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摘要：化马隧道石家院斜井进正洞交叉口由于不良地质原因以及施工不当等引起的塌方。交叉口属于受力变化复杂，应力分布不均等地下工程，并且此处围岩破碎，地质条件复杂，塌方前有大量的涌水等原因，结合现场实际情况对隧道的塌方原因进行分析；通过注浆凝结松散提塌体配合大管棚施工对塌方进行处理，其实际的塌方处理方案安全可行，经济合理，保证了隧道的质量。
关键词: 化马隧道; 交叉口; 塌方; 千枚岩; 涌水; 注浆加固；管棚施工。
Abstract: Horse Stone in tunnel inclined shaft into the hole intersection due to poor geological causes and construction of landslide caused by improper. Intersection of stress variation is complex, stress uneven distribution and broken surrounding rock of underground engineering, here, the complex geological conditions, large collapse before gushing water and other reasons, based on the actual situation of tunnel collapse reason analysis; through the grouting condensation loose mention collapse body with large pipe shed construction of landslide treatment, its actual the collapse treatment scheme is feasible and safe, economic and reasonable to ensure the quality of the tunnel.
Key words: Ma tunnel; intersection; collapse; limestone; water; grouting reinforcement; pipe shed construction
中图分类号： TD262文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）00-0000-00
1.引言
隧道施工中由于地质条件复杂、施工难度大，在一些交叉口段及不良地质段往往容易发生塌方事故，本文结合兰渝铁路化马隧道石家院斜井进入正洞施工实例,就在复杂的地质构造下,由于多方面原因导致交叉口塌方原因进行分析，并对其采用特殊处理的施工方案，对今后的类似工程有更深层次的重视和借鉴。
2.工程概况
化马隧道位于甘肃省陇南市宕昌县境内，隧道起讫里程为DK301+282～DK313+862，全长12580m，为双线隧，隧道进口左线138.853m、右线128.854m，隧道最大埋深约1300m，隧道内线路分别为12.8‰和13‰的单面下坡。该隧道沿线山高沟深，岸坡陡峻，相对高差为1450m，经过的主要沟谷多为'V'字型沟谷，坡降较大，由于河流侵蚀，使得岸坡陡峻，山体陡崖遍布，部分基岩表层风化剥落，形成缓坡。
为满足工期要求, 设计有两座斜井作为辅助坑道,化马沟斜井和石家院斜井 。石家院斜井全长1999.98m, 最大坡率为13% 。斜井底与正洞交叉口段坡度为2%。斜K00+18—斜K00+10段考虑集水坑位置，斜井开挖宽度加宽至11 m, 开挖高度为7.7m, 开挖面积为71.06m，与正洞左线路中线交叉里程为DK309 + 700, 交角46度。斜井与正洞左线路中线交叉处内轨高程为1315.809m, 交叉口处斜井拱顶与正洞拱顶高差为2.57m, 交叉口处隧道埋深905m。该处岩层为灰岩夹板岩, 局部夹有炭质千枚岩，节理发育，有裂隙水，围岩破碎。
