隧道坍塌

隧道坍塌（精选十篇）

隧道坍塌 篇1

1 工程概况

长寿山隧道曹家湾沟斜井位于兰州市安宁区安宁堡乡东门村曹家湾沟, 为双车道, 全长255米, 与线路交叉里程为HDK52+598, 井口地面与线路高差24米, 该斜井穿越的地层岩石岩性主要为深灰色、灰黑色云母片岩、石英云母片岩, 变晶结构片状构造, 受地质构造影响严重, 节理裂隙发育, 岩石破碎, 洞口段围岩为Ⅴ级, 洞身段为Ⅲ、Ⅳ级。承担正洞大沙坪方向长411米, 兰州北方向591米施工任务。

2 塌方事故原因分析

2010年10月17日晚开挖仰拱时小里程HDK52+347~HDK52+330段突然发生塌方, 塌腔空间较大, 坍穴高约6米, 宽约12米, 长约17米, 塌体中巨石较多, 根据坍塌处围岩观察, 该段围岩主要为片岩, 节理裂隙发育, 岩石片理明显, 因埋深较浅, 风化严重, 局部泥化为白色粘性土, 呈薄片状, 稳定性差。塌体左右侧均为光滑岩面。塌方发生后拱顶出现明显的水流痕迹, 坍穴顶部距曹家湾斜井地面约5米 (由于变更原来的正洞变为斜井造成斜井口以内约60米范围内正洞正处于斜井口的正下方) 。2010年11月15日18点左右, 由于洞内HDK52+347~HDK52+330段发生二次滑塌, 塌体填满整个塌腔, 同时造成斜井口 (HDK52+324) 山体也突然滑塌, 使得斜井初支遭到严重的毁坏, 斜井口被封, 地表裂纹较多, 范围较大。

3 坍塌处理方案及具体措施

3.1 洞外地表处理

采用机械在洞外地表对塌体进行适当的清理作为工作平台, 利用此平台, 向正洞内塌腔方向打设孔道, 孔道间距2M×2M, 梅花型布置, 从地表向塌腔进行注浆, 从而能使塌方松散体达到最好的注浆效果, 使洞顶上方形成2~3M左右的“硬壳”, 塌体自稳能力增强, 从而确保开挖施工的安全。

具体措施:

1) 由挖掘机从上往下刷坡, 刷到一定程度 (视岩石性质而定) 在塌体上清理出工作平台。

2) 在塌体的工作平台上沿着隧道纵向在塌体的两端把隧道中线与隧道横向的两个边桩进行放样。根据塌方的具体规模, 我们在工作平台上画出了长17M, 宽15M的注浆范围, 孔距2M梅花型布置, 共72个孔位 (后又由实验得单孔注浆有效范围为2.5米) , 故取消大里程方向右边的4个孔位。由洞外水准点测得工作平台距正洞拱顶25.35M (取25M) , 其中孔深计算, 由地面距拱顶的距离计算而得。开始按顺序钻孔。

3) 在Φ20mm塑料水管上按梅花型钻取5mm孔径的小孔, 然后把塑料的一头用塑料布缠绕再用胶带把它缠紧加固。每钻好一个孔为防止塌孔立即下放塑料管以防止孔道塌孔。

4) 待所有孔道钻到设计深度并安放好塑料管, 开始压浆。本工程采用1∶1的水泥浆液, 以地面渗出水泥浆或不再进浆认为这个孔道压满。压浆顺序采用先外后内, 也就是先压最外面一圈, 然后依次压里面一圈。

3.2 洞内处理

为保证坍塌范围不再向大里程方向延伸, 保证施工人员安全, 首先对坍塌体后面未坍塌的20m (HDK52+347~HDK52+367) 范围的初期支护进行进一步加固, 然后采用管棚配合小导管的方式对洞内塌体进行注浆密实。

3.2.1 补打锁脚锚管

在HDK52+347~HDK52+367未坍塌地段, 对初支中每榀工字钢两拱脚处 (水沟电缆槽底面以上1.2m左右位置) 各补到2根Φ42mm锁脚锚管, 管长3.5m, 打设方向向下倾斜45°为宜, 锁脚锚管要灌注水泥浆液, 其尾部要用“U”型卡与拱架焊接牢固。

3.2.2 初支背后注浆

在HDK52+347~HDK52+367未坍塌初支地段, 每隔5m在拱顶及两边墙位置进行钻孔注浆, 浆液采用1∶1水泥浆液。

3.2.3 洞内塌腔体管棚及导管施工

从塌方体向大里程方向后退1m左右打入Φ108管棚, 管棚初步定为20m, 角度为3°, 若遇孤石, 可视情况截断, 管棚环向间距40cm, 两管棚间打入Φ42小导管, 导管长5m, 角度为5°, 管棚打好后, 为保证后续注浆效果, 在HDK52+347塌体面进行挂网喷浆作为止浆墙, 喷射砼为C25, 厚度15cm。

3.2.4 洞内塌腔体注浆

C25喷射砼强度达到设计强度的80%时, 可以对塌体进行注浆, 注浆采用输送泵泵送C25混凝土 (塌落度18~21cm) , 灌注后再用小导管注1∶1水泥浆液加固松散砟石, 以此保证拱顶以上固结砟石及混凝土厚度不小于2m。

3.3 洞内开挖支护及二衬

1) 当洞内及地表注浆浆液强度达到10MPa以上及围岩稳定后, 从洞内开挖塌体, 开挖采用三台阶进行, 开挖循环进尺为1榀拱架, 开挖以风镐为主, 遇孤石采用小跑施工, 架立20b工字钢拱架, 纵向间距50cm。

2) 本段二衬厚度调整为70cm的钢筋混凝土, 双层钢筋, Φ22, 每层钢筋每延米设为7根。

4 施工注意事项

1) 在浅埋段地表每5m布设一个断面, 每8小时进行一次测量, 并及时对测量数据进行分析, 发现围岩变化出现异常, 立即通知施工人员撤离。

2) 开挖中如发现塌体注浆效果不理想, 如在拱顶出现松散虚渣, 则须重新进行补打管棚和超前小导管进行分段注浆, 分段开挖方式进行循环施工, 直至开挖支护通过塌腔范围。

3) 开挖支护完成后, 抓紧进行二衬施作。

5 结语

通过对兰州枢纽项目长寿山隧道曹家湾沟斜井塌方的处理, 取得显著的技术、经济效果, 不仅保证了施工人员的生命财产安全, 也为长寿山隧道的胜利贯通奠定了基础。

参考文献

[1]铁路隧道工程施工技术指南[S].2008.

[2]铁路隧道工程施工质量验收标准[S].2003.

[3]铁路隧道工程施工安全技术规程[S].2009.

隧道坍塌事故应急预案 篇2

隧道坍塌事故应急预案

编制人：

审核人：

审批人：

中铁三局集团

第四工程有限公司张唐铁路项目部

2010年10月1日

隧道坍塌事故应急预案

目的：为了救助隧道坍塌事故造成的伤亡，降低伤亡事故发生的频次，隧道发生坍塌事故后，以最快的速度和最大限度地减少人员和财产损失，特制定本应急救援预案。

一、成立应急领导小组

为应对隧道坍塌中不可预见的突发性安全事故，项目部成立由项目经理任组长，项目副经理、总工程师任副组长，各部门负责人和各综合工程队负责人为组员的应急领导小组，负责组织领导突发事件的应急救援工作。应急救援指挥中心设在工程部调度室24小时值班，值班电话为：0314-8358110 组 长： 于长军

副组长：王声明 张印来 张召印 胡红星 蒋加虎 姜晓东 刘卿

组 员： 周 鸣 马学亮 刘舒亮 谷玉春 刘 敏 靳晓峰

陈玉玲 何红全 刘利战 于 璐 赵 云

二、应急领导小组职责

组长负责全面的抢险救援工作； 副组长协助组长处理抢险救援工作；

工程部部长负责制定本抢险应急预案，总工负责审核； 安质部部长负责监督检查预案演练、人员落实情况； 机物部部长负责抢险期间的物资供应和物资储备工作； 综合部部长负责对内及对外联系工作； 财务部部长负责资金使用工作； 合同部部长负责灾害损失分析；

