太平村站～虹橋村站暗挖區間隧道
進口斜井大變形處理方案
1、昆明市軌道交通3號線專案施工圖，有關技術要求、檔案組成及內容，鐵二院《岩土工程勘察報告（祥勘察）》。
2、國家、雲南省現行技術標準、規程和規範，相關法規、政策，特別是安全生產、文明施工、環保方面的法律法規和政策。
3、《關於太平村站～虹橋村站區間隧道進口斜井洞身大變形建議處理方案的報告》；
4、《鐵路混凝土工程施工技術指南》；
5、《軌道交通隧道工程施工質量驗收標準》；
6、《鐵路隧道噴錨構築法技術規範》；
7、《高速鐵路隧道工程施工質量驗收標準》(tb10753-2010)；
8、《鐵路混凝工程施工質量驗收標準》（tb10424）；
9、《鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準》(鐵建設(2005)160號)；
10、***x類似工程的施工經驗。
太平村站～虹橋村站區間隧道進口斜井位於溝谷地帶，地形呈左高右低現狀，地形起伏較大。該斜井設計平長140m，開挖範圍上部岩層為粉質粘土，下部為強-全風化頁岩夾砂岩，圍岩分級為v級。設計水文情況：
地下水為上層滯水、基岩風化裂隙水及構造裂隙水。隧道淨空斷面尺寸為4.7（寬）×5.
75（高）m，開挖斷面尺寸為5.82（寬）m×7.62（高）m。
結合現場實際情況，依據有關會議精神，xk0+140～+115段初期支護鋼架由ⅰ14變更為ⅰ18，間距50cm,系統錨桿φ22砂漿錨桿變更為φ42注漿錨管，鎖腳砂漿錨桿變更為鎖腳注漿錨管。
2023年10月26日斜井施工至掌子面里程xk0+113時，通過觀察發現xk0+113~+122.5段初期支護噴射混凝土有開裂剝落現象。此時立即停止施工，人員、裝置迅速撤離現場。
此時，仰拱施工至xk0+122.5；加強二襯施工至xk0+125.5。
大變形段里程為xk0+113～+122.5，長9.5m，該段右側鋼拱架失穩內斂約60cm，初支砼嚴重剝落，變形過程+115～+118右側拱腳處、+118～+122右側牆角處分別流出黃色、黑色泥漿；地表沉陷深約1.
7m，面積約70m2,見圖2-1、2-2。
圖2-1 地表沉陷狀況圖2-2 洞內大變形狀況
3 變形原因分析
3、1地質因素
隧道圍岩，經過多年地質構造運動，圍岩應力處於平衡狀態，一經開挖，潛在應力釋放，應力重新分布，在原生應力已遭破壞，新生應力場尚未穩定前提下，圍岩承受壓大、極易失穩導致坍塌；當通過各種堆積體是，由於結構鬆散，顆粒間無膠結或膠結差，開挖後引起坍塌；在擠壓破碎帶，岩脈穿插帶、節理密集帶等裂結構地層中，岩塊間互相擠壓鉗制，一經開挖則失穩，常見岩塊掉落、坍塌；在軟弱圍岩節理發育的情況下，或泥質充填物過多，均易產生較大的坍塌；在構造運動作用下，薄層岩體形成的笑折曲、節理發育地段，施工中常常發生坍塌；岩層軟硬相間，或有軟弱風化夾層的巖，在裂隙水的作用下，軟弱面強度大大降低，因而發生坍塌；裂隙水的軟化、浸泡、沖蝕、溶解等作用加劇岩體的失穩和坍塌。
3、2 結構支護原因
由於圍岩應力變化具有不確定性，結構支護承載應力很難進行精確計算，設計支護強度、剛度是否能夠滿足承載應力的要求是很難進行精確的判斷的，因此，支護引數的偏小，往往也是導致隧道坍塌的主要原因之一，且造成的危害性極大。
3 、3 施工原因
3、3、1採用施工方法和措施不當
施工中經常存在：施工方法與地質條件不相適應，地質條件發生變化，沒有及時改變施工方法；施工支護不及時；地層暴露過久，引起圍岩鬆動、風化；忽略了圍岩的變形規律，圍岩的變形同時具有連續變形和突然變形的特徵。當開挖距離小於d（d為隧道開挖寬度）時，圍岩兩端由於受到二次襯砌砼和開挖掌子面支撐的約束作用，連續變形很小，主要是爆破後的受震動影響的突然變形，而且在這個距離範圍內由於襯砌和開挖面支承的「空間效應」的影響，即使初期支護抗力不足圍岩滑移力亦不至於失穩，當這個距離為1.
