客运专线隧道施工技术.ppt

隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 客运专线隧道施工技术 铁道部工程管理中心肖广智 478972010 8 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 主要内容 一 前言二 客运专线隧道钻爆法施工技术要点三 客运专线隧道施工常见质量问题四 隧道施工典型事故案例及分析 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 一 前言隧道施工技术要求和发展方向 施工机械化 各道工序逐步实现机械化 以设备保工艺 以工艺保质量 以质量保安全 部已重视 颁布了机械配套指南 工序标准化 各道工序都建立标准 严格按标准作业 部已重视 颁布了施工工序作业指南 构件工厂化 管片 仰拱块 混凝土搅拌 钢拱架 预埋件 连接件等尽量厂制 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 关键工序专业化 对安全 质量起控制作用的关键工序和工艺施工专业化施工 管理信息化 根据监控量测 超前探测等信息反馈进行动态管理 均衡生产 原则 合理投入 配齐生产要素 安全施工 施工组织 技术方案等 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 1 超前地质预报受目前勘察手段 时间以及判释水平等因素限制 在勘察设计阶段尚不能完全准确地探明隧道所穿越的地层及洞身周边的地质情况 因此施工中进行超前地质预测预报是确保施工安全必不可少的手段 铁建设 2007 88号文 隧道施工应进行超前地质预报 超前地质预报应纳入正常施工工序 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 1 超前地质预报 1 预报内容地层岩性 地质构造 不良地质 地下水 2 预报方法地质分析法 钻探法 物探法和超前导坑法TZ231 2007铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南 根据需要采取1 5孔超前水平钻探 局部7孔 其终孔位置一般要超出开挖轮廓线3 5m 长度宜在30 50m之间 两次循环的超前水平钻搭接长度不小于5m 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 1 超前地质预报 3 预报分级 根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度 分为以下三级 A级 地质条件复杂 存在储水构造 导水断层 岩溶 有害气体 膨胀岩土等地质问题 施工中易发生突泥突水 瓦斯 大变形等地质灾害 风险程度高 B级 地质条件较复杂 涌泥涌水 瓦斯 坍方等地质灾害风险程度较高的地段 C级 地层岩性单一 地质构造不发育 发生地质灾害可能性不大 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 1 超前地质预报 不同地质风险地段的预报方式为 A级风险地段采用地质素描 两种以上物探方法 超前水平钻探 超前炮眼等 B级风险地段采用地质素描结合物探方法 C级风险地段一般采用地质素描法 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 1 超前地质预报 4 预报要点 研究区域地质 工程地质资料 对整个地区地质情况做到比较全面和深刻的认识 分析主要地质灾害隐患及其在隧道内揭示的大致里程 制定预报预案 配备先进仪器设备和丰富经验的地质技术人员 提高判释准确度 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 1 超前地质预报 地质雷达现场探测图 地质超前预报 超前水平钻探 水平钻机 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 2 超前支护超前支护是针对软弱不良地层而采取的辅助工法 施工前根据围岩条件 施工方法 机械配套及工程所处环境等情况 选择简单方法或同时采用几种综合辅助施工方法来加固地层 确保不塌方 少沉陷 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 2 超前支护 1 注浆加固常用的注浆方式主要有全断面帷幕注浆 周边半封闭帷幕注浆 径向注浆 小导管注浆 局部注浆等 施工时应根据注浆目的和工程地质条件等因素综合选择 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 2 超前支护 2 超前小导管超前小导管是在隧道开挖前 沿隧道拱部开挖轮廓线按一定外插角度安设直径32 60mm 长度2 5 6m的钢管 与钢架连成一体 联合使用 必要时利用小导管注浆对围岩超前加固的支护方式 施工要点 超前小导管沿隧道拱部周边布设 环向间距不宜大于40cm 外插角控制在10 15 两环小导管间搭接不宜小于1m 根据地质情况可选择单液浆 双液浆 注浆压力控制在0 