各综合工程队负责人按照应急领导小组的统一指挥，负责各自管段隧道突泥涌水现场应急工作。

应急小组下设四个小分队：

第一现场指挥小分队：项目副经理张召印任分队长，负责应急救援现场指挥，成员为合同部、财务部及各综合工程队队长。

第二机械物资供应小分队：机物部部长马学亮任分队长，负责抢险机械、物资的供应，成员为机械物资部全体成员。

第三后勤保障小分队：由综合部长刘敏任分队长，负责抢险期间抢险人员的饮食及现场保卫，引导、疏散无关人员，成员为全体食堂人员及驻工地派出所干警、所有现场巡守人员。

第四现场抢险小分队：工程部部长周鸣任分队长，负责指挥抢险人员、设备，成员为工程部和安质部全体成员、医务人员、各工程队应急抢险人员。

三、应急预案保障措施

1、通讯保障措施

各隧道工点必须保证全天24小时有值班电话，保持对外联络。洞内作业面配臵对讲机与洞外随时保持联系。

2、物资保障措施

备齐专门抢险设备物资，专人看管，定期检查，不得挪做他用。作业人员配臵安全帽、雨鞋、雨衣、防水目镜、救生衣等劳 动用品；抢救用品配臵草袋、水管等。必要时准备木船或救生船。其它要储备一定量水泥、砂石、木材、钢材和注浆止水等材料。

3、机械保障措施

各隧道工点配备至少一台指挥车，一台挖掘机、1台装载机、2台自卸汽车，及若干潜水泵、发电机。机械由组长统一调派。

4、交通保障措施

专人对便道进行清理路障，保证施工便到交通畅通。

5、后勤保障措施

保证生活物质供给，在抢险时，送饭到工地统一用餐。

四、应急预案保障制度

1、值班制度

值班执行24小时由专人值班制度，值班室设在隧道现场负责人办公室。

2、例会制度

及时召开交班例会，由组长主持，各部门负责人及有关人员参加，对隧道施工中容易发生涌水和突泥的地方，统一协商、制定有效可行的措施，预防涌水和突泥事故发生。

3、检查制度

由副经理主持，项目部总工、安质部长、工程部长联合检查。查漏洞、找隐患，对检查出的问题，责令施工队立即整改。对不服从指令的作业班组，可要求其停工整顿。

4、演习制度 由应急领导小组统一组织，适时演习，使各参战人员熟悉程序，做到抢救时上下一致，指挥协调，有条不紊。

五、发生坍塌事故救援

1、在事故发生的第一时间内，施工现场的负责人根据现场情况有权采取措施立即处臵。必要时采取下列程序进行疏散、切断电源、人员撤出、设备撤离。

2、接事故信息后，应急救援组应立即奔赴事故现场启动应急救援预案，并迅速采取有效措施组织抢救，防止事故扩大。必要时，可向地方政府有关部门求援。

3、事故发生后，项目部应在24小时内书面报告上级单位，报告内容应包括以下内容：

1）事故发生的时间、地点、工号；

2）事故发生的简要经过、伤亡人数、直接经济损失的初步估计；

3）事故发生原因的初步控制判断；

4）、事故发生后采取的措施及事故控制情况。

4、在事故处理的同时，积极为早日恢复现场生产创造条件。

5、预防塌坍事故采取措施

1）应建立安全质量保证体系及责任制，并制定出切实可行的安全技术措施。安质部对安全技术措施的执行情况进行监督检查。

2）、在软岩及不良地质的隧道施工中，施工前必须制订切实可行的施工安全技术措施，同时施工前应备齐充足的抢险材料。施工中应对围岩加强检查与测量，对不良地质的隧道施工，应采取弱爆破、短开挖、强支护、早衬砌、先护顶等小循环的施工方法。隧道施工人员进入工地后，要首先观察工作面是否处于安全状态，如发现问题，应采取必要的措施。如发生坍方时，应积极处臵和抢救，首先清点人数，其次清理主要机具设备；并详细记入施工日志，分析坍方的原因，吸取教训；同时拟定切实可行的清方、支护、掘进、安全等措施后方可继续施工。

3）崩塌、落石、岩堆地段开挖应先清理危石后再开挖，少用大爆破采用控制爆破，以减少爆破震动对崩塌体的破坏作用，开挖面坡度不宜过陡，必须将坡面上的松动危石及时清除干净，以防岩体松动而威胁施工安全。

6、在发生事故需要调拨物资设备时，要服从命令顾大局，无条件的予以援助。

六、应急救援终结

当下列条件具备后，本应急救援终结

1、事故现场处理完毕，事故善后工作已结束。

2、已查清隧道坍塌事故原因，已落实整改措施。

3、事故责任人受到处理及全体员工均已受到教育。

隧道坍塌 篇3

【关键词】隧道；浅埋偏压；地表注浆

1.工程概况及地质条件

马鞍山隧道为连拱隧道，起讫里程K1733+135～K1733+505，长370m，隧道穿越一坡体，最大埋深约42m，进出口段均处于浅埋偏压段。隧道平面线形进口段位于R=1100m的圆曲线上，出口段位于直线段上；隧道纵坡坡度-2.75%。位处大方县六龙镇北面的郑家湾东面，机耕道可至隧址，交通条件一般。

地质：隧道区上覆第四系残坡积层粉质粘土层，黄褐色、橙黄色，含碎石及角砾5～20%，硬塑～可塑状，厚1～4m；下伏基岩为二叠系下茅口组灰白色中厚～厚层状灰岩，呈灰色，细晶结构，岩石节理较发育，岩体较破碎，取芯呈柱状、短柱状。根据声波测试及地震勘探结果，Vp=4200m/s。

场区位于黔北台隆遵义断拱毕节北东向构造变形区两路口背斜南东翼，地层单斜、缓倾，岩层产状75～85°∠18～28°，主要发育的两组节理裂隙，产状为195°∠80°和252°∠85°，节理裂隙发育密度一般5～20条/m3，局部可达30条/m3。

根据本隧道的特点、设计文件及现场施工条件，采取从出口端进洞，首先施工中导洞，其次再施工隧道右幅，最后再开挖隧道左幅。洞口段进洞均采用超前大管棚施工。在进洞段20m范围左幅洞顶地表存在一冲沟, 冲沟坡度约20°, 位于K1733+485处，冲沟内最小埋深仅50cm，见所附照片1所示。明暗交接位置左幅K1733+500断面隧道洞顶埋深约120cm, 右洞K1733+500断面隧道洞顶埋深约280cm。隧道穿越洞口浅埋偏压段，施工存在极大的坍方、冒顶等危险。且因为洞口明洞段爆破开挖，致使浅埋段地表开裂，土石分离。施工前须对该段进行预处理。

2.方案比较

施工完中导洞，再行开挖主洞，针对隧道洞口段处理偏压提出2种方案：

A 方案：对浅埋偏压段开挖路堑，施做偏压明洞。

B 方案：冲沟下缘设置挡墙进行地表回填，对浅埋偏压段地表钢管注浆加固，并上覆锚杆挂网喷混凝土盖板，隧道进洞施工按正常设计进行。

A方案，由于路堑的开挖, 形成三面高边坡, 增加大量的开挖面、边仰坡临时防护外, 隧道暗洞开挖与明洞段的施工衔接处理比较艰难，而且届时施工正处于雨季施工, 该方案对隧道的稳定和施工非常不利。B方案，该浅埋偏压段纵向呈台阶式，高差达2m；横向自然坡度较缓, 隧道位于半山腰位置, 挡土墙施工相对困难，但冲沟回填工程方量较小，回填完成后进行偏压段地表钢管注浆, 通过对地表采用钢花管注浆加固，并采用砂浆锚杆挂网喷混凝土将钢花管连接成一体。原则上避开了雨季施工的影响，但施工工艺相对要求较高，需要增加征地，采取“取高填低”办法，以人力、畜力就近取土进行冲沟回填。

左幅隧道洞顶冲沟位置示意图

通过对浅埋偏压段进行地表注浆加固, 隧道从加固体中通过, 可有效地减小偏压的影响；锚杆挂网喷混凝土将注浆钢花管连成一体, 不仅加强了抗偏压能力, 而且进一步防止隧道开挖时冒顶、坍塌。考虑该隧道的地形、地质条件，确定该隧道地表竖向注浆预加固，纵向范围为整个浅埋段，横向范围按隧道中线左幅左侧12m、右幅右侧10m，两隧道中线间全部加固。锚杆挂网喷混凝土区域按隧道中线左幅左侧10m，右幅右侧8m，两隧道中线间满铺。