5d～3d時，「空間效應」的影響完全消失，初期支護抗力小於滑移力的問題即刻暴露出來，圍岩急劇變形，極易引起塌方。
3、3、2施工工藝及操作欠規範，工程質量不合格
施工過程中存在的工藝操作不符合施工技術規範要求，施工管理不到位，質量意識、安全意識不強也是造成塌方的另乙個重要原因，常發生的施工質量問題有錨桿長度不足；錨桿砂漿不飽滿或強度尤其早期強度不足；噴砼強度厚度達不到設計要求；鋼支撐未完全由噴射砼包圍密實或鋼支撐與圍岩之間存在空隙及鋼支撐未置於穩定堅固的基礎上等。以上質量問題直接造成支護抗力未達到設計要求或圍岩未粘結緊密使無彎矩結構產生彎矩而導致塌方。
結合類似工程經驗，採取「洞外垂直錨桿加掛網噴漿、洞內中管棚超前支護，台階法施工，」的處治方案。
①採用全長粘結型早強垂直錨桿加掛網噴射混凝土預先對這些地段進行地表加固，經加固處理後再進行開挖作業。
1）適用範圍：
本工法適用於隧道洞口段、隧道淺埋地段及隧道偏壓地段等地質不良地段的地表加固。
在進行隧道洞口段、隧道淺埋及隧道偏壓等地質不良地段的施工時,為了防止在施工過程中因隧道開挖對圍岩的擾動而引起的下沉甚至坍方，增強圍岩的自穩能力，有效地控制地表下沉 ，保證施工安全，根據實際情況和設計要求採用全長粘結型早強垂直錨桿預先對這些地段進行地表加固，經加固處理後再進行開挖作業。
2） 地面垂直砂漿錨桿施工方案
（1）清除地表坡面的植被、地表大致整平，採用露天鑽機鑽錨桿孔。錨桿孔深度、孔徑由設計決定， 錨桿長度根據隧道埋深深度來確定，設計錨桿φ22螺紋鋼筋組成，間距1.5*1.
5m梅花形布置，每根長4m；設定ф6鋼筋網，網格間距20cm×20cm。插入鋼筋束后壓漿機進行灌注1：1.
5的水泥砂漿。
（2）孔口表面用砂漿護面，砂漿厚度10~15cm，施作錨桿後使得鋼筋網連線在施錨區形成錨桿群，利用錨桿與岩體之間的錨固力和抗彎矩能力對施錨區地表進行加固，地表垂直錨桿群對控制隧道開挖過程中地表下沉和坍方起到預加固作用。
（3）垂直錨桿法的原理：利用施錨區錨桿群的錨固力和抗彎矩能力來防止隧道開挖過程中的地表下沉和坍方，增強圍岩的自穩能力。
（4）鋼筋網片製作與安裝
鋼筋網片在錨桿安裝完畢後布設，施工時要嚴格按照設計間距先在加工廠製作好鋼筋網片，並對鋼筋網片進行除鏽處理，後用安全繩將網片吊至工作面安設鋼筋網，安設時鋼筋網片應綁紮或點焊在錨頭上，使鋼筋網在噴射混凝土時不易晃動。
3）人員、料具裝置配備及及勞動生產率
（1） 、勞動力組織
技術人員1人、鑽工2人、鋼筋工4人、注漿工3人、機修工1人，空壓機司機1人、捲揚機司機1人、合計：13人。（本勞動力為一台鑽機所需人員）
圖-1隧道進出口地面垂直錨桿布置示意圖
圖-2隧道偏壓段地面垂直錨桿布置示意圖
（2） 機械裝置配備表：
表-15）施工方法及工藝措施（包括質量和安全措施）
（1）施工工藝
施工時錨桿鋼筋束的長度、每束鋼筋根數、間距、數量，應根據地質情況、圍岩的強度和整體性以及埋深、機械裝置能力等因素綜合考慮，由設計決定。
垂直錨桿法施工主要工序有：測量放線測定孔位鑽孔製作錨桿鋼筋束安裝錨桿鋼筋束灌注砂漿地表砂漿抹面。
