鷓鴣山隧道塌方處理技術措施
摘要 鷓鴣山隧道是我國在建高海拔、高寒地區的長大公路隧道，地質情況復雜。文章介紹了隧道的地質概況和圍巖特征，并重點闡述了隧道大塌方的情況及處理措施，指出了對變質巖地區碳質千牧巖圍巖級別確定的重要性，為位于高原、高寒地區通過復雜地質地段的隧道施工提供了實踐經驗。
關鍵詞 鷓鴣山隧道 隧道塌方 處理措施
1．概述
國道317線鷓鴣山隧道及其引道工程，位于四川省阿壩藏族自治州理縣和馬爾康縣之間，東距成都西北約310km，路線全長8996m。其中，東引道長220 m，隧道長4423 m，平導長4439 m，西引導長4353 m，合同總共期42個月。
鷓鴣山隧道屬高海拔、高寒變質巖地區工程，隧道區地面高程達3300 m以上，區內歷年平均氣溫為3。3~3。8，歷年極端最底氣溫為-30~-31，凍結最大深度1。01 m，最大積雪厚度47㎝。
鷓鴣山隧道設計技術標準為山嶺重丘二級公路，行車速度為40 km/h，雙向行車，行車道寬2 m×3。5 m。建筑界限：高5 m，寬9 m。車輛荷載：汽車-20級，掛車—100。另設平行導坑，作為運營通風及安全救援通道，平導建筑限界：高4。5 m，寬5 m。
2．隧道區內出露的地層主要為第四系全新統和三疊系“西康群”中統雜谷腦組上段上統侏偉組、新都橋組及中生代燕山期花崗閃常巖。
Ⅱ級圍巖段：以千枚巖、碳質千枚巖、板巖、碳質板巖為主，節理裂隙發育，洞身施工時易坍塌，夾砂巖破碎帶處開挖后地下水發育，碳質千枚巖等軟巖段在初期支護施作后不久地下水逐漸滲出并增大。
Ⅲ級圍巖段：以砂巖、板巖為主，夾薄層細砂巖，受區域地質構造影響，巖層擠壓倒轉，節理發育，巖體破碎，地下水較發育，洞身施工中易坍塌。
Ⅳ級圍巖段：以變質細砂巖、板巖為主，夾千枚巖、碳質千枚巖，巖層單斜，擠壓緊密，節理較發育，巖體較完整，地下水較發育。
目前隧道施工地段以Ⅱ級和Ⅲ級圍巖為主。
3.平導PK0+540~+567段地質
該段施工揭露圍巖以碳質千枚巖為主（占90%以上），夾薄層碳質板巖，受區域地質構造影響，巖層擠壓強烈，產狀為270度~300度，角70~87度，節理發育，主要有320~350度，角30~55度，115度角60、270度等。碳質千枚巖呈薄片狀，力學強度低，層間黏結力小，與水軟化，泥化，呈松軟結構。PK0+556~+572段有一逆斷層，產狀形成寬度約2米的角礫巖帶。開挖時干燥無地下水，初期支護施作一周后出現滲水，坍塌時大面積滴水，坍塌后坍體出水量為22立方/小時。
4．平導PK0+540~567段坍方情況
平導建筑限界高4。5米，寬5米，開挖斷面高7。2米，寬7。9米，曲墻式襯砌，采用新奧法復合式襯砌施工。PK0+540~+567段于2001年10月15日~10月23日開挖及初期支護。其原支護措施為：拱墻全斷面設置Ⅱ級φ18螺紋鋼筋網（25×25㎝），拱部系統錨桿為3米長φ25中空注漿錨桿，間距1米×1米，梅花型布置；邊墻施作2。5米長φ22砂漿錨桿，間距1米×1米，梅花形布置；拱墻全斷面噴C20混凝土（厚10㎝），預留變形量10㎝；二次襯砌采用40㎝厚C25混凝土（還未施工）。開挖時無地下水，一周后噴射混凝土表面出現滲水，且滲水面積逐漸增大增多。于2001年11月5日上午該段噴射混凝土迅速發生開列，正欲對該段進行加固處理時，當日下午便發生坍塌。坍塌巖渣封堵巷道，坍腔高度及寬度無法探明（估計7~8米高，13~15米寬），坍塌巖渣估計三千多方，覆蓋原平導開挖斷面達27延米。同時，PK0+520~+540及PK0+567~+580段初期支護發生變形開列，噴射混凝土裂縫寬達10~30㎜，環向長度貫穿整個斷面，剝落掉塊，鋼筋網外露，初期支護被破壞，失去其支護能力。