综合考虑上述两方案的优缺点, 结合现场工程的管理措施以及该隧道的特点, 采用地表钢管竖向注浆预加固并设置锚杆挂网喷混凝土方案。

3.方案的实施

竖向钢管注浆设计钢管采用ф42×4mm，混凝土盖板范围以内钢管, 管口高出盖板顶面30cm。盖板顶面以下15cm 范围内管身不设钻眼，注浆段管身按梅花形间距15cm钻6mm 的花孔。钢管间距为150cm×150cm。混凝土盖板范围以外钢管，管口设置C20混凝土止浆塞，尺寸为30cm×30cm×15cm。管口高出止浆塞顶面30cm。止浆塞底面以下15cm范围内管身不设钻眼，注浆段管身按梅花形间距15cm 钻6mm的花孔。钢管间距为200cm×200cm。钢管打入深度视埋深位置分段进行控制：隧道开挖线以外范围打入至隧道圆心水平线以下100～200cm；隧道开挖线以内范围打入至隧道圆心水平线。除采用少量双液浆封堵地表处止浆塞口或管口，钢管注浆材料采用水泥浆，分次间歇式注入，注浆初压在0.5～1MPa，超过2MPa时终止压浆。单孔注浆量由浆液扩散半径及围岩的孔隙率确定，可按下式进行计算:Q=αβN·πR2L。

式中:Q为浆液注入量，单位：m3；R为浆液有效扩散半径，单位：m；L为注浆段长度，单位m；α为浆液充盈系数；β为浆液消耗系数；N为围岩裂隙率，%。

混凝土盖板为C20喷混凝土，厚度30cm；纵、横向钢筋采用ф6.5盘条，网片规格25×25cm, 并与钢花管出露段焊接牢固，锚杆为Φ22螺纹钢，喷混凝土前对地表适当整平, 清除浮土。喷混凝土时, 预留排气孔，并在注浆前对排气孔进行有效封堵。施工后在盖板及注浆范围培土植草进行绿化处理。

对该隧道浅埋偏压段处理完成后，方可进行隧道主洞超前大管棚施工，进而开挖支护。

4.监控量测分析

为评价浅埋偏压段带冲沟处理的效果, 在施工期对隧道洞口段30m范围断面进行了监控量测;连续监控45天，监测数据表明洞身周边位移收敛量较小, 隧道侧墙水平累积位移值在3mm, 平均每天水平位移收敛值为0.15mm; 拱顶累积沉降量2.4mm, 平均每天沉降值0.12mm, 基本认定隧道围岩趋于稳定。隧道侧墙水平和拱顶位移～ 时间曲线见图4、图5；说明采用地表竖向钢管注浆以及C20喷射混凝土盖板方案对隧道浅埋偏压及冲沟回填处治问题有较好的效应。

隧道初期支护沉降收敛位移～时间曲线

洞口浅埋偏压处治断面图

5.结语

山区隧道洞口段浅埋偏压问题受地形、地质以及施工等条件的限制, 横向冲沟易造成冒顶, 处理起来有一定难度。通过工程实践证明, 采用地表竖向钢管注浆以及喷射混凝土盖板方案, 对浅埋偏压段进行地表注浆加固, 可有效地减小偏压的影响；同时通过混凝土盖板将注浆钢花管连成一体,进一步加强了抗偏压能力, 而且防止了隧道开挖时冒顶、坍塌, 使隧道施工安全得到了一定保障。地表竖向钢管注浆并上覆钢筋混凝土盖板方案对山区隧道洞口段浅埋偏压处治是一种有效的隧道进洞措施。

【参考文献】

［１］关宝树.隧道工程施工要点集．北京:人民交通出版社，2003．

［２］JTJ 026-90，公路隧道设计规范．

隧道坍塌处理及防治对策 篇4

1.1 防止坍塌方范围的扩大

1) 在坍塌方范围顶部、侧壁的危石及大裂缝, 应先行清除或锚固;2) 对坍塌方范围前后原有的支护进行加固, 以防止坍塌方扩大;3) 在坍塌方范围内架设支撑或喷射混凝土, 必要时加设锚杆;4) 加快衬砌。施作仰拱, 如条件允许对坍塌方两端尽快做好局部衬砌, 以保证坍塌方不再扩大。

1.2 处理坍塌方的一般措施

1) 如坍塌方体积较小, 可先对坍塌方范围进行喷锚, 架设较为牢固的构件支撑, 再由一端或两端先上后下逐步清除坍渣, 随挖随喷混凝土、随架设支撑支顶。2) 如坍塌方体积较大, 或地表已下沉因坍体堵塞无法进入坍塌方范围进行支护, 宜采用注浆先加固坍体, 然后再进行开挖、衬砌。3) 处理坍塌方时, 应先加强堵排水。

1.3 不同部位分段处理方案

有的隧道坍塌具有面积大、坍腔高、掉块大、速度快的特点, 应根据具体情况采取按不同部位分段处理的方案。如将现场分为加固段、坍空段、坍体段和过渡段等4个部分, 每一部分处理方式不尽相同, 总的思路是:对已做初期支护的未坍塌段进行加固, 防止坍塌继续向洞口方向发展, 也为坍塌处理提供安全空间;从洞外运渣施做工作平台、清理坍塌面;对坍空区架设型钢安全棚架, 既作为施工安全防护, 也作为钢筋混凝土的钢筋用;坍体段采用超前支护、分台阶、短进尺、弱爆破、强支护通过;通过坍塌段后, 参照S7支护再设一段过渡段;另外在坍塌体和两端一定长度的过渡段, 二衬采用80cm厚钢筋混凝土, 以承受坍塌体的重力及围岩压力。

1.3.1 加固段

在初期支护的基础上, 两榀钢拱架之间各加设一排临时工字钢, 用钢筋将新老钢拱架焊接成整体, 或加设纵向间距1m的I16临时钢拱架和加密初支锚杆加强支护。其次在拱顶采用注浆小导管对围岩进行注浆加固, 小导管端部与钢拱架焊接成整体, 以防止坍塌继续向洞口方向发展, 同时也为后续坍塌体的处理提供安全作业区段。

1.3.2 坍空段

在已坍空区段用机械纵向顶入架设Ⅱ型钢安全棚架, 安全棚架就位后, 在坍空区的初支开挖范围内堆码砂袋, 并在洞外一侧施工止浆墙封闭。用预埋的混凝土导管泵送大坍落度的C20混凝土, 待混凝土达到强度后, 再拆除止浆墙开始开挖。

1.3.3 坍体段

可采用“三部开挖、八步流水作业法”来处理坍塌体, 施工要点如下:1) 先对坍塌体喷射15cm厚C20混凝土封闭坍塌体表面, 并在上弧导核心土范围内竖向布设Φ42小导管注浆加固, 以防上弧导开挖时核心土失稳。2) 沿拱部及边墙设置注浆小导管超前支护, 第一循环施作时, 从破坏里程后退1.0m沿支护轮廓线, 以15。外插角打入, 确保导管同第一榀工字钢架连接良好, 其余循环沿工字钢架外轮廓打入。3) 采用挖掘机开挖, 辅以弱爆破和风镐凿除, 上弧导开挖时, 不能损坏核心土, 确保掌子面稳定。中、下导坑开挖时, 左右相错不少于3.0 m, 严禁对开马口。4) 如果超前注浆没达到预期效果, 可采用环向压浆的方法来加固围岩。

1.3.4 过渡段

过渡段采用4m长、外插角为20o的注浆小导管进行超前支护, 小导管纵向间距2m, 环距40cm;初支钢拱架采用I16工字钢, 纵向间距75cm, 并采用间距lm的Φ25钢筋纵向连接;系统锚杆采用3m长中空锚杆, 环距lm, 纵距0.75m, 梅花形交错布置并与钢拱架焊接成整体。

1.4 隧道坍塌灾害治理效果的GPR检测

对坍塌地段进行治理后, 隧道仍需继续向前施工。治理后的坍塌隐患是否消除, 隧道建成后能否安全使用, 这就需要对坍塌灾害治理效果进行检测, 并对其进行准确评价。GPR是利用地下介质对广谱电磁波不同频率的响应来确定目标介质的分布特征。通过对时域波形的采集、处理和分析, 可以确定地下界面或地质体的空间位置及结构。

2 隧道坍塌防治措施

2.1 超前地质预报

为确保隧道隧洞施工安全, 加快隧道隧洞施工进度, 建议在施工中采用超前地质预报技术。超前地质预报技术包括隧道隧洞不良地质超前地质预报和重大施工灾害两大部分。隧道隧洞施工地质灾害的发生, 与不良地质的存在和施工辅助办法不当有关, 主要是不良地质的存在。

2.2 掌握坍塌前的第一手资料

坍塌发生是有许多前兆的, 如岩石颜色的变化, 钻进速度与回水最的大小及钻进感觉变化等, 都是重要的第一手资料。所以一线工人应将有关信息及时反馈有关方面, 要下序爆破作业时对爆破参数进行调整, 做到既保证有效进尺, 又不破坏软弱围岩的应力平衡。

