1· 工程简介
    某隧道通过范围属低高山区，自然山体高陡，冲沟发育，山体自然坡度较陡，一般坡度为40～60°。隧道全长754m，隧道最大埋深约92m，浅埋段埋深不足4m。采用钻爆法施工。
    隧道地质主要为凝灰岩，深灰色，碎屑结构，泥、钙质胶结，节理裂隙发育，岩体破碎成碎块状，岩质较硬，岩层中局部夹有石英脉，隧道全部由Ⅳ、Ⅴ级围岩构成。地质条件差，开挖后洞室自稳能力极差，极易发生塌方事故，施工风险较高。
    隧道出口端DK176+210～DK176+240 段岩层较破碎，主要以凝灰岩为主，掌子面围岩节理发育，隧道开挖至DK176+224 里程时， 由于围岩破碎， 发生塌方现象， 塌腔最高处达7m，宽度约9m，纵向长度约15m，塌腔体顶部呈平缓的稳定结构。
    2· 坍方处理
    2.1 塌方情况
    此次塌方面积较大，拱部较高，塌方体体积至少在200m3拱部极其不稳定， 局部掉土块， 此次塌方持续时间有10h 之多。基本稳定后，拱部形成塌腔，塌方区向洞口方向已经支护的钢拱架有四榀变形，故不敢轻易施工。已施工的Φ42 超前注浆小导管全部脱落，在隧道拱顶形成一个较大的空洞。
             
    此次塌方主要原因是：①上台阶开挖时围岩破碎，节理发育，形成塌腔。上台阶的操作空间较小，因此对于采用钢支撑支护塌方区的方案不能实施，第一安全不能保证，而且拱顶较高，人员无法进行施工；②内部搭设木排架等施工方案均也不能实行；③从地表进行开挖，隧道埋置较深，无法从地表施工。
    2.2 塌方处理方案
    2.2.1 回填塌腔及铺垫作业平台
    为了保证施工中人员及机械的安全，先利用挖掘机往滑坍体上尽可能多地回填洞渣， 并用人工配合填土或者堆砂袋封闭掌子面， 回填土及堆码的砂袋尽可能超出初期支护界限（目的是在泵送完成混凝土填充后，填充混凝土的内轮廓不能侵入隧道初期支护的轮廓内，防止施作初期支护时，再次对填充混凝土进行凿除处理），并预埋至少两根输送泵管，一根作为灌注混凝土，一根作为灌注混凝土高度的观察孔（基本了解塌腔内部填充混凝土的厚度）要求输送泵管超出现初期支护轮廓拱部1.5m。主要是确保内部填充的泵送混凝土厚度基本能够达到1.5m。确保上部掉块的冲击力不能将混凝土砸坏，导致后期初期支护的处理比较麻烦。（见图2 塌方体反压、封闭及预埋管道）除此之外还安装了接近塌方体顶端的预留Φ100 喷砂管道，便于最后进行剩余空腔的喷砂填充。
               
    填充塌腔的同时，在塌方段向洞口方向铺垫作业平台，作业平台采用洞外弃渣铺垫。铺垫高度根据现场施工需要确定。现场施工时，利用PC130 挖掘机及小松380 装载机配合，将洞外运至洞内的渣体向塌方口及塌腔下部进行堆放， 现确保堆放的渣体对塌腔上部的掉块有一定得封挡作用。保证掉块不能沿塌方体斜坡向下滚行。伤害施工人员及对机械设备造成威胁。另外堆放渣体填充塌腔下部区域，有利于下部超前施作小导管的下部支撑， 确保填充的混凝土对导管的压力不能导致小导管变形较大。确保开挖后初期支护的净空要求。
    回填渣体施工至距离已施作初期支护拱顶0.6～1m 时，开始采用人工堆码砂袋对整个塌腔口进行封堵， 封堵过程中，对内部空腔内塌方体及回填渣体没有超出初期支护界限的，用砂袋进行抛填，确保超出初期支护界限，避免泵送的混凝土侵入。
    2.2.2 施作初支加强环
    对出口DK176+224～IDK176+234 段进行加固，径向采用Φ42 小导管径向注浆， 小导管间距1.0m×1.0m。图3 径向注浆加固。
    2.2.3 施作初支加强环
    对出口DK176+224～IDK176+234 段进行加固（图4 初期支护加强环）。径向采用Φ42 小导管径向注浆， 小导管间距1.0m×1.0m。
                