3.施工方案
考虑到正洞上台阶拱架落脚位置要求斜井拱架必须提供稳定的落脚平台，斜井从斜K00+10开始进入正洞，开挖至斜K00+18里程处，开始安装变断面异型拱架，按照扇形结构过度到与正洞初期支护拱架正交，该段斜井处设计安装11榀I18变断面异型钢拱架，便于斜井支护钢架与主洞支护钢架连接，并保证保证受力稳定，斜井与正洞交接处采用双层I20b钢拱架进行支护（见右图）。从斜K00+10进入正洞后，为保证施工安全，以圆曲线形式转体进人正洞，以小尺寸断面导洞过渡至正洞大里程方向DK309+705处，使斜井与主洞开挖方向一致，然后沿大里程方向逐渐阔挖至主洞上台阶设计断面尺寸，并在此段将拱顶标高缓慢提高，开挖至DK309+710时，掌子面断面尺寸与主洞上台阶设计断面一致以及拱顶高程与正洞拱顶设计标高一致，此段施工过程采取临时支护措施，此时可以按正洞上台阶设计断面再继续往大里程方向开挖15米至里程DK309+725,以方便之后停止大里程掘进，封闭掌子面，转向小里程方向施工，按正洞上导设计断面进行开挖支护。施工时要求：短进尺，弱爆破，强支护。立I18钢架支护(间距0.8米)、挂网喷锚（Φ8钢筋网间距20cm*20cm）、形成整体联合加强支护，确保大断面开挖安全。正洞沿小里程方向掘进至里程DK309+675后，开始进行下导的开挖和支护，分段开挖正洞仰拱并及时浇筑，尽早封闭成环。
4.掌子面失稳过程描述：
施工队伍按照施工方案进行施工，对斜井进入正洞交界处的两榀I20b钢拱架按技术要求支护完成；当以小断面尺寸导洞转体进洞第一循环爆破开挖后，进行除渣作业的过程中，掌子面左侧的夹层千枚岩块局部掉落，除渣作业结束时，随其掉落的程度加大，左侧千枚岩掉块向上发展，伴随着千枚岩的掉落，其两侧的灰岩开始失稳，导洞的拱頂部位的围岩失稳，紧接着着整个掌子面失稳。
5.塌方原因分析
发生塌方的过程中首先出现围岩塑性变形，然后是支护变形，接着出现支护的局部破坏、支护与围岩破坏失稳，最后导致了塌方的出现。主要原因是开挖过程中地层出现临空后应力调整或土压作用，使得软弱围岩内产生裂缝、破坏，或围岩内出现层理或节理松驰或剥离，从而出现岩石、泥沙等塌落的现象。
5.1设计地质勘察与实际不符：化马隧道塌方处围岩主要是强、弱风化的灰质板岩，夹层为碳质千枚岩，节理发育，并有裂隙水的侵蚀。再加开挖爆破时，左面掌子面岩层产生了向隧道内自由面的位移，此时，因没有有效的约束，导致层间碳质千枚岩层首先破坏，岩层因层间节理破坏的影响出现变形增长导致受弯受剪破坏，从而形成滑移楔形体，最终导致隧道围岩失稳、破坏。其具体过程如下所示：
5.2地下水原因:在离塌方处掌子面斜井50米范围内，地下水丰富。水体通过裂缝大量涌入岩体，导致顶板的淋水量急剧增大。岩体在地下水的浸泡、软化、侵蚀和溶解下加剧了失稳和塌落的可能性，其中一些较软弱的滑动面强度下降更为剧烈，从而导致了滑塌现象的发生。
5.3施工方面原因: 该处围岩极为破碎，但实际施工时多以开工之初编制的施工组织设计或施工方案为主，未能根据地质条件的变化进行优化更新，调整施工方案和支护参数，采取有效的超前支护措施，从而导致开挖断面过大，初期支护不能及时跟进，造成临空面过大，最后出现塌方。其具体施工因素如下：
5.3.1 左侧近2米没有支护措施，由于斜井与正洞呈46度的夹角，则左侧首先进入正洞，随即停止左侧的开挖或者对左侧采取必要的临时支护措施，由于左侧裸露的围岩在没有支护措施约束作用下开始并连续变形。
5.3.2 隧道左侧围岩破碎并没有支护的情况下，对掌子面右侧进行转体导洞的开挖，由于爆破的震动，加剧了左侧围岩的变形乃至对整个掌子面变形。