有下述现象发生时:1) 围岩量测所反映的围岩变形速度急剧加快;2) 围岩面不断掉块剥落;3) 初期支护喷混凝土表面龟裂、裂缝或脱皮掉块, 钢架严重变形, 应先撤出工作面上的施工人员和机械设备, 指定专人观察和进行加固处理。

2.3 隧道高地应力坍塌的预防

由于隧道高地应力引起的坍塌具有极大的破坏性, 在施工中应采取各种有效手段进行详细地质调查, 尤其是对地质构造和隧道上方的调查, 因为高地应力地段上方的破坏性远大于前方的破坏性, 而且具有突发性。开挖对围岩扰动的影响程度是引发高地应力地段应力释放的导火索, 开挖断面是应力释放的临空面, 决定了应力释放引起的破坏规模, 所以在施工中采取小断面、短进尺、弱爆破开挖是避免突发性地质灾害的有效手段。高地应力板岩地段采取劈裂注浆加固围岩是一种有效的预防坍塌方法, 通过对高地应力围岩注浆增加其稳定性的同时, 在一定程度上释放了围岩应力。

2.4 提高围岩自支护能力

根据国内外施工经验, 提高围岩自支护能力是控制围岩的松弛和坍塌的基本方法, 其原则是:稳定掌子面、及时封闭断面和加固地层等。

3 结语

隧道坍塌对工程的进度和效益影响巨大, 要做到及时有效地处理坍塌方, 并在隧道施工中切实做好各种防坍塌措施, 防止坍塌的发生。

摘要：隧道坍方是隧道施工中, 洞顶两侧部分岩石 (或岩体) 由于重力作用向下崩落的一种不良地质现象。在隧道施工过程中坍方是常见的不良地质现象。而完全避免坍方, 在目前施工条件和掘进水平下是很难做到的, 对坍塌方处理的原则应是小坍清、大坍堵。

关键词：隧道坍塌,处理,GPR,超前预报

参考文献

[1]俞文生, 彭蓉蓉.九岭山高地应力板岩隧道坍塌处理技术[J].公路隧道, 2008.

[2]鲁光银, 熊瑛, 朱自强.公路隧道坍塌灾害治理效果的GPR检测技术[J].防灾减灾工程学报, 2007.

隧道防坍塌专项检查情况汇报 篇5

在接到《关于要求各铁路项目监理站立即开展隧道和地下工程防坍塌专项检查》的通知后，为深刻吸取事故惨痛教训，贯彻落实上级关于加强企业安全生产、工程建设领域预防坍塌事故的部署要求，我工区监理人员高度重视，坚持以“施工单位整治、监理人员监督”的原则，立即开展了隧道及地下工程防坍塌专项检查，全面开展排查，堵塞漏洞、消除隐患。现将检查情况简要汇报如下：

一、大红山四号隧道

大红山4号隧道已顺利安全贯通，仰拱施工完毕，二衬还有80米，进口洞顶截水沟未做，边、仰坡防护未做，雨季来临，存在雨水冲刷、围岩失稳、孤石滚落的安全隐患。已要求施工单位尽快施做进口洞顶截水沟、边、仰坡的防护。

二、瓦砟沟隧道

1、围岩量测点齐全。

2、掘进方法、循环进尺符合设计和方案要求。

3、超欠挖控制良好，喷射混凝土强度满足要求，局部喷射厚度不足。

4、仰拱开挖深度满足设计要求，基底需渣清理干净。

5、在隧道净空放大了5cm的基础上，预留变形量控制在8cm，保证了二衬厚度满足设计要求。

6、仰拱距掌子面：70m，二衬距掌子面109米，已要求施工单位尽快加紧仰拱和二衬的施工，已保证安全步距。

三、大红山五号隧道出口

1、截止目前，已累计开挖58米，仰拱未施工，已要求施工单位尽快组织跟进下台阶，加快仰拱施工，及时封闭。

2、总长84米，已掘进58米，已要求施工单位尽快报出洞方案。

山区岩溶隧道坍塌处治方案 篇6

贵州作为多山省区, 是中国唯一没有平原覆盖的省份, 全省山区覆盖率达92%, 闭塞的自然条件严重制约着当地经济的发展。为此, 贵州省近年来加大交通基础建设力度, 便于招商引资、发展旅游。但是, 山区为建设带来诸多不便, 隧道需要穿越复杂地质环境的时候尤为如此。目前, 软弱围岩开挖中多采用全断面开挖、三台阶七步开挖法 (在文[5]工程案例中成功运用) 、中隔壁法和双侧壁导坑法等, 不同的施工方法在不同情况下各有优劣, 如何选择合适的工法及辅助工法, 对隧道开挖的安全性、经济性和施工进度有重要意义。文[6]对岩溶地区的处治技术进行详细的分析, 实际工程案例表明了多台阶法处治隧道坍塌是可行的。文章在充分调查和分析贵州山区高速公路某隧道塌方原因及特点的基础上, 采用了三台阶七步开挖法, 并对支护参数进行了优化加强设计。实践表明, 该方法通过改进可运用来处理岩溶较发育的隧道塌方问题, 为同类工程问题处理提供有益参考。

1 工程地质条件及坍塌基本特点

隧址位于贵州南部山区, 地处珠江流域红河水系, 场区无常年性地表径流, 雨季产生的坡面流汇集于岩溶洼地内, 沿基岩裂隙、落水洞排出场区。隧道通过段为可溶岩石分布区, 地表岩溶洼地发育, 局部见岩溶落水洞分布。

该隧道内轮廓设计高程距拱顶高度7.1m, 净宽11.1m, 开挖面积达110m2, 为分离式长隧道, 隧道左幅里程ZK31+754～ZK33+579, 长1825m, 最大埋深约112m;右幅里程桩号为YK31+795～YK33+600, 长1805m, 最大埋深约111m。2011年8月, 隧道掌子面ZK33+366左侧溶洞坍塌, 孤石、碎石、粘土等填充物大量涌出并伴有流水现象, 造成ZK33+366～ZK33+370左侧4m初支开裂破坏, 溶洞空腔形成横向7m×纵向6m×高7m的锥形体, 溶洞沿路线走向方向延伸。坍塌规模及位置详见图1所示。

2 隧道掘进工艺特点及辅助措施分析

(1) 掘进工艺的适用条件及工艺特点

隧道穿越区分布着多处岩溶洼地和溶洞, 穿越Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ级围岩, 工程地质和水文地质条件复杂, 因此工法的选择非常重要。

全断面开挖方法一次爆破成形, 对围岩扰动小, 施工进度快, 适合Ⅰ～Ⅲ级围岩, 缺点是单循环支护面积大、耗时长, 闭合不及时, 要求掌子面有较长的自稳时间;台阶法主要适用于Ⅳ级围岩, 减小开挖面, 提高掌子面稳定性, 台阶长度一般不大于1倍洞径, 仰拱距掌子面距离不大于2倍洞径;中隔壁法 (CD法、CRD法) 施工稳定性高, 对控制沉降变形效果显著, 缺点是经济性差, 进度慢, 拆除中隔壁时会再次扰动围岩;三台阶七步开挖法在台阶法基础上, 预留核心土, 适合于开挖断面为100～180m2的开挖面, 施工空间大, 工作面多, 功效比较高。

鉴于各功法特点和隧道具体情况, 开挖方法选择中, Ⅲ级围岩稳定性较好, 为加快施工进度, 选择满足安全性和经济性的全断面开挖法;Ⅳ级围岩采用台阶法开挖;对于Ⅴ级围岩和岩溶段, 采用三台阶七步开挖法。隧道初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺, 二次衬砌采用整体模筑混凝土。环形开挖预留核心土法上部留核心土支挡工作面, 有利于及时施作拱部初期支护以加强开挖工作面的稳定性, 核心土以及下部开挖在初期支护的保护下进行, 环形开挖进尺不宜太长, 一般环形开挖进尺为0.5～1.0m左右, 不宜过长, 上台阶长度为洞径的1.5倍。隧道台阶法开挖上断面后, 下断面采用左右交错开挖, 每次开挖长度为1.0～3.0m, 且不大于3榀拱架间距。