①清除地表植被地表大致整平：人工清除地表植被，大致整平地表，經監理工程師檢查合格後方可進行下一步工序施工。
②測量定孔：工程技術人員根據設計圖紙測定孔位，並用木樁標出，其孔位誤差不得大於10cm；同時對施工人員進行圖紙及現場技術交底。
③鑽孔a、露天鑽機（tampocg）精確就位並固定，保證鑽機鑽桿線垂直以及鑽機在鑽進時不產生偏移和傾斜。
b、鑽孔順序由里向外或由外向裡，先鑽高位孔，並且鑽機在轉移時，應確保鑽孔不被鑽機壓壞東西或因碴石下落而堵塞鑽孔；錨孔鑽好後，用木板將其孔口蓋好，以免雜物掉入孔內。
c、鑽機在鑽孔時其推進壓力應根據地質條件確定。同時在鑽進時，必須隨時注意檢查鑽孔的垂直度，其角度差不得大於±2°。
d、在鑽孔施工中，隨時注意鑽孔的深度以滿足設計要求。施工孔深與設計孔深誤差+10cm，不准有負誤差。
e、鑽孔完成後經工程技術人員檢查確認，其孔深與設計相符後，方可轉移鑽機。
④製作錨桿鋼筋及鋼筋束
a、錨桿宜採用錳矽螺紋鋼，直徑為22mm。
b、錨桿長度根據設計圖紙決定。
c、鋼筋表面如有鐵鏽時，應用鐵刷對鋼筋生鏽部位進行除鏽。
d、用鋼筋切割機將鋼筋按設計長度進行切割，製作錨桿鋼筋束時，原則上鋼筋之間用點焊焊牢固但也可用綁紮絲將鋼筋間綁牢，製作好後，堆放在指定的堆放地點。
⑤安裝錨桿鋼筋束
a、在安裝鋼筋前用高壓風進行清孔,以清除孔內粉碴及雜物。
b、安裝鋼筋束：可借助於簡易鋼管架，安裝捲揚機對鋼筋束進行垂直吊放。
⑥灌注砂漿：
a、安裝好鋼筋束后，堵塞孔口，用注漿機結合導管進行孔內灌注水泥砂漿，使孔內砂漿堵塞密實，保證地表錨桿的錨固效果。
b、注漿時，孔口壓力〈0.4mpa。導管應插入距孔底5~10cm處，隨漿注入緩慢均勻拔出直到孔口。
c、錨桿注漿後不得隨意敲擊，以確保其錨桿和砂漿的包裹力。
d、為保證地表垂直砂漿錨桿的作用效果，錨固砂漿達到設計強度100%以上後才能進行下方洞體開挖。為此，地表垂直錨桿應比隧道施工提前15天施工。
e、鋼筋網片在錨桿安裝完畢後布設，施工時要嚴格按照設計間距先在加工廠製作好鋼筋網片，並對鋼筋網片進行除鏽處理，後用安全繩將網片吊至工作面安設鋼筋網，安設時鋼筋網片應綁紮或點焊在錨頭上，使鋼筋網在噴射混凝土時不易晃動。
（2）質量控制措施
①在執行《鐵路隧道施工規範》（tbj204-96）和《鐵路隧道工程質量評定驗收標準》（tb10417-98）等有關規定外，其質量控制方法如下：
a、檢查鑽孔深度、垂直度及定位情況。
b、檢查鋼筋錨桿的長度，其長度是否和設計相符，否則應令返工重新製作。
c、對砂漿配合比進行檢查，其配合比是否滿足設計要求，以確保錨桿錨固力滿足設計要求。
d、必須按設計要求布設好地表錨桿的位置，鑽孔完畢後，應即時清孔，清除孔邊浮碴，堵塞好孔口，確保成孔質量，並應盡早完成錨固工作。
（3）安全保證措施
①、對施工人員要求進行崗前培訓，考試合格後持證上崗操作。
②、施工人員要嚴格按照《鐵路隧道施工技術安全規則》（tbj404-87）及有關施工安全操作規程。
③、施工所用的裝置要經常進行檢查、保養，以確保機械正常作業。
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