隧道施工中出现的滑塌、围岩变形是隧道事故常见类型，特别是复杂地质条件下的软岩隧道，出现变形甚至塌方的现象最多。国内外专家学者就如何有效控制围岩变形、滑塌及塌方处治措施问题进行了大量研究，并提出了合理化施工建议，但对于隧道蚀变带塌方处治措施的研究较少。以营尔岭隧道塌方的成功处治为背景，对大断面软岩隧道蚀变带塌方处治方案及关键施工技术进行详细论述。

　　 营尔岭隧道位于荣乌高速公路河北徐水至涞源段，地处山西断隆与燕山台褶带的过渡地带。隧道全长5 677m，为1座上下行分离式6车道特长隧道，隧道截面为三心圆状，净高约5m，净宽约15m，左右线测设间距18.37～33.4m，于2015年3月开始施工。隧道区内断层构造发育，主要有F₁₇, F₁₈, F₁₉3条断层构造带，其中F₁₈为平移断层，走向北东，倾向北西，充填物为构造角砾石，紧邻断层带为白云岩与安山岩接触蚀变带，岩体极为破碎，呈散体状，自稳能力差，极易发生坍塌。

　　 2017年9月30日16时左右，营尔岭隧道右线YK103+616.000—YK103+574.000段正在进行二次衬砌防水板挂设相关作业，突然出现两声异响并伴有石渣掉落，作业人员迅速撤离至安全地带，此时区间隧道突然发生塌方，坍塌体完全将隧道封堵，但未造成人员伤亡。

　　 为准确辨识坍塌体及周边地质情况，采用国内较为先进的地震三维成像 (AGI-T3) 技术对F₁₈断层构造带进行探测。经探测发现，右线YK103+607.000小桩号方向拱顶上方存在较大空洞，腔体主要分布于隧道两侧。塌方区位于断层破碎带中，围岩松散破碎，地下水位于塌腔正上方，为富水区域。

　　 根据对现场塌方过程的观察和各部位进展情况的综合分析，引起本次塌方的主要因素为脆弱的地质构造和不良的岩石性质。塌方段处于F₁₈断层构造带及接触蚀变带内，并处于断裂破碎带和花岗岩侵入体内，且受接触蚀变带的影响，岩体节理裂隙发育，存在蚀变泥化软弱夹层。隧道塌方段地下水类型主要为孔隙潜水和基岩裂隙水，岩体裂隙发育，透水性较好。由于地下水侵蚀软化作用，使岩体中蚀变泥化软弱夹层黏结力和强度降至临界点，隧道顶部围岩顺着蚀变泥化软弱夹层发生突发性滑塌地质灾害，导致此次坍塌的发生。

　　 隧道右线塌方导致邻近坍塌体的二次衬砌出现开裂，同时引起左线原初期支护侵限未换拱段，产生较大的变形、开裂，右线主洞出水。为避免隧道塌方险情进一步扩大，塌方后立即采取以下应急加固措施。

　　 1) 对右洞塌方段及左洞换拱段增加临时支撑，以控制变形，防止坍塌进一步发展。

　　 2) 通过堆码砂袋对右洞坍塌体外侧进行反压加固，采用方木井字形排架对未坍塌的初期支护进行加固。

　　 3) 右线塌方段YK103+616.000—YK103+607.000上断面采取增设扇形钢架支撑的方式对围岩进行补强加固。

　　 4) 左线原初期支护侵限未换拱段ZK103+627.000—ZK103+608.000，采取在已加固的临时斜撑间增设井字形方木支墩的方式进行补强 (见图1) 。

　　 5) 左线原初期支护侵限已换拱段ZK103+644.000—ZK103+627.000，采用I22b扇形钢架支撑进行应急加固。同时对受塌方影响的左右线相关区间进行临时钢支撑加固。

　　 6) 塌方出现后，立即对右线塌方段初期支护加强监控量测，同时加强出水量监测，做好排水应急处理。

　　 根据现场情况及勘测结果，组织各方及相关专家进行会勘论证，确定安全、合理的处治方案为:首先对右线坍塌体和左线换拱段进行临时加固，将左、右线间的人行横洞挖通，同时施工右线外侧及内侧止浆墙;然后内侧帷幕注浆坍塌体及空腔，外侧打设管棚并注浆固结，双向开挖坍塌体并贯通;最后进行左洞换拱段拆换。考虑F₁₈断层构造带及蚀变带的影响，需减少施工负面因素，严禁右线坍塌体和左线换拱段同时施工。

　　 1) 横洞距塌方段约200m，为减少横洞爆破开挖对塌方段的振动影响，防止产生次生灾害，采用微振控制爆破技术。通过选用合理的爆破参数，尽量减少单次爆破用药量，降低对围岩的振动扰动，确保F₁₈断层构造带施工安全，Ⅳ，Ⅴ级围岩单循环进尺0.8m。

