關鍵詞：膨脹土 塌方 原因分析 處理技術
1 工程概況
1.1 工程概況 新響沙灣隧道全長3430m，除進口1057m，出口129m位於直線上，其餘均位於半徑爲4500m的曲線上，縱坡11.5‰。隧址區地震烈度Ⅷ地震動峯值加速度0.20g。
1.2 工程地質和水文地質
1.2.1 工程地質 新響沙灣隧道爲鄂爾多斯臺地剝蝕丘陵區，溝谷縱橫，切割強烈，地形起伏較大。圍巖爲白堊系下統（K1），紫紅色、薑黃色、灰綠色含礫泥質砂岩，砂石含量5～20%左右，泥質膠結，砂狀結構，薄層～中厚層構造。局部夾薄層狀紫紅色泥岩。強風化層約10～30米。地層產狀近水平。
1.2.2 水文地質特徵 地下水主要爲賦存在河牀衝洪積砂層中的空隙潛水，水量較豐富，膨脹土地帶地下水豐富，基岩裂隙水不發育。
2 塌方過程描述
2008年9月27日早7時，新響沙灣隧道GDK48+885～GDK48+950段邊牆出現多條裂縫，裂縫內有水滲出，部分拱腳出現向外擠出的現象。2008年9月28日～2008年10月9日期間，GDK48+885～GDK48+950段不時出現鋼筋斷裂的聲音，多處出現環向裂紋，多處噴射混凝土面崩裂。邊牆從拱腳以上1.7米處鋼架整體被壓斷，拱頂邊牆變形嚴重。掌子面已經全斷面塌方封堵；縫寬1cm以上的裂紋有十多條，最大裂縫寬度達到60cm；拱牆部位格柵鋼架大部分擠出變形，最大變形達80cm；裂縫處滲漏水現象嚴重。2008年10月10日下午15時10分GDK48+885～GDK48+950段出現整體坍塌，塌方過程無人員傷亡。
3 塌方原因分析
塌體段爲白堊系下統灰綠色泥質砂岩，泥質膠結，砂狀結構，薄層～中厚層構造，水平層理極其發育，經鐵四院檢測後發現該種砂岩爲膨脹性質，且屬於中度膨脹。由於膨脹土圍巖具有“吸水而膨脹，失水而收縮”的'特性。塌體段爲富水段，圍巖遇水極易軟化崩解，圍巖中度膨脹性加速、加大圍巖應力釋放，造成圍巖鬆動圈範圍大，在初期支護支撐力不夠的狀態下，由於圍巖壓力和膨脹壓力的綜合作用，使圍巖產生局部破壞，然後逐漸牽引周圍土體連續破壞。
4 塌方處理方案
處理塌體的總體方案：首先對塌體進行大管棚施工，然後在已施工完畢大管棚上方進行混凝土造殼，在混凝土殼體的掩護下，實施四臺階開挖，並且加強支護，具體措施如下：
4.1 對GDK48+893.5～GDK48+898.5段塌方部位用塌方碴料從兩側向中間進行回填，回填至拱頂設計標高後對剩餘空洞採用輕質材料進行填塞，以形成內模。
4.2 回填工作完畢之後在靠近塌方段處並排架設三榀I22工字鋼作爲管棚支承鋼架，工字鋼鋼架之間焊接牢靠。
4.3 拱部90°範圍內架設Φ108管棚，管棚間距爲30㎝，外插角爲15°，長度爲6米（伸入塌方部位5米，外露1米），管棚與鋼架焊接牢靠。