5.3.3 对隧道开裂后的加固处理认识不够，首先，隧道塌方处的岩层以强风化灰质板岩为主，左侧有炭质千枚岩夹层，节理裂隙发育，围岩松散自稳能力差，遇水易发生软化，抗剪强度降低，围岩成拱能力下降，拱顶处围岩荷载增加; 其次，在隧道塌方之前隧道内出现大量涌水，表明此段围岩内含有丰富的裂隙水，对围岩进行了浸泡、软化作用，使围岩变软，自稳性变差。
5.3.4斜井与正洞交叉口受力复杂，地质条件差，围岩破碎并有裂隙水，其应该采用小尺寸断面进洞，当时由于隧道出水，考虑集水坑，以及通车的需求，增大了斜井进正洞交界处的断面尺寸。
5.3.5监控量测滞后，没能准确的反映出围岩拱顶下沉以及水平收敛异常情况，对塌方前没有准确的监控数据，没有得到监控测量反馈的信息导致盲目施工。
6.塌体治理方案
綜合考察现场的地质条件并参考相关隧道的处理经验后，现场决定按照隧道塌方处理的一般原则（即“先加固，防扩展， 后处理”）进行处理。在综合考虑复杂层状围岩结构的相互关系后，根据现场隧道开挖呈现出的地质环境、初期支护下沉开裂等实际情况，采用小导管超前注浆加钢拱架和喷射钢纤维混凝土联合的方案进行处理，注浆材料采用水泥浆液。
6.1初期治理方案
为了防止塌方体继续发展，现场决定充分发挥围岩的自承能力来进行初期治理。首先采用C25混凝土在隧道拱项与坍塌结合部分封闭，接着在斜K00+25~斜K00+10塌方影响段架设15榀钢拱架，并对每榀打设8根锁脚锚杆，喷C25砼。最后在塌方体坡脚位置交错堆砌装入碎石土的人工编织袋，高度为1.8m。因塌方体位置处于斜井与正洞交叉口处，现场采用管棚代替小导管进行超前注浆以凝结松开散的塌体，因此现场需要为管棚施工和修筑施工平台清理出一定的空间。
6.2塌体治理方案
待塌方暂时达到自稳时进行坍塌体治理，在斜井搭设好的操作平台上采用潜孔钻进行钻孔作业，过程中应根据现场情况决定打孔的位置，角度和孔深，原则上是使管棚管端头穿越塌腔体至空心位置，找到理想注浆位置。
a管棚管物理参数。此塌方段围岩坍塌后为呈碎屑状，跨度约10～15m, 采用89ｍｍ×5.0ｍｍ热轧无缝钢管作为超前注浆小导管，长为6ｍ，必要时根据现场实际情况进行焊接。
b管棚管构造。管棚管前部钻注浆孔，孔径为12-15ｍｍ，孔间距20ｃｍ，呈梅花形布置；前段加工成锥形，尾部长度1.0ｍ 作为不钻孔的预留止浆段，尾部焊接止浆阀门。
c注浆参数。注浆材料为水泥单浆液，其水灰比为0.8：1。缓凝剂为磷酸氢二钠，掺量为水泥重量的1.5％，胶凝时间约为2分钟，逐步由稀变稠，注浆压力根据现场情况而定，注浆完成随即关闭阀门，阻止浆液外流。
6.3穿越塌方段
6.3.1对塌体处理完毕后，穿越塌方体则从正洞的另一侧通过管棚施工进行，通过迂回平行导坑，横洞进入正洞的小里程，通过正洞的开挖掘进至塌方处左侧（小里程方向）其里程为DK309+680,管棚穿越塌方段至里程DK309+710,如右图所示：
6.3.2管棚施作时按常规方法做好施工准备、钻机就位、钻孔、清孔验孔之后，开始安装管棚和注浆作业，其步骤如下：
a. 安装管棚钢管，管棚采用Φ89，壁厚5mm的无缝钢管，布置在拱顶120°范围内，管棚环向间距为40cm，外插角3~4°。接头钢管：Φ89mm×5 mm钢管，节长1000mm，内车丝扣；管棚内钢筋笼：Φ42mm×3.5 mm钢管，每节长5cm；Φ14钢筋，匀布于钢筋笼四周，载机和管棚机钻合的工艺安装管棚钢管。相邻钢管的接头前后错开；同一横断面内的接头数不大于50﹪，相邻钢管接头至少错开0.5m；安装长度达到设计要求。
b. 注浆，钢管上梅花形钻注浆孔，孔间距15cm，前端做成尖锥型，尾部1m范围内不钻孔作为止浆段。注浆参数：注浆浆液采用1:1水泥浆，注浆压力0.5~2.0MPa。注浆浆液充满钢管及其周围的空隙，注浆量满足设计要求。
