方量逐步增大，至2012年2月26日3时发生隧道冒顶（此段埋深约160m），塌方量较大，压埋开挖台车、机具等设备（设备材料损耗清单附后），无人员伤亡；塌方量约300m3，塌方体（砂土状强风化凝灰岩）基本填满隧道K0+875～K0+879段位置（隧道塌方冒顶相片附后）。 三、塌方冒顶原因分析：
2012年2月26日业主、设计、勘察、监理、施工五方代表在塌方冒顶现场踏勘，并召开专题会议，结合本隧道的地质情形，经细致分析和讨论，共同认为造成塌方冒顶的原因为：K0+867～K0+879段
围岩原设计是Ⅳ级（S4b）围岩，初支类别为长3mΦ22@1000锚杆，单层Φ8@250钢筋网，Φ22钢格栅支护，厚23cm喷射混凝土。根据现场实际情况，此段有一断层，岩性软弱，岩体破碎，岩体力学强度低，实际隧道围岩应为V 级围岩（砂土状强风化凝灰岩、松散），由于岩体结构松散，颗粒间无较结或较结差，造成开挖后引起隧道塌方冒顶。
四、塌方冒顶处理措施：
1、洞内观测：
增强观测洞内围岩和塌方体后方已施工的初期支护变形情况，并将现场监控数据进行回归研究，以便对围岩及初期支护稳定进行研究与加固。在清除塌方体过程中应加强拱顶下沉和周边位移收敛数据的观测，观测频率要加大，用观测数据来指导清除坍塌体的工作。
a.隧道拱顶沉降量测：采用精密水准仪进行拱顶沉降监测,每5 m 一个监测断面。
b.隧道围岩收敛变形量测：采用周边收敛仪进行围岩周边收敛变形量测,每5 m 一个监测断面。
c.隧道支护结构受力监测：在隧道围岩与支护结构之间预埋压力盒,并应用钢弦测力计测量压力盒受力。
2、塌方冒顶处理施工流程：
根据专题会议精神，塌方冒顶处理分两步进行，首先应找出坍塌点位置，确定坍塌面积与位置情况后，再由设计单位根据空洞位置、范围出具书面处理措施方案。
塌方冒顶处理总体思路为短进尺强支护，逐段边开挖边钢支撑边网喷，具体流程为：清理台车→塌方体注浆固结→附近未塌部分拱顶进行加固处理（注浆）→塌方体上部边开挖边支护（超前小导管、工
字钢和喷砼）→找到坍塌点位置并加固掌子面。
3、塌方冒顶段处理工艺：（K0+873～K0+879） ① 对塌方体进行喷混凝土封闭并注浆固结
因塌方体为松散状砂土状强风化凝灰岩，自稳性较差，不能急于出碴，势必引起顶部更大塌空，因此建议在洞内塌方体表面喷一层30cm厚的C25早强混凝土将塌方体封闭，然后向塌方体打入Φ42mm*3.5mm小导管，梅花形布设，间距为1.0*1.0m，导管长为6m，注1：1水泥浆以固结塌方体，注浆压力：0.5～1.0MPa，使塌方体形成整体受力壳。（实际注浆量以监理工程师签证为准）
② 拱顶超前小导管
沿开挖面周围布置一圈小导管，导管与隧道中线平行以15°仰角打入洞内塌体拱部围岩。一方面起到超前支护作用，另一方面对松散体进一步固结，有利于拱顶的稳定。顶拱部位应尽量向上打入，保证拱顶以上部位塌方部位松碴得到有效的固结。超前小导管采用Φ42mm*3.5mm，间距为0.4*0.4m，导管长为6m，注1：1水泥浆以固结塌方体，注浆压力：0.5～1.0MPa。（实际注浆量以监理工程师签证为准）
③ 塌方体开挖
待注浆达到强度后进行塌方体开挖，开挖分段进行，采用挖掘机和人工配合方式，尽量减少超挖及减轻对围岩的扰动和破坏，要求短进尺强支护，开挖时缩短循环进尺为0.5m左右。根据坍塌体特征,考虑塌体隧道段施工安全及塌体的稳定,确保安全、可靠、不留后患、经济和快速施工，在本段施工区域监测稳定的情况下，坍塌体处治施工次序为：开挖左侧导洞上半断面→左侧导洞上半断面初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护等）→开挖右侧导洞上半断面→右侧
导洞上半断面初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护等）。坍塌体开挖采用边开挖边钢支撑边喷砼的临时支护措施，在临时支护结构的保护下，边挖边撑，找到塌方点位置，并加固掌子面，逐步消除隧道质量与安全隐患，达到设计与规范要求后，将隧道设计开挖线内的剩余塌方石碴全部清除。
④ 工字钢支撑
在清除坍塌体过程中应加强附近周边支护，支护应根据开挖情况逐断推进，快速成环。建议K0+873～K0+879初期支护按原设计S5a要求工字钢支撑，采用20b工字钢（A3钢），间距0.5m，段与段之间用螺栓连接，20b工字钢焊接在22*22*1.5cm钢板上，钢支撑纵向采用钢筋连接，纵向连接钢筋的环向间距为1.0m，与钢支撑焊接，焊接均采用双面焊。为了加强钢拱架间的横向连接，每榀钢拱架间两腰和顶部采用型钢加强连接。