(2) 辅助施工措施

隧道开挖和支护过程中, 必须采用有效的辅助施工措施, 才能保证施工的安全进行。本隧道设计采用超前大管棚、超前小导管、超前预注浆等。

超前大管棚设于两端洞口, 防止隧道开挖塌方和仰坡变形, 管棚入土深度结合地形、地质情况确定。管棚钢管均采用Φ108×6mm热轧无缝钢管, 环向间距40cm, 接头用长15cm的丝扣直接对口连接。钢管设置于衬砌拱部, 平行路面中线布置。要求钢管偏离设计位置的施工误差不大于20cm, 沿隧道纵向同一横断面内接头数不大于50%, 相邻钢管接头数至少须错开1.0m。为增强钢管的刚度, 注浆完成后管内以M30号水泥砂浆填充;超前小导管适用于Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩段, 主要防止隧道开挖发生塌方, 采用Φ42×4mm的热轧无缝钢管。钢管环向间距约35～40cm, 外插角控制在10°～15°左右, 尾端支撑于钢架外侧, 每排小导管纵向至少需搭接1.0m;超前预注浆适用于岩体破碎、地下水发育且可能发生涌突水地段, 通过注浆提高围岩力学指标, 改善结构受力和开挖条件, 保证施工进度和安全。

3 隧道溶洞坍塌综合处治

根据上述对隧道掘进工艺的适用条件及特点, 结合现场实际地质条件及施工环境, 综合考虑形成隧道坍塌处治方案如下:

(1) 施作护拱后加固溶槽充填物。待溶洞充填物自流稳定后, 在拱顶以上浇筑混凝土护拱, 护拱之上用轻质泡沫混凝土灌注充填, 利用超前支护钻孔对隧顶溶槽充填物进行高压劈裂注浆加固后再进行开挖, 并加强隧道支护。

(2) 加固开裂初期支护。对左线ZK33+366～ZK33+370段采用Φ42×4注浆超前小导管, 长4m, 环向40cm, 拱部120°范围对开裂初支进行加固;该段二次衬砌增加钢筋采用S-Vb的参数, 厚40cm, 长4m进行加强。

(3) 调整掌子面掘进工艺及初期支护加强措施。综合考虑实际地质条件、投资、进度及安全因素, 掌子面的掘进工艺调整为三台阶七步法施工。左线ZK33+358～ZK33+366段将原设计支护类型由S-IVb调整为S-Vb加强, I18型钢间距调整为50cm, 其余参数按照S-Vb进行支护。

(4) 溶洞空腔处理措施。洞顶溶洞范围采用Φ72×4钢管形成桥架, 长度9m, 前方入岩1m, 环向40cm间距, 挂双层钢筋网 (20cm×20cm) , 再喷20cm厚混凝土, 预埋泵送管和导水管, 回填C20混凝土2m厚, 加快二衬, 及时跟进至掌子面。溶洞坍塌支护参数及三台阶七步法施工工序如图2和图3所示。

4 结论

通过对隧道工程地质条件、坍塌位置和特点及影响因素进行详细调查分析, 为便于提供现场施工操作空间、确保安全、不影响工程进度、有效控制投资, 综合采用如下处治方案:

(1) 施作护拱加固溶槽填充物;

(2) 超前小导管加固开裂初期支护;

(3) 对二衬钢筋及厚度进行加强设计, 提高刚度及承载能力;

(4) 掌子面掘进工艺调整为三台阶七步法进行施工, 并加强了初期支护设计。

该隧道岩溶地段运用此工法及处治措施, 在规定的时间内顺利安全通过, 隧道溶洞坍塌段得到成功处治, 此工程措施表明, 运用在大断面隧道中的三台阶七步工法, 在普通断面隧道溶洞坍塌中得到成功应用, 为同类工程问题的处治提供了有益参考。

参考文献

[1]王迎超.山岭隧道塌方机制及防灾方法[J].岩石力学与工程学报, 2011, 30 (11) :217-223.

[2]杨晓华, 谢永利.公路隧道坍方综合处治技术[J].长安大学学报 (自然科学版) , 2004, 24 (1) :61-64.

[3]黄小平, 徐涛.公路隧道大范围坍塌分析与快速处治方案[J].公路, 2012 (6) :291-293.

[4]王新明, 张学民, 等.小管棚注浆法在软弱地层隧道施工中的应用[J].中外公路, 2007, 27 (5) :291-293.

[5]李海波.三台阶七步开挖法在大断面隧道施工中的应用[J].探矿工程, 2010, 37 (9) .

[6]李治国.隧道岩溶处理技术[J].隧道工程, 2003, 增刊0036 (04) .

[7]公路隧道设计规范[M].北京:人民交通出版社, 2004.

[8]公路隧道施工技术规范[M].北京:人民交通出版社, 2009.

凤虎岭2号隧道坍塌处理 篇7

凤虎岭2号隧道为凤凰至覃塘段二级公路重难点控制工程,隧道位于广西境内,隧道起讫里程为K27+275-K27+380,全长105 m。隧道内轮廓为双心圆曲边墙断面形式,断面净宽9.8 m,其中行车道宽8.2 m,路面至隧道拱顶净高7.10～7.485 m。K27+286—K27+295段洞身基岩地层与古崩塌体的不整合面(陡倾状)呈不规则相交,隧道洞身上覆地层为古崩塌体地层,围岩破碎,为Ⅰ类围岩。施工期间为当地的雨季,在掘进过程中,有地下水不断沿裂隙及不整合面渗出。工程施工时采用上弧导坑预留核心土法开挖,人工掘进开挖,采用注浆小导管作为超前支护,钢架与喷锚网联合支护紧跟。施工期间在掘进至里程K27+283.5处时,开始出现拱顶规模不等的坍塌。后因坍塌的范围继续扩大,在K27+287—K27+294段出拱顶偏右大面积坍塌,最终形成冒顶。

2 坍方原因分析

在拱顶发生大面积坍塌后,建设、设计、施工、监理和其他相关单位多次到现场进行勘查和研究,确认其坍方原因有以下几个方面。

2.1 地质条件

陡倾状不整合接触面在洞身开挖范围内出现,隧道上侧围岩为古崩塌体,地层结构松散,颗粒间无胶结,不能形成平衡拱。古崩塌体及陡倾状不整合接触面是诱发拱顶塌方的主要成因。

2.2 存在地下水

线路左侧位置有地下水渗出,隧道右侧存在线流,地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解作用加剧了岩体的失稳和坍落。

2.3 偏压影响

不整合面及地下水的存在形成了构造偏压,加之掌子面开挖后,拱顶悬空,在掘进开挖过程中爆破震动波的影响下,松散状古崩塌体将沿陡倾状不整合接触面垮塌,且洞口段埋深仅为5～20m,围岩自稳能力极差,导致拱顶坍塌直至冒顶。

3 坍方处治措施

坚持“治塌先治水,治塌先加强”的原则和严格按照“短进尺,强支护,仰拱紧跟,衬砌紧跟”的原则制订处治措施。洞外先处理地表坍穴,在坍穴周边开挖截水沟,截排地表水;在坍穴上部设置雨篷,防止雨水进入坍穴。采取预埋导管导流方法,降低地下水位。在坍穴内则沿周壁施作斜导管和水平导管注浆,再喷锚网支护封闭成环,提高坍穴整体性,最后在坍穴底部浇筑钢筋混凝土护拱,起到提高安全性、防止雨水下渗、保护洞内作业人员和机机械设备的作用。在洞内掘进时先采用超前小导管注浆预支护,再根据具体的围岩情况分别采用眼镜法、分部和CRB法进行人工开挖,并紧跟施作支护及衬砌。坍穴段主要采用钢架密布支护,并在钢架拱腰、拱脚、墙脚设锁脚锚杆。

4 坍方处治方案的实施

4.1 水防治

在地表坍穴周边砌筑浆片石截水沟,辅以砂浆或混凝土抹面,截排地表水;在坍穴上部设置雨篷,防止雨水直接进行入坍穴,减少围岩和坍穴地层的含水量。

同时,采取预埋导管导流方法,降低地下水位,减少围岩地层水压。

4.2 稳定坍穴

(1)首先采用圆木及方木对坍坑进行排架支撑,排架的间距为80 cm,同时对地表及坍坑壁全面作素喷砼处理,砼的厚度为10 cm;然后在坑壁上侧采用Φ38 mm注浆小导管加固,根据坑壁围岩情况,采用长度分别为3.5 m和6 m 2种小导管,按梅花形布置,导管的间距为80 cm;围岩较差侧坑壁还施作Φ22 mm锚杆加固,长度为6 m,按梅花形布置,锚杆间距为80 cm;在坑壁下侧则采用Φ22 mm锚杆加固,长度为4m,按梅花形布置,锚杆间距为30cm;在下侧施作竖直导管,实施坍坑内坍碴及坍坑下侧坑壁土体注浆;注浆钢管及锚杆间相互用Φ20 mm钢筋焊接连接,使之成为一个受力整体;最后对坑壁用锚喷网加固(施工示意图见图1、图2)。