6.3.3管棚施工作业完毕后，下一步进行洞身的开挖支护，采用三台阶开挖支护，拱部上半断面开挖采用留核心土法分左右两侧导洞先后开挖，宽度1.0—1.5ｍ，每循环进尺0．5～0.8ｍ。出渣采用人工配合反铲装载机出渣。当工作面开挖出后及时喷射C25混凝土8-15ｍｍ厚，然后铺设∮8、间距20ｃｍ×20cm钢筋网片，架设I20b钢拱架。塌方段钢拱架间距0.5ｍ。最后焊接上一榀钢拱架的纵向连接筋，预留下次纵向连接筋，清扫喷射面，再次喷射C25混凝土，喷射总厚度以把钢拱架覆盖为止。拱部开挖之后，开挖下部。支护措施与上部处理工艺一致，下接上半端面钢拱架并打设锁脚锚杆。
6.4塌方空腔处理方案
在上述支护完成后，对塌方空腔进行分层泵送回填，采用C20混凝土，厚度约为2cm ,沿着预留孔分层泵送并预留注浆管。下一次泵送应在之前泵送的混凝土达到一定的强度之后进行，厚度约为3cm，之后将预留泵送至空腔内部以填充密实。
7.结语
通过此次塌方的经验及教训，对于特殊工点的施工以及对不良地质段的施工有了深刻的反思，往往造成塌方的原因不是唯一的，通过对施工方案的斟酌，对现场地质情况准确的认识，优化施工组织管理，提高施工中的信息化程度，对今后化马隧道遇到类似的围岩施工要引起足够的重视，确保施工质量安全。
参考文献
[1]中铁一局集团有限公司. TZ 204—2008铁路隧道工程施工技术指南[S].北京:铁道部经济规划研究院, 2008.
[2] TB 10003—2005、J 449—2005铁路隧道设计规范[S].北京:中国铁道出版社, 2005.
[3]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京:人民交通出版社, 2003.
[4]李金城.关角铁路隧道辅助坑道设计[J].现代隧道建设,2009(1): 1-7.
[5]高少强,隋修志.隧道工程[M].北京:中国铁道出版社,2008.
[6]周应麟，邱喜华．层状岩层围岩隧道稳定性的探讨［Ｊ］．地下空间与工程学报，2006，（２）：345-348．
[7]孙令伟．管棚法在隧道塌方处理中的应用［Ｊ］．中南公路工程，2005，（４）：15－16．
[8]王赢忠，胡亚元，童百里，等．崩塌松散围岩隧道施工稳定分析与施工［Ｊ］．岩石力学与工程学报，2008，22（4）：589－595
关键词: 化马隧道; 交叉口; 塌方; 千枚岩; 涌水; 注浆加固；管棚施工。
Abstract: Horse Stone in tunnel inclined shaft into the hole intersection due to poor geological causes and construction of landslide caused by improper. Intersection of stress variation is complex, stress uneven distribution and broken surrounding rock of underground engineering, here, the complex geological conditions, large collapse before gushing water and other reasons, based on the actual situation of tunnel collapse reason analysis; through the grouting condensation loose mention collapse body with large pipe shed construction of landslide treatment, its actual the collapse treatment scheme is feasible and safe, economic and reasonable to ensure the quality of the tunnel.