5．工程處理措施
5．1 PK0+520~+540及PK0+567~+580段初期支護開列段（坍方影響段）
首先對PK0+520~+540段初期支護開列段進行了加固處理，以防止坍塌向洞口發展。其具體措施為：加設Ⅰ18工字鋼架作為臨時支撐，剛架間距為1米，拱架角噴射C20混凝土固定（必要時施作臨時仰拱），拱背與噴混凝土面緊帖，空隙處噴混凝土封閉。每榀臨時支撐設8根φ22砂漿錨桿（長3米）鎖定。臨時支張之間作φ22螺紋鋼筋拉桿。全斷面增補4~5米長φ25自進式錨桿加固圍巖，間距1米×1米，梅花形布置。PK0+567~580開列段待坍塌段處理后再按上述相同措施處理
5．2 PK0+540~+567坍塌段
5．2．1 封閉坍塌面
首先對坍塌巖渣外露面噴10㎝厚C20混凝土進行封閉處理，噴混凝土中設φ6鋼筋網（25㎝×25㎝）。該10㎝厚鋼筋混凝土同時被作為止漿墻。
5．2．2 注漿固結坍塌巖渣
對坍渣進行固結，以提高渣體自身穩定性和強度是暗挖通過坍方的必要方式。注漿管采用6米長φ42鋼花管，注漿孔深6米，與長度一致。洞周注漿孔外插2米，環向間距為1米，中部及下部注漿孔間距可調整為2米。注漿擴散范圍為2~4米，漿液采用C：W=1：1之水泥漿，注漿壓力以0。8~1。2MP為宜。每4延米為一循環，共計7個循環。
5．2．3 φ89鋼花管棚超前支護
使用瑞典353E全液壓鑿巖臺車沿開挖輪廓以3~5度外插角打設φ102㎜、深6米的孔，然后用液壓鑿巖臺車頂入φ89鋼花管，每循環長度為6米，搭接長度2米，環向間距0。3米，每4延米為一循環，共計7個循環。注入水泥漿填充管棚以增加其剛度，注漿壓力根據現場實際情況而定，以充滿管體為準。
5．2．4 架設工字鋼架
進行注漿固結和施作超前支護后，采用微臺階、短開挖施工方案，臺階采用三臺階，每臺階長度為1。5米。每開挖循環控制在1~1.5米以內，短進尺，弱爆破。開挖后在管棚下架設I18工字鋼架，剛架縱向間距為0.5米，縱向用φ22螺紋鋼筋拉桿連接，拉桿環向間距為1米。鋼筋網用φ10的鋼筋，網格為20×20㎝，雙層，噴C20混凝土（30㎝厚）。φ22系統砂漿錨桿，3.5米長，0.8米（環向）×0.5米（縱向），梅花型布置。該支護均為全斷面設置（包括仰拱）。
5．2．5 二次襯砌加強
為確保永久結構及運營安全，并對該段及前后影響段（即PK0+520~+580段）二次襯砌及仰拱支護措施進行加強處理，采用60㎝厚C25鋼筋混凝土襯砌。
5．2．6 坍腔回填
坍塌地段安全順利通過后，用地質雷達探測的上部坍穴具體情況表明，其坍塌范圍較大，會對隧道支護結構造成較大壓力，且坍腔已被松渣填滿并已注漿加固，因此無須在進行回填。
5．2．7 工藝流程
5．3 監控測量
施工處理時，加設了監控量測測點，共設置6個斷面，每個斷面共測6條測線。根據量測記錄繪制出的各個斷面的凈孔變位—時間曲線顯示，其處理措施合理有效，結構穩定，安全可靠。
6． 結論
由于實施以上處理措施，工程已安全順利通過平導坍塌區。
上述情況表明，在變質巖地段，應超前鉆探，以探明前方地質狀況，作好支護，以避免坍塌。