    对已塌方地段进行喷射混凝土固结， 喷射混凝土15cm，当混凝土强度达到2.5MPa 后，并利用塌方弃渣自然成拱的条件，在塌口处采用边距为5cm 的钢筋网进行封闭，钢筋网片铺设双层，网片铺设并加固完毕后，然后喷射C25 混凝土进行封闭，混凝土喷射厚度为30cm；在塌腔中间预埋一根180mm 钢管， 准备后期输送混凝土使用。当喷射混凝土达到一定强度后，采用混凝土输送泵对空腔内部进行混凝土填充，使其形成一个自然套拱，所填充的混凝土强度为C15，平均厚度为2m，对内部没有填充的空间， 在开挖下一循环时采用轻型材料填充密实；当混凝土强度达到终凝后，施工人员方可对塌石进行清理， 清理过程应先墙后拱， 并预留核心土方法稳步进行。
    DK176+224～IDK176+204 段拱部设置超前小导管， 小导管间距30cm，长度3.5m，钢架采用工18 型钢钢架，间距2 榀/m。DK176+224～IDK176+204 段开挖采用台阶法进行施工， 开挖过程中径向采用Φ42 小导管注水泥浆加固， 厚度不小于2m，小导管间距1.0m×1.0m。
    2.2.4 灌筑C20 混凝土
    使用混凝土输送泵通过之前预埋的输送泵管泵送混凝土至坍腔内，考虑到钢架的承重能力，分次泵送，严格控制泵送混凝土速度及每次泵送混凝土的方量。每次泵送混凝土70m3时，停止3h，待浆液从检查管溢出时，则停止施工。由于坍腔高度为7m，考虑施工及运营安全，二衬施作完成后再次喷砂填满坍腔。
    2.2.5 塌方区上台阶开挖及支护
    坍腔内混凝土凝固后，DK176+234～IDK176+204 二次衬砌采用钢筋混凝土结构， 衬砌结构按照Ⅴ级围岩加强衬砌进行施工。以每循环进尺0.5m，严格按照七步台阶法开挖及设计支护参数支护，每个台阶均加设临时横支撑。初支钢架与超前小导管之间达到密实， 若空间小时， 用喷射混凝土喷填密实。若空间过大，初支钢架与超前小导管用钢架支撑连接，确保超前小导管受力大部分转移到初支钢架上。为确保前端小导管的角度问题，填充的混凝土具体初期支护轮廓面较大，则进行超前导管支护，内部注双液浆，水泥：水：水玻璃体积比为1：1：1，注浆压力控制在0.5～1MPa 之间，确保对松散砂体的局部团结几积压，保证了开挖支护过程中的安全、稳定施工。
    2.2.6 喷砂回填剩余空腔
    完成二衬施工后，对剩余空腔进行喷砂填充，喷砂采用河南耿力生产的干喷机， 砂子规格采用粒径小于5mm 的河砂，直至不能喷射为止，共计喷砂48m3。塌方处理见图5。
                 
    3 ·塌方处理注意事项
    （1）回填塌腔时，要确保塌腔大里程处的密封性，防止填充混凝土时，将前方未塌方段灌满混凝土，影响下步施工，同时要有专人负责对塌腔的观察，防止土层脱落，对施工机械及人员造成危害。
    （2）施工加强环时，要预留超前小导管穿越的足够空间。并确保加强环的基底牢固，与现有初期支护进行有效连接，确保整体受力良好。
    （3）填充混凝土时，要分次进行泵送，同时对初期支护段（DK176+234～IDK176+204） 进行密切观察， 如出现开裂等现象，立即停止施工，及时进行加强支护。
    （4）开挖过程中，严格控制台阶长度及开挖进尺，开挖采用台阶法施工，上台阶循环尺寸不大于一榀钢架，边墙开挖不大于2 榀钢架；加强控制爆破工作，以减少超欠挖，超挖部分采用同级混凝土回填；并及时施作横向水平支撑，严禁先拉中槽，再开两侧的施工方法。开挖后要及时进行初期支护，并确保是做的初期支护对钢轨或填充混凝土体有充分的支撑作用。
    （5）仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚管，每循环开挖进尺不大于3m，仰拱开挖时，拱脚部位预留50cm 采用人工开挖，防止机械开挖时扰动钢架引起拱部下沉。
    （6）加强监控量测，并对量测数据及时进行分析，如发现异常应及时通知业主、设计及监理单位，以便及时处理，并应立即采用应急预警措施，以确保施工安全；监控量测资料应作为二次衬砌施工的依据，以确保二衬施工质量及强度要求。
    4· 坍方处理效果
    对于此处塌方段，经过自检，没有出现任何位移，在业主的几次地质雷达监测过程中，发现内部密实，不存在任何安全隐患。
    经过此次塌方处理所总结的经验， 这种施工工艺适用于铁路隧道隧道砂层、黄土及软弱围岩的隧道塌方，并且塌方区域较大， 处理时不能保证施工人员安全以及塌方有变大的趋势的隧道施工。经过在该隧道的实际中证明，这种工法的实用性较强，用类似的工法，处理了其他几处小范围的坍塌，收到较好的效果。
    5· 结束语
    由于该隧道地质条件极差， 施工过程中发生了几次大小不等的塌方，由于预防措施到位，未发生人员伤亡事故。在该隧道的几次隧道塌方中， 应用此方案进行处理， 施工进展顺利，效果很好，得到业主、监理单位以及兄弟单位的好评。