Key words: Ma tunnel; intersection; collapse; limestone; water; grouting reinforcement; pipe shed construction
中图分类号： TD262文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）00-0000-00
1.引言
隧道施工中由于地质条件复杂、施工难度大，在一些交叉口段及不良地质段往往容易发生塌方事故，本文结合兰渝铁路化马隧道石家院斜井进入正洞施工实例,就在复杂的地质构造下,由于多方面原因导致交叉口塌方原因进行分析，并对其采用特殊处理的施工方案，对今后的类似工程有更深层次的重视和借鉴。
2.工程概况
化马隧道位于甘肃省陇南市宕昌县境内，隧道起讫里程为DK301+282～DK313+862，全长12580m，为双线隧，隧道进口左线138.853m、右线128.854m，隧道最大埋深约1300m，隧道内线路分别为12.8‰和13‰的单面下坡。该隧道沿线山高沟深，岸坡陡峻，相对高差为1450m，经过的主要沟谷多为'V'字型沟谷，坡降较大，由于河流侵蚀，使得岸坡陡峻，山体陡崖遍布，部分基岩表层风化剥落，形成缓坡。
为满足工期要求, 设计有两座斜井作为辅助坑道,化马沟斜井和石家院斜井 。石家院斜井全长1999.98m, 最大坡率为13% 。斜井底与正洞交叉口段坡度为2%。斜K00+18—斜K00+10段考虑集水坑位置，斜井开挖宽度加宽至11 m, 开挖高度为7.7m, 开挖面积为71.06m，与正洞左线路中线交叉里程为DK309 + 700, 交角46度。斜井与正洞左线路中线交叉处内轨高程为1315.809m, 交叉口处斜井拱顶与正洞拱顶高差为2.57m, 交叉口处隧道埋深905m。该处岩层为灰岩夹板岩, 局部夹有炭质千枚岩，节理发育，有裂隙水，围岩破碎。
3.施工方案
考虑到正洞上台阶拱架落脚位置要求斜井拱架必须提供稳定的落脚平台，斜井从斜K00+10开始进入正洞，开挖至斜K00+18里程处，开始安装变断面异型拱架，按照扇形结构过度到与正洞初期支护拱架正交，该段斜井处设计安装11榀I18变断面异型钢拱架，便于斜井支护钢架与主洞支护钢架连接，并保证保证受力稳定，斜井与正洞交接处采用双层I20b钢拱架进行支护（见右图）。从斜K00+10进入正洞后，为保证施工安全，以圆曲线形式转体进人正洞，以小尺寸断面导洞过渡至正洞大里程方向DK309+705处，使斜井与主洞开挖方向一致，然后沿大里程方向逐渐阔挖至主洞上台阶设计断面尺寸，并在此段将拱顶标高缓慢提高，开挖至DK309+710时，掌子面断面尺寸与主洞上台阶设计断面一致以及拱顶高程与正洞拱顶设计标高一致，此段施工过程采取临时支护措施，此时可以按正洞上台阶设计断面再继续往大里程方向开挖15米至里程DK309+725,以方便之后停止大里程掘进，封闭掌子面，转向小里程方向施工，按正洞上导设计断面进行开挖支护。施工时要求：短进尺，弱爆破，强支护。立I18钢架支护(间距0.8米)、挂网喷锚（Φ8钢筋网间距20cm*20cm）、形成整体联合加强支护，确保大断面开挖安全。正洞沿小里程方向掘进至里程DK309+675后，开始进行下导的开挖和支护，分段开挖正洞仰拱并及时浇筑，尽早封闭成环。
4.掌子面失稳过程描述：
施工队伍按照施工方案进行施工，对斜井进入正洞交界处的两榀I20b钢拱架按技术要求支护完成；当以小断面尺寸导洞转体进洞第一循环爆破开挖后，进行除渣作业的过程中，掌子面左侧的夹层千枚岩块局部掉落，除渣作业结束时，随其掉落的程度加大，左侧千枚岩掉块向上发展，伴随着千枚岩的掉落，其两侧的灰岩开始失稳，导洞的拱頂部位的围岩失稳，紧接着着整个掌子面失稳。
