隧道塌方案例PPT课件

1、 原因：大规模断层并含膨胀性；高地应力区，水平应力垂直应力。施工不当，台阶过长未能及时封闭等。 处理：初期支护补强（打长锚杆、加密锚杆间距、增加喷砼厚度、采用钢纤维砼）；改变曲墙曲率；初期支护分几层施作；二衬适时施作；加大预留变形量。缩小台阶长度，及时封闭成环。工程实例：家竹青隧道、乌梢岭隧道。 大变形处理：第1页/共65页阮家窑隧道第2页/共65页一、塌方经过第3页/共65页第4页/共65页第5页/共65页二、塌方原因分析第6页/共65页第7页/共65页三、塌方处理方案第8页/共65页 地表截水覆盖处理，洞内塌方体表面喷C15混凝土815cm，同时加固洞内未塌段，DK425+588DK425

2、+600段采用I20工字钢套拱进行加固，套拱形式见下图，间距0.5m/榀，拱部180度进行径向注浆，钻孔长度3m，扩散半径2m，注浆压力0.51.2MPa，浆液采用水泥浆。对坍碴掌子面进行C15喷混凝土815cm封闭。 地表回填，回填采用三七灰土，回填至原地面，裂缝采用不透水的粘土填塞，并用防水幕布遮盖地面塌方及裂缝影响段。从DK425+595开始隧道拱部120度范围采用采用108大管棚超前支护，间距环向3根/m，每环施工长度10m，以提高施工速度。管棚搭接长度3m，外插脚3度，管内用水泥砂浆注浆填充。管棚的两个钢管间打设42小导管（长度3.5m，纵向1.5m/环），并进行注浆加固地层，浆液采

3、用水泥砂浆。拱部180度进行径向注浆，钻孔长度3m，扩散半径2m，注浆压力0.51.2MPa，浆液采用水泥浆。待浆液凝固后，在超前支护的保护下，对坍碴进行清理，每次开挖4m，及时对坍碴进行喷C15混凝土封闭，上台阶坍碴进行42小导管注浆，小导管间距2m2m， 长度6m，纵向4m一循环，搭接2m。第9页/共65页套拱形式 塌方段处理完成后采用未塌段加固方式处理剩余的段落至掌子面，初期支护及时封闭，未塌段换拱应逐榀拆除，换拱方式参见阮家窑侵限处理方案图。二次衬砌及时跟进，二次衬砌钢筋加强，施做完成后地表夯填处理。 地表截水处理措施： 地表漏斗体外缘作截水天沟，遮盖地表坍口，以防止山体地表水流入漏斗

4、，根据提供的地表塌方示意图，截水天沟长度约65m；地表应加强监控量测，出现裂缝继续发展应采取对地表陷坑坑口加撑处理，防止地表陷坑的规模扩大。 待洞内坍方处理完毕，二次衬砌施做完成后，对地表坍口进行不透水的粘土夯填处理，回填高度应高出原地面0.51m。第10页/共65页 3、洞内处理方案 （1）将能施工的二次衬砌尽快施工完毕，在二次衬砌和塌方的掌子面之间的初期支护处，作型钢套拱临时支护，间距与初期支护相同，采用5米系统锚杆与初期支护连接。并进行喷射混凝土8cm封闭。 （2）洞内塌方体采用喷射C25砼，厚度为15cm，进行封闭塌方体表面。 （3）待完全封闭以后，对塌方体及二次衬砌和塌方的掌子面之间

5、采用42注浆小导管注浆加固。导管间距1.5m1.5m，长6m。注浆压力控制在12kg。第11页/共65页 （4）待注浆施工完毕，采取三台阶、预留核心土法施工，洞内初期支护型钢钢架加密设置，间距为0.5米/榀，同时上台阶支护增加临时仰拱，临时仰拱采用I20工字钢+喷射C25混凝土，厚度27cm，拱脚下采用型钢垫板。拱部以上采用孔深13m钻杆后退式注浆，外插角10-15度。拱部开挖采用42注浆小导管长4.5m，环向3根/m，间距两榀钢架一环（1.0m），搭接3，5m，外插角15-35度。台阶高度控制在3m左右，台阶的长度控制在1-1.5倍洞径。 （5）拱部以下，沿掌子面前方采用42小导管注浆加固，