⑤ 网喷支护
完成小导管和工字钢支护后按原设计S5a要求进行喷射混凝土支护施工，喷射混凝土采用双层Φ8@200钢筋网，厚度为28cm。
4、K0+867～K0+873建议对塌方体后方已施工完成的初期支护进行加固处理，采用小导管注浆补强（实际注浆量以监理工程师签证为准），并按设计S4b要求进行支护。 五、处理过程中注意示项：
1、加强安全防范工作
安全是一切工作的起点，在清碴、加固等过程中施工时洞内灯光明亮，安全防范措施齐全，设专人观测初期支护的变形情况，保证施工人员的人身安全。
2、加强监控量测工作
在隧道施工中监控量测工作很重要，在加固过程中要加量监控量测工作，对围岩的收敛和变形及时准确的掌握。
3、加大注浆压力
围岩的自身稳定相当重要，在注浆过程中可适当增大小导管的注浆压力（增至1.5～2.MPa），使水泥浆充分扩散，松散土体充分固结。 六、其它
在塌方处理过程中，根据塌方情况的进一步明确和围岩情况的变化，项目部将及时向业主、设计、勘察、监理反映，以便对后期处理方案的及时确定，以保证后续施工的顺利进行。
设备材料损耗清单
（图1
）塌方体
（图2）塌方体
（图3）塌方体
（图4）塌方体
（图5）塌方体
（图6）塌方体
（图7
）塌方体
（图8）K0+873～K0+875出碴岩体
（图9）K0+875～K0+877出碴岩体
（图10）K0+877～K0+879出碴岩体
福鼎市X973县道斗门头至硖门村尾段
改造工程（一期工程）
塌方冒顶处理方案
（前 期）
浙江省隧道工程公司
福鼎市X973县道斗门头至硖门村尾段改造工程项目部
2012年2月27日
隧道塌方冒顶处理方案（前期）
一、工程概况：
福鼎市X973县道斗门头至硖门村尾段改造工程主线起点位于硖门乡斗门头村桥头，线路全长2.07km（主线桩号K0+000～K1+440，接线桩号AK0+000～AK0+672.311），其间新建南埕山隧道1座，全长831m（桩号K0+425～K1+256），净宽12米，净高5.0m。隧道最大埋深约160m，深部围岩为微风化凝灰熔岩及凝灰岩，为坚硬岩，岩体呈块状。
二、塌方冒顶发生情况：
2012年2月25日22时40分在K0+877～K0+879段按设计（原为Ⅱ级围岩，变更为Ⅳ级（S4b）围岩）进行爆破掘进，2012年2月25日23时20分开始进行出碴，在进行出碴过程中发现掌子面K0+879（施工次序由进口往出口方向施工）隧道顶部偏左开始有零星掉块（砂土状强风化凝灰岩、含水）。至2012年2月26日0:20分慢慢坍塌形成漏洞环向宽度约1.5m，纵向宽度约0.5m，深度约1m。为保证施工人员安全，项目部决定停止施工，并安排专人进行监测，2012年2月26日2时塌方量逐步增大，至2012年2月26日3时发生隧道冒顶（此段埋深约160m），塌方量较大，压埋开挖台车、机具等设备（设备材料损耗清单附后），无人员伤亡；塌方量约300m3，塌方体（砂土状强风化凝灰岩）基本填满隧道K0+875～K0+879段位置（隧道塌方冒顶相片附后）。 三、塌方冒顶原因分析：
2012年2月26日业主、设计、勘察、监理、施工五方代表在塌方冒顶现场踏勘，并召开专题会议，结合本隧道的地质情形，经细致分析和讨论，共同认为造成塌方冒顶的原因为：K0+867～K0+879段
围岩原设计是Ⅳ级（S4b）围岩，初支类别为长3mΦ22@1000锚杆，单层Φ8@250钢筋网，Φ22钢格栅支护，厚23cm喷射混凝土。根据现场实际情况，此段有一断层，岩性软弱，岩体破碎，岩体力学强度低，实际隧道围岩应为V 级围岩（砂土状强风化凝灰岩、松散），由于岩体结构松散，颗粒间无较结或较结差，造成开挖后引起隧道塌方冒顶。
四、塌方冒顶处理措施：
1、洞内观测：
增强观测洞内围岩和塌方体后方已施工的初期支护变形情况，并将现场监控数据进行回归研究，以便对围岩及初期支护稳定进行研究与加固。在清除塌方体过程中应加强拱顶下沉和周边位移收敛数据的观测，观测频率要加大，用观测数据来指导清除坍塌体的工作。
a.隧道拱顶沉降量测：采用精密水准仪进行拱顶沉降监测,每5 m 一个监测断面。
b.隧道围岩收敛变形量测：采用周边收敛仪进行围岩周边收敛变形量测,每5 m 一个监测断面。
c.隧道支护结构受力监测：在隧道围岩与支护结构之间预埋压力盒,并应用钢弦测力计测量压力盒受力。