(2)在坍穴设置护拱。护拱分2层施工,上层护拱以坍穴内坍碴为底模,人工绑扎钢筋,将钢筋与穴壁外露的锚杆、导管头焊接,然后浇筑C20混凝土,混凝土厚度为1.2 m;上层护拱起支撑坑壁及防护的作用,上层护拱预留空洞,以便施工人员能进行护拱下面的施工作业。

待隧道内的开挖施工进行一段时间后,坍碴顶面下移至适宜的高度后,进行坑壁下侧锚杆及喷砼的施工,然后由上层护拱预留洞倒入混凝土进行下层护拱的施工作业,下层护拱厚度为1.8 m。因下层护拱不便于使用钢筋的制作,于是安装钢格栅节段,以其充当钢筋笼,提高其抗弯能力。

下层护拱强度达到设计要求后,由人工进行坍穴的砂石分层回填。分层填筑厚度为80 cm,每填筑完一层后灌注水泥浆,待砂石沉降稳定后再填筑上层砂石及灌浆直至顶面。最后,利用C20混凝土封闭顶面,厚度为30 cm。

5 洞内掘进及支护

(1)在洞内掘进前采用超前注浆小导管预支护,沿起拱线以上、初期支护轮廓线外30 cm打入长6 m的直径为42 mm小导管,环向间距30cm,外插角5°～7°。小导管每3m一排,搭接长度为3 m。将小导管前端加工成尖锥形,并在上面钻直径为8 mm注浆孔,孔间距15 cm,按梅花形布置,尾部留100 mm不钻孔作为止浆段,为提高超前小导管的刚度,在小导管内增设了与之等长的22螺纹钢筋,形成加强型超前小导管支护。压注水泥-水玻璃双液浆液,水泥浆水灰比为1:1,水玻璃浓度为35 Be,水泥浆与水玻璃的体积比为1:0.5,注浆终压为1.0 MPa。

(2)根据地质情况的不同,分别采用眼镜法、分部法和CRB法进行人工开挖,尽量避免进行爆破掘进扰动围岩。人工掘进时每循环开挖进尺为50 cm;各分部开挖完毕后,立即初喷混凝土,厚度为5 cm,并封闭掌子面;然后安设钢支架,钢支架每榀间距离为50 cm;对拱腰、拱脚、墙脚设锁脚锚杆,采用长6 m的WTD32中空自进式注浆锚杆,锚杆设置为20根/榀;锚杆采用长3 m的Φ22mm锚杆,布置间距为50 cm,按梅花形布置;采用Φ8 mm钢筋网20 cm×20 cm,喷厚度为30 cm的C20钢纤维混凝土。

待掘进至坍穴下方后,在护拱下再设立钢架支护,然后再采用3层加强型钢筋网与喷砼支护。对空洞处喷砼填充。

(3)初期支护完成后,仰拱紧跟施作,以尽快形成初支闭合环,并要求二衬衬砌施工紧跟进行,尽量减少塌方体变形量并保证塌方体稳定。

(4)为确保施工安全,在坍方扰动区及前方30 m范围内(DK27+294—DK27+324),始终坚持“管超前,严注浆,短进尺,强支护,快封闭,勤量测,初砌紧跟”的原则进行施工。

6 施工监控量测

在洞顶进行每10 m一个横断面地表下沉量测,掌握隧道埋深和地表情况。在洞内每个断面的拱顶、拱腰和边墙共布设了5个监控点,每隔5 m设一组测点,以拱顶和拱腰的下沉监测为重点,边墙以水平收敛监测为主。每天量测1次,当出现不稳定征兆时增加测量次数。

将量测结果及时绘制成变形曲线及应力-应变曲线,对应变曲线进行线性回归,以判定最终变形值,再根据变形量及时调整开挖预留变形量和支护参数。

根据该隧道量测结果得出,边墙处最大水平收敛13.65cm,拱顶处最大下沉5.62 cm,拱腰处最大下沉7.38 cm。施工中出现3次数据异常处,对此采用锚、网、喷、注浆等加固措施,确保了项目施工安全。

7 体会

在处理凤虎岭2号隧道的坍方过程中因选择了合理的施工方案和开挖方法,使项目施工比较顺利,同时配合合理的组织和动态的施工管理,在工程质量、安全和进度上都取得了比较理想的效果。此次坍方处理过程的体会有:

(1)只有充分了解隧道的地质结构及围岩状况,并进行精心调查研究分析,才能确定最佳施工方案。

(2)在坍方冒顶处治过程中,很好地利用注浆产生的作用,把浆液注入地层空隙、空洞后,将其填充密实,使原本破碎的围岩胶结,改善了地层的物理力学性质,提高了地层的抗剪、抗压强度,形成平衡拱。其保证开挖掘进的安全,是一种较理想的坍方处治措施。

(3)小导管预注浆作为一种大跨、浅埋、软弱围岩隧道的超前支护技术,在加固地层、抑制围岩变形、加快施工进度、确保施工安全等方面作用显著。

(4)在隧道内实施监控量测,可以判断围岩的稳定性,及早采取处理措施,并对所采取的处理措施的有效性作出正确评价。

(5)公路软弱围岩段隧道施工必须早封闭成环及紧跟二次衬砌,使其与初期衬砌共同参与受力。同时,应避免初期支护被压垮,出现大塌方。E

参考文献

[1]JTJ 042—94,公路隧道施工技术规范[S].

[2]关宝树.隧道施工工程要点集[M].北京:人民交通出版社, 2003.

预防隧道坍塌落实针对性措施 篇8

建设单位及设计、监理、施工单位都要深刻吸取事故教训, 警钟长鸣, 深刻反思, 认真查找和堵塞自身管理漏洞, 进一步组织开展安全生产警示教育和专项整治活动, 举一反三, 制定和落实防范各类惯性事故的针对性措施, 进一步加强隧道及地下工程安全生产管控, 有效预防坍塌事故发生。

要高度重视和加强隧道及地下工程安全管理, 施工必须严格执行设计、施工方案和工艺工法要求;高风险隧道及地下工程必须按照《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》编制专项方案并履行审批手续;要认真落实隧道施工防坍卡控红线, 做好地质素描、超前地质预报和监控量测工作;要严格控制开挖进尺, 加强工序衔接, 初支质量必须符合要求;要及时施作仰拱、二次衬砌, 并满足安全步长控制要求;隧道地质频繁变化、施工方法转换地段, 必须紧密结合围岩节理发育、含水等综合变化情况, 与设计、监理、建设方加强联系, 真正做到岩变我变, 及时变更处理和采取应对措施。

要开展隧道及地下工程防坍塌专项检查, 要求主要领导周密部署, 主管领导亲自带队, 对所有在建不良地质隧道及地下工程项目进行拉网式检查, 要把是否按设计施工到位、是否按有关安全规定和规范控制到位作为检查的重点, 通过查堵管理漏洞、杜绝违规违章行为、坚决消除事故隐患。主管领导要与项目经理、总工程师、安质专职人员开展安全生产谈话, 进行安全生产交底和风险警示教育活动;宣贯“管生产要素必须管安全、管技术必须管安全、管组织指挥与协调必须管安全、管综合必须管安全”的要求;督促项目部严格按照《隧道施工防坍卡控红线》组织施工, 对发现隐患或问题, 必须认真整改闭合。检查中对现场作业不规范、开挖超限、支护不及时、锚杆或小导管施作数量和长度与设计不符、格栅钢架连接不牢固、间距不合规、围岩变化缺乏判识、监控量测走形式等不符合设计、规范标准、卡控红线要求的问题, 要从严从重处罚。各单位可结合常态化稽查、自查自纠等多种方式, 开展对隧道及地下工程隐患排查整治工作, 确保生产安全有序可控。

要科学分析评估本单位安全生产事故风险的重点防范区域, 及时采取有效防范措施, 对项目驻地、施工现场、工程周边的地质情况进行循环排查, 及时发现和消除隐患;要完善应急预案, 备足应急资源, 做到防患于未然, 严防因特殊气候和地质灾害引发的各类生产安全事故。