6、小导管外插角与线路纵向夹角3045度,小导管长6m梅花型布置，3根/m,纵向3m一个循环,搭接3m。每施工一环小导管注浆加固，采用喷射C25砼，厚度为15cm，进行掌子面封闭。 （6）在处理塌方的同时，沿掌子面向后依次换撑，换撑的原则是拆一榀立一榀。所立型钢拱架，严格按设计、规范施工。第12页/共65页 4、地表塌穴处处理方案 待塌方段二次衬砌施工完毕后，强度达到设计要求，对拱顶塌方部分进行回填。为提高竣工后安全运营系数，首先回填C25混凝土3m。后分层回填3：7灰土5米，每层回填夯实，每层回填厚度不大于0.5cm。顶部采用原状土回填，以保护环境。第13页/共65页五、塌方相关影像资料第14页

7、/共65页阮家窑隧道进口洞顶裂缝第15页/共65页阮家窑隧道进口洞顶裂缝第16页/共65页阮家窑隧道进口洞外塌方情况第17页/共65页阮家窑隧道进口洞内塌方情况第18页/共65页阮家窑隧道进口塌体喷护第19页/共65页阮家窑隧道进口塌方处理第20页/共65页阮家窑隧道进口塌方注浆第21页/共65页御河隧道第22页/共65页一、塌方经过第23页/共65页第24页/共65页第25页/共65页二、塌方原因分析第26页/共65页 1、御河隧道在DK388+580DK388+630段塌方是突发性的，塌方之前据监控量测资料显示无任何征兆。通过对已塌方段DK388+600掌子面地质描述，此段围岩较破碎，弱风

8、化，节理、裂隙发育，岩体呈块状，拱顶及边墙渗水较严重。 2、根椐塌方后洞内塌方处分析：隧道轮廓线以外的围岩比较破碎并夹杂大量泥状土。地表处坍塌的空洞覆土厚度最大约8米，且为无粘性粉状黄土，黄土层下为强风化片麻状破碎岩层，隧道左侧存在一组垂直张节理，严重的断裂破碎带，沿隧道中线方向。断裂破碎带岩石面存在一个光滑面（白绿色），有滑动的趋势。断层里侧壁存在裂隙，纵向已不受力，加上施工过程中爆破扰动，发生整体塌方。第27页/共65页 3、施工过程中急功近利，为赶工期、抢进度，忽视屡次强调的“控制台阶的开挖长度，支护衬砌紧跟”的施工原则。 4、由于施工人员盲目的赶工期，在地质围岩等级变化交错地段，对围岩

9、自稳能力作过高的估计，造成思想上的麻痹大意，抱着盲目乐观和侥幸心理，对隧道地质条件的变化及复杂性认识不足，工程措施针对性不强。第28页/共65页三、塌方处理方案第29页/共65页第30页/共65页第31页/共65页第32页/共65页第33页/共65页四、塌方处理第34页/共65页第35页/共65页第36页/共65页五、塌方相关影像资料第37页/共65页御河隧道地表坍塌情况第38页/共65页御河隧道地表空洞洞内情况第39页/共65页御河隧道洞内坍塌情况第40页/共65页御河隧道洞内塌点情况第41页/共65页御河隧道洞内塌下碎石第42页/共65页御河隧道临时套拱第43页/共65页御河隧道临时加固段

10、套拱中空锚杆第44页/共65页御河隧道塌方处理台架第45页/共65页御河隧道塌方段大管棚施工第46页/共65页御河隧道塌方段大管棚注浆第47页/共65页福生庄隧道第48页/共65页一、塌方经过第49页/共65页 2008年8月19日22时，福生庄隧道DK572+915掌子面发生局部坍塌。2008年8月22日上午甲方、监理、设计、施工四方共同对现场进行了勘察，并形成了变更会议纪要。对该段进行加固处理，具体措施如下：对塌方影响段DK572+910+915段拱部120范围内采用42小导管法向对初期支护加固，间距1.0m，长度4.0m；DK572+915+925段拱部120范围内采用42双排小导管超前