5.塌方原因分析
发生塌方的过程中首先出现围岩塑性变形，然后是支护变形，接着出现支护的局部破坏、支护与围岩破坏失稳，最后导致了塌方的出现。主要原因是开挖过程中地层出现临空后应力调整或土压作用，使得软弱围岩内产生裂缝、破坏，或围岩内出现层理或节理松驰或剥离，从而出现岩石、泥沙等塌落的现象。
5.1设计地质勘察与实际不符：化马隧道塌方处围岩主要是强、弱风化的灰质板岩，夹层为碳质千枚岩，节理发育，并有裂隙水的侵蚀。再加开挖爆破时，左面掌子面岩层产生了向隧道内自由面的位移，此时，因没有有效的约束，导致层间碳质千枚岩层首先破坏，岩层因层间节理破坏的影响出现变形增长导致受弯受剪破坏，从而形成滑移楔形体，最终导致隧道围岩失稳、破坏。其具体过程如下所示：
5.2地下水原因:在离塌方处掌子面斜井50米范围内，地下水丰富。水体通过裂缝大量涌入岩体，导致顶板的淋水量急剧增大。岩体在地下水的浸泡、软化、侵蚀和溶解下加剧了失稳和塌落的可能性，其中一些较软弱的滑动面强度下降更为剧烈，从而导致了滑塌现象的发生。
5.3施工方面原因: 该处围岩极为破碎，但实际施工时多以开工之初编制的施工组织设计或施工方案为主，未能根据地质条件的变化进行优化更新，调整施工方案和支护参数，采取有效的超前支护措施，从而导致开挖断面过大，初期支护不能及时跟进，造成临空面过大，最后出现塌方。其具体施工因素如下：
5.3.1 左侧近2米没有支护措施，由于斜井与正洞呈46度的夹角，则左侧首先进入正洞，随即停止左侧的开挖或者对左侧采取必要的临时支护措施，由于左侧裸露的围岩在没有支护措施约束作用下开始并连续变形。
5.3.2 隧道左侧围岩破碎并没有支护的情况下，对掌子面右侧进行转体导洞的开挖，由于爆破的震动，加剧了左侧围岩的变形乃至对整个掌子面变形。
5.3.3 对隧道开裂后的加固处理认识不够，首先，隧道塌方处的岩层以强风化灰质板岩为主，左侧有炭质千枚岩夹层，节理裂隙发育，围岩松散自稳能力差，遇水易发生软化，抗剪强度降低，围岩成拱能力下降，拱顶处围岩荷载增加; 其次，在隧道塌方之前隧道内出现大量涌水，表明此段围岩内含有丰富的裂隙水，对围岩进行了浸泡、软化作用，使围岩变软，自稳性变差。
5.3.4斜井与正洞交叉口受力复杂，地质条件差，围岩破碎并有裂隙水，其应该采用小尺寸断面进洞，当时由于隧道出水，考虑集水坑，以及通车的需求，增大了斜井进正洞交界处的断面尺寸。
5.3.5监控量测滞后，没能准确的反映出围岩拱顶下沉以及水平收敛异常情况，对塌方前没有准确的监控数据，没有得到监控测量反馈的信息导致盲目施工。
6.塌体治理方案
綜合考察现场的地质条件并参考相关隧道的处理经验后，现场决定按照隧道塌方处理的一般原则（即“先加固，防扩展， 后处理”）进行处理。在综合考虑复杂层状围岩结构的相互关系后，根据现场隧道开挖呈现出的地质环境、初期支护下沉开裂等实际情况，采用小导管超前注浆加钢拱架和喷射钢纤维混凝土联合的方案进行处理，注浆材料采用水泥浆液。
6.1初期治理方案
为了防止塌方体继续发展，现场决定充分发挥围岩的自承能力来进行初期治理。首先采用C25混凝土在隧道拱项与坍塌结合部分封闭，接着在斜K00+25~斜K00+10塌方影响段架设15榀钢拱架，并对每榀打设8根锁脚锚杆，喷C25砼。最后在塌方体坡脚位置交错堆砌装入碎石土的人工编织袋，高度为1.8m。因塌方体位置处于斜井与正洞交叉口处，现场采用管棚代替小导管进行超前注浆以凝结松开散的塌体，因此现场需要为管棚施工和修筑施工平台清理出一定的空间。
