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隧道掌子面塌腔段治理方案

一、塌腔形成原因

塌腔位置围岩构造为软弱青灰色砂质板岩，薄层状，层面结合处有光滑碳质

薄膜，层间接合较差；局部夹杂白色石英岩，岩体极破碎，自稳性差，局部为松

散体，易松动坍塌；裂隙发育，地下水丰富，主要为裂隙水，沿砂质板岩与松散

体接触部位渗入隧道。

岩体破碎富水，加上开挖放炮扰动，造成隧道掌子面K1+323~K1+329塌腔。

二、塌腔处理方案

1）加强超前探孔，探明前方围岩及水量情况，并起引水作用，本段开挖采

用三台阶预留核心土施工工艺。

钻孔

采用风水联动新技术一次性成孔进行钻进，上导上部左侧、右侧涌水处布2

个孔，孔深15米，超前探孔孔向沿掌子面方向上仰5°至8°，钻向与隧道纵向保

持平行。

钻孔所需人员、设备：

潜孔钻1台，风钻工6人。

2）K1+326.25~K1+332.25段拱架间距调整为50cm，布设双层钢筋网，超前

支护采用双层注浆小导管（4.1m/根，65根/环，2.5m/循环）；K1+322.5~K1+329.25

段布设锁脚小导管（4.5m/根），每榀拱架共布设7处（18根）锁脚导管，其中拱

部塌腔位置按4根/处布设，布设2处；其余按2根/处布设。

①小导管采用ф42mm无缝钢管制作，前端加工成圆锥形并封焊密实，管身

设若干溢浆孔，孔径6-8mm，孔距10cm，按梅花型排列；后端1m范围内不设

溢浆孔。

②小导管按拱顶外轮廓中心高程和支距进行布孔放样，并以插钎作为标记控

制小导管的间距。

③小导管插入钻孔后外露一定长度，以便连接注浆管路，并用塑胶泥将导管

周围孔隙封堵密实。

④小导管注浆的孔口最高压力严格控制在允许范围内，以防压裂开挖面，注

浆压力为0.5-1.0Mpa，止浆塞必须能承受注浆压力。

⑤控制注浆量，每根导管内达到规定注入量后即可结束，若孔口压力已达到

规定压力值，但注入量仍不足，也应停止注浆

超前小导管施工人员、设备：

风钻工6人，YT-28凿岩机4台，注浆机1台。

3）于K1+319.5~K1+332.25段左侧90°、右侧45°范围内布设径向注浆小导

管，6m/根，按75×60cm（纵向间距×环向间距）布设。

为保证开挖安全以及尽量不扰动塌腔范围内围岩，径向小导管在喷射砼施工

完毕再施工。径向导管按75×60cm（纵向间距×环向间距）布设，小导管采用

ф42mm无缝钢管制作，前端加工成圆锥形并封焊密实，管身设若干溢浆孔，孔

径6-8mm，孔距10cm，按梅花型排列；后端1m范围内不设溢浆孔。小导管注

浆压力控制在0.5-1.0Mpa。

径向导管施工所需人员、设备：

风钻工6人，YT-28凿岩机3台，注浆机1台。

4）上台阶开挖通过塌腔段，且经监控量测数据显示拱架无异常收敛后，即

可开始中台阶接腿施工，中台阶施工时，先施工左侧中台阶，并严格控制开挖进

尺，每次开挖、支护1榀拱架，开挖完毕，即刻进行支护，开挖1榀，支护1

榀。

5）对塌腔腔体采用泵送砼进行回填，回填过程中预留注浆孔，回填完成后

对不密实部分进行注浆填充直至密实。

于塌腔内壁喷射厚度不小于10cm后喷射砼封闭塌腔内壁，并于初支面预留

砼泵送孔、注浆孔，砼泵送红孔、注浆孔延伸至塌腔顶。

泵送砼前，沿竖直方向设置工字钢作为临时支撑，工字钢支撑立于稳固基岩

上，临时支撑沿隧道纵向按75cm间距布设，共布设7榀18#工字钢做为临时支

撑。

临时支撑施工合格后，即可开始砼泵送工作，泵送砼分三次进行，每层厚度

不大于2.5米。

施作完第1层泵送砼待砼初凝达到一定强度（不小于2.5MPa）后，及时施

作第1层泵送砼充填高度范围内径向注浆小导管，起径向加固围岩和本层砼锁脚

作用，施作完径向此范围内径向注浆小导管后，即可施作第2层泵送砼，施作完

第2层泵送砼后，待砼初凝并达到一定强度（不小于2.5MPa）后及时施作第2

层砼范围内径向注浆小导管，按同样方法施作第3层泵送砼，最后通过预留注浆

孔对塌腔体注浆，充填不密实部分（注浆压力控制在0.5~1.0MPa之间