　　 2) 采用楔形掏槽，保证达到最佳掏槽效果，掏槽眼比辅助眼深15～20cm。严格控制周边眼装药量，采用在竹片上绑扎导爆索和光爆专用小药卷间隔装药的方式使药量沿炮眼均匀分布。

　　 3) 降低炸药单耗以减小对周边围岩的扰动可保证围岩稳定。需结合实际地质情况，经多次试验确定炸药单耗、岩石钻孔率等核心参数。

　　 1) 横洞贯通后，通过横洞进入右洞，对隧道右洞坍塌体内侧已变形的初期支护采用堆码砂袋反压和架设支撑的方式进行加固。

　　 2) 坍塌体内侧加固完成后施工内、外侧止浆墙。为保证超前帷幕注浆效果，采用C30混凝土制作止浆墙，墙厚2m。施工止浆墙时搭设脚手架加钢模板及斜撑，在开挖面周边接触处通过5cm宽木板进行补充。

　　 3) 止浆墙施工完成后，对坍塌体进行全断面帷幕注浆，钻孔和注浆由外向内进行，同一圈孔间隔施工。本工程采用后退式注浆，当岩层破碎易造成坍孔时采用前进式注浆。

　　 4) 坍塌体开挖及支护采用全断面法由两侧向中部进行，处理遵循管超前、严注浆、短进尺、少扰动、强支撑、快封闭、勤量测的原则。

　　 5) 开挖方式为机械开挖，支护按照V级围岩支护参数施作，每循环进尺为1榀拱架间距 (0.6m) ，开挖1榀支护1榀，直至顺利通过塌方段。

　　 6) 在处理塌方段时，对于隧道拱部出现的坍塌空腔，应先采用喷射混凝土封闭，然后在初期支护中预埋注浆管，待初期支护完成后向空腔中泵送混凝土进行填充。根据隧道围岩实际情况，为确保施工安全，塌方段每处理6m及时施作二次衬砌。

　　 1) 为限制周边围岩变形，保障作业人员的安全，右线主洞贯通后先对左线19m换拱段进行全断面回填，再进行周边围岩预加固，最后逐榀拆换拱架。

　　 2) 由于临时支撑门架结构交错纵横，且回填料需具有一定强度，所以选用M2.5砂浆，回填采用模注法进行，即两侧堆码砂袋，并利用隧道弃渣进行反压，同时修筑成台阶，作为后期换拱的作业平台。回填至拱顶后封闭整个换拱段。

　　 3) 回填砂浆具备一定流动性，严格按照试验配合比配制，由混凝土拌合站集中拌合，罐车运送至现场，底部可直接倾倒，顶部回填采用泵送工艺。

　　 4) 回填过程中注意预埋逃生管道，管道两端均应伸入已完工的二次衬砌中。

　　 5) 回填完成后，在换拱段拱部120°范围内施作3环长管棚进行超前支护，每环长9m，搭接长度≥2m，尾端插入已完工二次衬砌的长度≥2m，环向间距40cm，仰角控制为15°，并采用单液注浆固结周边围岩 (见图2) 。

　　 6) 回填部分开挖前采用双层小导管径向注浆补强，随后进行回填料的开挖及初期支护更换。回填料的开挖采用三台阶工法，主要通过破碎锤凿除砂浆及初期支护混凝土，配合人工进行修整，循环进尺0.6m，开挖预留变形量控制为35～50cm，开挖完成后立即施作初期支护进行封闭。

　　 7) 隧道换拱施工使用人工手持风镐拆除侵限的初期支护钢拱架，然后按照V级围岩支护参数重新施作拆除部分的初期支护。每更换1榀拱架后及时施工环向注浆管，并注浆加固，每换拱6m后立即施作二次衬砌，再进行下一循环的换拱。

　　 1) 左线侵限段换拱施作完成后，进行右线开裂二次衬砌的拆除，每拆除1环及时进行初期支护，然后进入下一循环。二次衬砌全部拆除后，施作超前双层小导管补强，逐榀拆除初期支护并更换，换拱后及时施作二次衬砌。

　　 2) 为减小对围岩的扰动，二次衬砌采用机械拆除法拆除。首先利用专用钢筋混凝土切割机对二次衬砌进行切缝，从大桩号向小桩号方向进行，切缝宽1.8m，切缝厚度为设计厚度的2/3，切割后利用破碎锤进行凿除。

　　 营尔岭隧道采用“首先左、右线应急加固，然后横洞施工，再右线帷幕注浆处置，最后左线拆换”的塌方处治方案，耗时近5个月安全顺利地完成19m塌方段和换拱段的处治工作，塌方处治效果良好，目前该隧道已顺利通过交工验收。施工实践证明，应用长管棚及全断面帷幕注浆进行超前支护的技术对蚀变带软岩塌方进行处治较合理，针对蚀变泥化软弱夹层地质的特殊性，较好地稳固了坍塌松散体，有效控制了围岩的再次变形，提高了处治效率，保证了隧道塌方处治施工的安全。