6.2塌体治理方案
待塌方暂时达到自稳时进行坍塌体治理，在斜井搭设好的操作平台上采用潜孔钻进行钻孔作业，过程中应根据现场情况决定打孔的位置，角度和孔深，原则上是使管棚管端头穿越塌腔体至空心位置，找到理想注浆位置。
a管棚管物理参数。此塌方段围岩坍塌后为呈碎屑状，跨度约10～15m, 采用89ｍｍ×5.0ｍｍ热轧无缝钢管作为超前注浆小导管，长为6ｍ，必要时根据现场实际情况进行焊接。
b管棚管构造。管棚管前部钻注浆孔，孔径为12-15ｍｍ，孔间距20ｃｍ，呈梅花形布置；前段加工成锥形，尾部长度1.0ｍ 作为不钻孔的预留止浆段，尾部焊接止浆阀门。
c注浆参数。注浆材料为水泥单浆液，其水灰比为0.8：1。缓凝剂为磷酸氢二钠，掺量为水泥重量的1.5％，胶凝时间约为2分钟，逐步由稀变稠，注浆压力根据现场情况而定，注浆完成随即关闭阀门，阻止浆液外流。
6.3穿越塌方段
6.3.1对塌体处理完毕后，穿越塌方体则从正洞的另一侧通过管棚施工进行，通过迂回平行导坑，横洞进入正洞的小里程，通过正洞的开挖掘进至塌方处左侧（小里程方向）其里程为DK309+680,管棚穿越塌方段至里程DK309+710,如右图所示：
6.3.2管棚施作时按常规方法做好施工准备、钻机就位、钻孔、清孔验孔之后，开始安装管棚和注浆作业，其步骤如下：
a. 安装管棚钢管，管棚采用Φ89，壁厚5mm的无缝钢管，布置在拱顶120°范围内，管棚环向间距为40cm，外插角3~4°。接头钢管：Φ89mm×5 mm钢管，节长1000mm，内车丝扣；管棚内钢筋笼：Φ42mm×3.5 mm钢管，每节长5cm；Φ14钢筋，匀布于钢筋笼四周，载机和管棚机钻合的工艺安装管棚钢管。相邻钢管的接头前后错开；同一横断面内的接头数不大于50﹪，相邻钢管接头至少错开0.5m；安装长度达到设计要求。
b. 注浆，钢管上梅花形钻注浆孔，孔间距15cm，前端做成尖锥型，尾部1m范围内不钻孔作为止浆段。注浆参数：注浆浆液采用1:1水泥浆，注浆压力0.5~2.0MPa。注浆浆液充满钢管及其周围的空隙，注浆量满足设计要求。
6.3.3管棚施工作业完毕后，下一步进行洞身的开挖支护，采用三台阶开挖支护，拱部上半断面开挖采用留核心土法分左右两侧导洞先后开挖，宽度1.0—1.5ｍ，每循环进尺0．5～0.8ｍ。出渣采用人工配合反铲装载机出渣。当工作面开挖出后及时喷射C25混凝土8-15ｍｍ厚，然后铺设∮8、间距20ｃｍ×20cm钢筋网片，架设I20b钢拱架。塌方段钢拱架间距0.5ｍ。最后焊接上一榀钢拱架的纵向连接筋，预留下次纵向连接筋，清扫喷射面，再次喷射C25混凝土，喷射总厚度以把钢拱架覆盖为止。拱部开挖之后，开挖下部。支护措施与上部处理工艺一致，下接上半端面钢拱架并打设锁脚锚杆。
6.4塌方空腔处理方案
在上述支护完成后，对塌方空腔进行分层泵送回填，采用C20混凝土，厚度约为2cm ,沿着预留孔分层泵送并预留注浆管。下一次泵送应在之前泵送的混凝土达到一定的强度之后进行，厚度约为3cm，之后将预留泵送至空腔内部以填充密实。
7.结语
通过此次塌方的经验及教训，对于特殊工点的施工以及对不良地质段的施工有了深刻的反思，往往造成塌方的原因不是唯一的，通过对施工方案的斟酌，对现场地质情况准确的认识，优化施工组织管理，提高施工中的信息化程度，对今后化马隧道遇到类似的围岩施工要引起足够的重视，确保施工质量安全。
参考文献
[1]中铁一局集团有限公司. TZ 204—2008铁路隧道工程施工技术指南[S].北京:铁道部经济规划研究院, 2008.
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