管道隧道坍塌原因分析与处理方案 篇9

隧道位于宁海县洞口庙水库西侧, 进洞口位于甬台温高速铁路西侧, 距省道S214约1.8km。该隧道设计为单坡隧道形式, 隧道长度为827.53m, 坡度5.0%。根据地形地质条件和管线敷设要求, 隧道洞口采用浆砌片石或混凝土墙封堵, 上设通风口。洞口之上为坡向19°、坡角约30-40°的由残积层及全风化安山岩组成的斜坡, 斜坡上地表主要为竹林, 受附近构造的影响, 岩石节理、裂隙较发育, 主节理裂隙为73°∠62°、155°∠60°、300°∠23°, 延伸长度0.5-1.0m, 裂隙面较平直、表面较粗糙, 结合稍差, 无充填或少量泥质充填, 无渗水, 可见张开度2-5mm。风化强烈, 岩体破碎。

2 塌方基本情况

隧道开挖至K0+087m处时, 由于此处位于Ⅵ、Ⅳ级围岩分界点, 且存有一条软弱破碎带, 加之本处隧道覆盖层只有20m, 该段施工期间雨水较多, 因此, 围岩开挖暴露后, 即软化发生掉块。在出碴完成后, 施工方及时采用喷砼对围岩面进行封闭, 但掉块仍陆续发生, 且范围加大, 喷砼也发生塌落。施工方紧急采用架设钢管棚架法, 但在施工时, 由于掌子面出现滑块, 顶部持续发生掉块, 且伴有大块掉落, 不得不停止施工。当晚塌方石碴已填满该处洞身, 塌方长度4.1m、高度已达6m左右, 塌体完全堵住洞身, 该段初期支护全部破坏, 把已架好的钢拱架和搭设中的棚架砸塌。

3 塌方原因分析

3.1 地质构造原因:

隧道位于华南褶皱系Ⅰ2构造单元东北部, Ⅱ级构造单元属浙东南褶皱带 (Ⅱ3) , Ⅲ级构造单元属丽水-宁波隆起 (Ⅲ7) , Ⅳ级构造单元属新昌-定海断隆 (Ⅳ9) 。隧址区附近主要分布的断裂为梅林—薛岙断裂带, 梅林—薛岙断裂带是温州—镇海—漳州深断裂的组成部分。隧址区距离梅林—薛岙断裂带约5.0km, 受其影响较小, 地质构造主要受深圳—西店火山喷发亚带火山构造放射状断裂的影响, 区内主要构造线的展布方向与二者一致。隧道通过地段次级小断裂稍发育。断裂破碎带F1位于洞口庙隧道ANH055号桩+295m附近。

受附近构造的影响, 隧道进洞口段节理裂隙发育, 岩体破碎, 呈碎块状镶嵌结构;主节理裂隙为73°∠62°、155°∠60°、300°∠23°, 延伸长度0.5-1.0m, 裂隙面较平直、表面较粗糙, 结合稍差-差, 无充填或少量泥质充填, 无渗水, 可见张开度2-5mm。风化强烈, 岩体破碎。

3.2 地下 (表) 水原因:

据现场人员调查, 施工期连续降雨, 地表水丰富, 由于围岩结构松散且埋深较浅, 导致土层含水量增大, 力学性能下降。在地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解下加剧了围岩失稳和塌落, 软弱滑动面在地下水的作用下, 强度大为降低, 因而发生滑塌。水在塌方中起到一个“催化”和“恶化”的作用。

3.3 施工方面原因:

施工单位可能对雨季施工没有提前采取措施或没有引起足够重视, 同时未及时根据地质条件变化调整施工方案和支护参数, 未采取更为有效的超前支护措施, 开挖进尺过大, 初期支护未及时跟进, 从而造成临空面过大也是造成塌方的重要原因。

4 原设计支护方式

4.1 塌方段围岩分类

(1) 区段K0+66.1-K0+87.9:水平长度为21.8m, 隧道进洞口段, 埋深浅, 围岩为全风化安山岩、粉质黏土混碎石, 稳定性极差, 围岩级别为Ⅴ级。隧道渗水量大于125L/min.10m, 围岩经常渗水, 地下水状态为Ⅲ级, 不考虑初始应力的影响, 修正后的围岩级别为Ⅵ级。

(2) 区段K0+87.9-K0+105.6:水平长度为17.7m, 隧道穿越强风化安山岩、英安岩层, 埋深较浅, 岩体较破碎, 围岩级别为Ⅲ级。隧道渗水量15.9L/min.10m, 围岩偶有渗水, 地下水状态为Ⅱ级, 不考虑初始应力的影响, 修正后的围岩级别为Ⅳ级。

4.2 设计参数

设计中采用Ⅵ型支护断面, 并延长至K0+092.9处。

Ⅵ型支护断面支护参数为:φ89超前管棚注浆支护, Φ22砂浆锚杆长2.5m, 间距0.8m, 梅花型布置。I12工字钢架间距0.8m, φ6钢筋网全断面铺贴, 喷C25砼180mm。

二次衬砌为350mm厚C30模筑钢筋混凝土。

设计在图纸中明确要求施工单位在成洞困难地段应加设超前小导管或管棚支护;二次衬砌应在围岩和锚喷支护变形基本稳定后及时进行。

5 塌方处理方案和方法

根据塌方的情况和隧道所通过的层位提出如下处理措施:

5.1 塌方后段的处理。

为防止塌方进一步扩大, 对成洞段造成影响, 故对隧道K0+74.8~K0+084.8段拱部和边墙采用钢筋、喷砼进行加固。钢筋采用Ф25@15×15cm, 喷砼采用C25喷砼, 厚8cm。

5.2 在塌方段顶部的处理。

在地表K0+100附近设置截水沟一条, 将雨水引致塌方区域外, 长度现场确定, 截水沟尺寸及断面形式参照原设计文件排水沟图, 底宽改为1000mm。

5.3 塌空区段处理。

在塌方处外面架设一榀拱架, 再沿拱架拱部钻设长5m管棚, 环向间距15cm。管棚采用镐头机顶进。

管棚安装完成后, 先对隧道内塌方石碴采用C25喷砼进行封闭, 再对管棚进行注浆。注浆完成后, 开始逐段清理塌碴, 并及时跟进钢拱架、锚喷网支护。拱架采用I12钢拱架, 间距30cm。并在拱脚、墙脚部位各设一根Ф22L=3m水泥砂浆锁脚锚杆。锚喷网支护参数同隧道Ⅵ型断面支护设计参数。

5.4 塌方过渡段处理。

塌方段处理完成后, 隧道继续前进施工时, 应按Ⅵ型设计断面进行开挖, 并加强支护至K0+098:超前支护采用超前小导管支护, 初喷C25砼改为5cm厚钢纤维混凝土;拱架支护间距调整为30cm, 锚杆支护长度调整为4m, 其他同Ⅵ型断面设计图。加强支护地段长度根据实际围岩地质情况确定。塌方段及前后各10m范围内采用超前小导管注浆支护方式加强支护。

5.5 监控测量。

认真做好各项施工监测, 根据对监测数据的分析和判断, 对围岩及支护体系的稳定状态进行判断和预测, 及时采取措施来确保围岩和结构的稳定, 以确保施工安全。

6 结论

6.1 隧道坍塌是最容易造成施工安全事故的主要原因, 特别是对坍塌的处理更是危险作业。

因此, 只有方案正确、处理及时、方法恰当、组织严密、措施得力, 才能使抢险得以顺利完成。

6.2 前方封堵, 后方加固, 对塌方区形成合围, 是防止塌方恶化的有效方法。

抢险的战斗从何处打响, 关系到抢险工程全局性的问题。根据实际情况, 采取前方封堵, 即喷射C20混凝土封堵掌子面及塌落面, 稳住围岩, 防止空顶加大, 并对下一步塌体注浆创造条件, 保证注浆效果, 同时还为下一步施工提供安全保障;后方加固, 即对塌穴后方10m处未损坏的初期支护段架设型钢拱架加固初支。这种前方封堵和后方加固处理方法, 有效地防止塌方恶化, 使塌方处理出现了良好的局面, 这是处理隧道塌方的一条重要成功经验。

6.3 塌方的处理必须遵循“短进尺、少扰动、强支护、快封闭、勤量测”的原则。

对塌体一般不宜直接进行清理, 尽量减少对围岩的扰动, 避免塌腔扩大。塌方的处理应一次到位、不留后患, 加大超前支护和加强初期支护, 必要时对二衬混凝土进行配筋和加厚, 隧道轮廓外的塌腔宜尽量回填密实。从监控量测结果来看, 本次隧道塌方的处理方案是可靠的。

摘要：在隧道施工中, 由于多种因素影响, 围岩坍塌较为常见, 严重影响施工安全和质量。现以某天然气管道穿越隧道进洞口段出现坍塌的事件为背景, 分析该隧道塌方形成的原因, 并提出针对性的处理方案, 取得了预期效果。

关键词：隧道工程,坍塌

参考文献

[1]SY/T6853-2012, 油气输送管道隧道设计规范[S].