2、塌方冒顶处理施工流程：
根据专题会议精神，塌方冒顶处理分两步进行，首先应找出坍塌点位置，确定坍塌面积与位置情况后，再由设计单位根据空洞位置、范围出具书面处理措施方案。
塌方冒顶处理总体思路为短进尺强支护，逐段边开挖边钢支撑边网喷，具体流程为：清理台车→塌方体注浆固结→附近未塌部分拱顶进行加固处理（注浆）→塌方体上部边开挖边支护（超前小导管、工
字钢和喷砼）→找到坍塌点位置并加固掌子面。
3、塌方冒顶段处理工艺：（K0+873～K0+879） ① 对塌方体进行喷混凝土封闭并注浆固结
因塌方体为松散状砂土状强风化凝灰岩，自稳性较差，不能急于出碴，势必引起顶部更大塌空，因此建议在洞内塌方体表面喷一层30cm厚的C25早强混凝土将塌方体封闭，然后向塌方体打入Φ42mm*3.5mm小导管，梅花形布设，间距为1.0*1.0m，导管长为6m，注1：1水泥浆以固结塌方体，注浆压力：0.5～1.0MPa，使塌方体形成整体受力壳。（实际注浆量以监理工程师签证为准）
② 拱顶超前小导管
沿开挖面周围布置一圈小导管，导管与隧道中线平行以15°仰角打入洞内塌体拱部围岩。一方面起到超前支护作用，另一方面对松散体进一步固结，有利于拱顶的稳定。顶拱部位应尽量向上打入，保证拱顶以上部位塌方部位松碴得到有效的固结。超前小导管采用Φ42mm*3.5mm，间距为0.4*0.4m，导管长为6m，注1：1水泥浆以固结塌方体，注浆压力：0.5～1.0MPa。（实际注浆量以监理工程师签证为准）
③ 塌方体开挖
待注浆达到强度后进行塌方体开挖，开挖分段进行，采用挖掘机和人工配合方式，尽量减少超挖及减轻对围岩的扰动和破坏，要求短进尺强支护，开挖时缩短循环进尺为0.5m左右。根据坍塌体特征,考虑塌体隧道段施工安全及塌体的稳定,确保安全、可靠、不留后患、经济和快速施工，在本段施工区域监测稳定的情况下，坍塌体处治施工次序为：开挖左侧导洞上半断面→左侧导洞上半断面初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护等）→开挖右侧导洞上半断面→右侧
导洞上半断面初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护等）。坍塌体开挖采用边开挖边钢支撑边喷砼的临时支护措施，在临时支护结构的保护下，边挖边撑，找到塌方点位置，并加固掌子面，逐步消除隧道质量与安全隐患，达到设计与规范要求后，将隧道设计开挖线内的剩余塌方石碴全部清除。
④ 工字钢支撑
在清除坍塌体过程中应加强附近周边支护，支护应根据开挖情况逐断推进，快速成环。建议K0+873～K0+879初期支护按原设计S5a要求工字钢支撑，采用20b工字钢（A3钢），间距0.5m，段与段之间用螺栓连接，20b工字钢焊接在22*22*1.5cm钢板上，钢支撑纵向采用钢筋连接，纵向连接钢筋的环向间距为1.0m，与钢支撑焊接，焊接均采用双面焊。为了加强钢拱架间的横向连接，每榀钢拱架间两腰和顶部采用型钢加强连接。
⑤ 网喷支护
完成小导管和工字钢支护后按原设计S5a要求进行喷射混凝土支护施工，喷射混凝土采用双层Φ8@200钢筋网，厚度为28cm。
4、K0+867～K0+873建议对塌方体后方已施工完成的初期支护进行加固处理，采用小导管注浆补强（实际注浆量以监理工程师签证为准），并按设计S4b要求进行支护。 五、处理过程中注意示项：
1、加强安全防范工作
安全是一切工作的起点，在清碴、加固等过程中施工时洞内灯光明亮，安全防范措施齐全，设专人观测初期支护的变形情况，保证施工人员的人身安全。
2、加强监控量测工作
在隧道施工中监控量测工作很重要，在加固过程中要加量监控量测工作，对围岩的收敛和变形及时准确的掌握。
3、加大注浆压力
围岩的自身稳定相当重要，在注浆过程中可适当增大小导管的注浆压力（增至1.5～2.MPa），使水泥浆充分扩散，松散土体充分固结。 六、其它
在塌方处理过程中，根据塌方情况的进一步明确和围岩情况的变化，项目部将及时向业主、设计、勘察、监理反映，以便对后期处理方案的及时确定，以保证后续施工的顺利进行。
设备材料损耗清单
（图1
）塌方体
（图2）塌方体
（图3）塌方体
（图4）塌方体
（图5）塌方体
（图6）塌方体
（图7
）塌方体
（图8）K0+873～K0+875出碴岩体
（图9）K0+875～K0+877出碴岩体
（图10）K0+877～K0+879出碴岩体