11、加固，环向间距0.4m，长度4.0m，搭接长度不得小于1.0m，外插角1030度。施工单位于当日开始处理坍塌段，截止2008年8月26日，拱顶支护钢架4榀，间距为0.5m。 在准备施做DK572+910+915坍塌影响段径向小导管加固时，发现新施做的4榀拱架变形突然加大，即撤离人员、机械，于2008年8月26日10时30分随即发生坍塌形成二次塌方，掩埋整个掌子面，洞外地表形成一个直径约3.5m的漏斗形塌坑。第50页/共65页二、塌方原因分析 1、本段位于岩质较软，且具有膨胀性，最近处于雨季有裂隙水下渗导致膨胀加大。 2、掌子面拱顶右侧上台阶围岩局部有夹层，在开挖完后有掉块现象直至塌方。第51页

12、/共65页三、塌方处理方案 1、临时措施：对洞外的塌陷处拉警戒线并在其上铺设彩条布，在塌坑周围布设截水措施防止雨水下渗，以免塌坑继续扩大。 2、洞内塌体附近Dk572+904914设I20b型钢钢架进行临时支撑，间距1.0m/榀，钢架底部置于牢固的基础上，为防止钢架下沉，在每榀钢架拱脚部位设置4根42锁脚锚管， Dk572+900910对已施做的初期支护拱部150进行径向42小导管注浆加固，间距1.01.0m；继续施做尚未完成的Dk572+910915段的径向小导管加固范围扩大到拱部150。抓紧施做尚未施工的仰拱及二次衬砌，防止塌方进一步扩展，以确保施工安全。 3、Dk572+914934段采

13、用108管棚对拱部150范围内进行预支护，管棚长度为20m，环向间距为40cm。详见“大包（壹）隧变02-01、02”，结合管棚在拱部采用42超前小导管注浆对围岩进行预支护加固，小导管长度为4m，环向间距为40cm，外插角控制在30度，拱部与管棚交错布置，纵向搭接不得小于1.5m。对拱部采用R25中空锚杆对塌体进行径向注浆加固以固结松散的塌方体。第52页/共65页 4、Dk572+914934段全断面设2榀/m I20b型钢钢架，详见“大包（壹）隧变02-06”，全断面喷C25混凝土厚27。拱墙设8钢筋网片，间距20cm，拱墙设R25中空锚杆，长4m，0.80.8m，梅花形布置，二次衬砌采用C

14、30钢筋混凝土衬砌，厚度55cm。 5、暗挖通过后，对地表塌陷部分及裂缝处分层夯填密实，填土表面1m深处采用三七灰土夯填，并高出原始地面，同时做好既有地面的顺接，防止地表水下渗。为防止雨水渗入裂缝，现对其顶部临时覆盖防水板以免地表水下渗引起塌孔扩散，并在洞顶塌穴外10m处外修建一道截水沟。等二衬穿过塌方地段后即对地表塌腔进行密实回填，避免因存在孔洞而造成再次塌方，以确保施工及将来运营安全。第53页/共65页四、塌方处理第54页/共65页 首先是对洞内塌体附近Dk572+904914设I20b型钢钢架进行临时支撑，间距1.0m/榀，钢架底部置于牢固的基础上，为防止钢架下沉，在每榀钢架拱脚部位设置

15、4根42锁脚锚管， Dk572+900910对已施做的初期支护拱部150进行径向42小导管注浆加固，间距1.01.0m；继续施做尚未完成的Dk572+910915段的径向小导管加固范围扩大到拱部150。 截至2008年8月29日，Dk572+904914段已经按设计要求施工完毕，并且达到了预期的目的，确保已施工完成段落的稳定，防止变形继续扩展，消除了洞内施工安全隐患，为DK572+914+934段施工提供了安全保障。第55页/共65页 自2008年8月28日起，现场根据大包电气化改造工程福生庄隧道坍塌处理方案，安排采用两部潜孔钻机，在掌子面拱部150左右两侧对称进行管棚钻孔施工，日平均成孔3个，平均钻孔深度16m，于2008年9月3日完成管棚施工作业项目，累计施工108管棚21根。 到9月5日塌方段掘进施工4m，顺利度过塌方。到2008年9月17日为止上台阶施工至DK572+940，距塌方段末端23m，根据每天观