[2]GB50423-2007, 油气输送管道穿越设计规范[S].

利用综合技术管理手段防止隧道坍塌 篇10

1 隧道坍塌产生的原因

1.1 客观地质条件

1)地下工程通过褶皱构造、断层、节理裂隙发育地带;

2)围岩本身不稳定或已割成碎块,造成强度低、结构松散,节理面有泥质物及岩屑充填,支护不及时而暴露时间过长,导致围岩风化严重;

3)开挖面通过断层或富水洞段,突然遇到较高水压,地下水向洞室内漏出,淘空了断层构造带中破碎岩体和充填物;

4)岩层产状不利或岩爆等诸多地质原因。

1.2 设计的不足

在进行初期勘察设计时,由于对隧道的地质情况勘查了解不清,地质资料不详细,对可能遭遇断层、富水、岩爆等情况估计不足,对可能遭遇塌方以及产生塌方后的处理缺乏相应的技术措施。或工期安排不合理,盲目追求进度,对不稳定围岩没有进行及时有效的支护;或是为减少工程投入,支护安全参数过小,未能起到支护稳定围岩的作用,而最终导致坍塌的发生。

1.3 施工中的人为原因

在隧道施工过程中特别是在开挖过程中,由于施工人员对地质情况了解不清,思想上麻痹大意,忽视围岩的细微变化,忽视开挖后的监控量测,抱着盲目乐观和侥幸心理,对不良地质洞段没有采取正确合理的开挖方法,开挖后支护不及时。在开挖时,爆破对围岩的扰动过大,开挖后围岩暴露时间过长,风化程度加剧,或由于测量和变形等原因,中途进行扩挖或更换支护,造成应力重分布,使得原来不应坍塌地段因岩体的应力失稳而产生坍塌。

2 选择合适的施工方法防止出现坍塌同

施工方法必须符合快速、安全、质量及环境的要求。选择施工方法时需考虑的基本因素可归纳为:

1)围岩条件:包括围岩级别、地下水及不良地质现象等。围岩级别是对围岩工程性质的综合判定,对施工方法的选择起着重要的甚至决定性的作用。Ⅲ级以上围岩可采用全断面法施工,Ⅳ级以下围岩宜采用二台阶法、三台阶法及其他分部开挖法。

2)隧道断面积:隧道尺寸和形状,对施工方法选择也有一定的影响。在单线和双线的铁路隧道中,多采用全断面法及台阶法;在大断面地质较差的隧道工程中,可采用“三台阶七步开挖法”或双侧壁导坑法或先修小断面的导坑,再扩大形成全断面的施工方法。

3)埋深:隧道埋深与围岩的初始应力场及多种因素有关,通常将埋深分为浅埋和深埋两类,有时将浅埋又分为超浅埋和浅埋两类。在同样地质条件下,由于埋深的不同,施工方法也将有很大差异。

4)其他条件:隧道施工队伍的素质、施工装备水平和工期要求。工期决定了在均衡生产的条件下,对开挖、运输等综合生产能力的基本要求。而环境条件要考虑隧道施工产生如爆破震动、地表下沉、噪声、地下水等因素对周围环境的影响。

3 做好施工过程中的地质预测预报

设计阶段的地质勘察只能从宏观上分析整个隧道通过区的基本地质情况,对可能出现的大断层、富水洞段和高应力段没有标识,无法对隧道纵向地质情况全部进行勘察,造成局部地质资料不足,因此施工过程中的地质预测预报必不可少。超前地质预报应纳入正常施工工序,及时跟进掌子面。

隧道超前地质预报以远距离TSP法或TRT法为主要预报方法,结合洞内地质素描及加深炮孔探测,辅助近距离物探(地质雷达法、红外线探测法、高分辨直流电法等)。对超前地质预报结果进行认真分析,发现前方地质异常或穿越不良地质时,必须采取超前钻孔确认。

4 加强围岩变形观测及数据分析,预防洞身变形或坍塌

洞室开挖后,岩体的重新稳定过程中,围岩都存在变形,当变形超过允许范围时,易发生坍塌。

在隧道施工中,通过量测仪器对围岩的变形量和变形速率的观测分析,推测其最大变形量,估算是否会发生塌方,提前做出预告,以决定采取合理的支护。目前采取的观测方法有位移观测、收敛位移观测、压力量测等,最常用的是收敛位移量测,即量测隧洞周边或结构物内部净空尺寸的变化。

围岩监控量测工作必须纳入工序管理。通过围岩量测的数据分析,为现场提供准确的信号,保证人员设备的及时撤离和采取合理有效的加强支护措施。

监控量测工作必须紧接开挖作业,应编制专项方案进行布点和监测,并根据现场施工情况及时调整量测项目和内容。

5 采用正确的支护手段和方法

5.1 针对围岩变化及时采取超前支护措施

根据超前地质预报信息和实际暴露的围岩地质状况综合分析,及时调整超前支护方案。超前支护应根据不同的围岩级别及地质状况进行施作,对洞口存在堆积体、滑坡体、浅埋及软弱地层等不良地质隧道,可采用大管棚、小导管注浆超前支护,地表注浆加固及地面旋喷桩加固等措施。对洞内软弱围岩一般采用超前小导管、注浆大管棚、超前锚杆等措施,应严格按照设计施作,特别是要严格按设计配合比、压力注浆,使周围围岩松散体固结,才能保证施工安全。

5.2 认真做好爆破设计,减少对围岩扰动

普通爆破对围岩的扰动较大,使围岩因爆破的扰动降低了稳定性。在遇到强度低、易风化、破碎的软弱围岩时,可采用拱部光面爆破,边墙预裂爆破,核心部分控制爆破,掏槽抛掷爆破的控制爆破设计总体思路。尽可能小地减轻爆破对围岩的扰动,减轻震动强度,维护围岩自身的稳定性,使隧道轮廓成型良好。

实践证明采用减轻震动控制爆破技术,合理设计周边部位的钻眼、装药参数与装药结构,控制进尺,采用适宜的掏槽形式、钻爆参数和起爆顺序,保证良好的成型,及时支护,施工作业较安全。

5.3 采用正确的开挖工法和设备,严格控制循环进尺

严格控制循环进尺,要根据开挖跨度和围岩类别、自稳时间严格控制,并与初期支护钢架设计间距相对应。下部断面(中、下层台阶)是开挖作业的重要环节。如方法欠妥,作业不慎易引起初期支护失稳造成的重大塌方事故,必须引起高度重视。在开挖顺序上,宜采用先挖侧槽、左右错开向前推进的做法,不宜采用拉中槽挖马口的方法。

5.4 早封闭、强支护是预防塌方的主要措施

洞室开挖后,围岩一般有一定的自稳时间(对特别差地段可以采取超前支护),由于不支护的自稳时间与岩石条件和洞室的跨度等多种因素有关,围岩不支护究竟能稳定多长时间,迄今为止国内外都没有满意的解决办法。因此,在开挖后及时对围岩情况进行准确的判断,在围岩自稳时间内及时给予支护,尽早进行初喷,封闭围岩暴露面,减少风化掉落,可有效限制围岩变形的自由发展,防止岩体因松动、脱位而造成塌方。对地质不良地段,主要采取锚喷、网喷、喷混凝土与钢支撑或格栅钢架相结合的支护方法。初支应严格按照设计施作,对特殊地段可局部加强。特别是做好拱架联接和锁脚锚杆。

初支完成后尽早施工仰拱,仰拱和二次衬砌紧跟掌子面施工,掌子面与仰拱距离始终控制在合理范围内。实践证明,只要能够认真施作支护,及早施作仰拱封闭成环,一般不会发生坍塌。

6 结语

隧道施工通常地质条件复杂,施工作业条件艰难,极易造成安全、质量事故。首先要运用先进的科技手段对围岩稳定性进行探测、预报、分析,为设计提供依据及指导工程施工。其次对于特殊地质地段和软弱围岩含水地段开挖施工,只要选择合理的施工方法,加强爆破控制,采取科学合理的支护手段,重视工艺质量,加强组织管理,严格遵循“短进尺、弱爆破、紧支护、勤量测”的方针组织施工,做好隧道防坍预防工作,就能够有效防止隧道施工事故的发生,确保工程质量和施工安全。

参考文献

[1]王梦恕.中国隧道及地下工程修建技术[M].北京:人民交通出版社2,010.

[2]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京:人民交通出版社,2003.

[3]刘志钢,赵勇.隧道隧洞施工地质技术[M].北京:中国铁道出版社2,001.