8MPa以内 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 2 超前支护 小导管示意图及施工 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 2 超前支护 3 长管棚长管棚是在隧道开挖前 沿隧道开挖轮廓线外纵向近水平方向设置直径大于70mm 长度大于10m的钢管 并将钢管内采用水泥砂浆充填密实 必要时通过长管棚注浆预加固隧道前方拱部土体 以减少开挖时土体沉降 坍塌的超前支护方式 长管棚适用于浅埋 地表沉降控制严格的地段 如堆积体 砂土质地层 断层破碎带及下穿公路 铁路 地表建筑物等 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 2 超前支护 3 长管棚施工要点 管棚环向间距30 50 超浅埋地段或特殊地层也可采用密排方式 沿隧道周边轮廓线布设 外倾角1 3 连续使用大管棚 纵搭接长度一般不应小于3m 需要注浆加固地层时 注浆材料 注浆压力视地质情况而确定 钢管内根据需要可灌注水泥砂浆 必要时在管棚内放置钢筋笼 提高钢管的抗弯能力 洞内施作长管棚时一般情况下设置扩大洞室作为工作室 其断面 长度应满足钻机作业要求 也可采用特殊工艺或根据钻机选型情况 不设置扩大洞室 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 2 超前支护 右上 洞口大管棚施工 上 洞内大管棚施工 右 洞口施工完的大管棚 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 2 超前支护 几种超前支护方式 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法隧道开挖方法主要有全断面法 台阶法 中隔壁法 CD法 交叉中隔壁法 CRD法 双侧壁导坑法 眼镜工法 要根据地质条件 断面大小 结构形式 机械配备等因素合理选择开挖方法 主要介绍以下几种方法 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 1 全断面法全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型 再施做初支和二次衬砌的隧道开挖方法 一般适用于 级围岩 也可用在单线铁路隧道 级围岩地段 全断面法可采用大型机械作业 施工进度快 一般在150 180m 月 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 1 全断面法施工要点 尽量采用深孔爆破 加大循环进尺 开挖 支护工序合理采取平行作业 提高施工进度 及时施作初期支护 围岩条件变化时 及时调整施工方法 控制周边眼角度 提高光面爆破效果 减少对围岩的扰动 减少超欠挖 保证隧道施工安全 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 1 全断面法 台车钻眼施工 光面爆破效果 小导洞超前施工 自制台架施工 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 2 台阶法台阶开挖法是将隧道设计断面分两次或三次开挖 台阶间控制一定距离 采用同时并进的隧道开挖施工方法 一般用在 级围岩 也可用在单线铁路隧道 级围岩地段 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 2 台阶法施工要点 根据围岩条件合理确定台阶长度和台阶数量 台阶长度一般不宜超过1倍开挖洞径 台阶高度根据地质情况 断面大小和施工机械设备情况确定 上台阶施作钢拱架 必要时采用扩大拱脚 锁脚锚杆 管 等措施 控制围岩和初期支护变形 下台阶施工时应保证初期支护钢架整体顺接平直 螺栓连接牢固 钢拱架必须落在实处 严禁悬空或落在虚碴上 下部施工时应采取措施 减少对上部围岩 支护的扰动 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 3 环形开挖预留核心土法环形开挖预留核心土法是先开挖上部导坑弧形断面 留核心土平台 再开挖下部两侧边墙 中部核心土的隧道开挖方法 一般适用在单线隧道 级围岩 也可用在双线隧道 级围岩地段 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 3 环形开挖预留核心土法 环形开挖预留核心土法立体图 环形开挖预留核心土施工照片 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 3 环形开挖预留核心土法 a第一次支护 b钢拱架 c拱脚注浆锁脚锚管 d墙脚注浆锁脚锚管 e一次支护 f塑料薄板隔离层 g模筑混凝土环形开挖预留核心图法施工流程图 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 3 环形开挖预留核心土法施工要点 环形开挖每循环长度控制在0 5 1m 开挖后及时施作喷锚支护 安装钢架支撑 钢架接头连接应顺接密贴 牢靠 拱脚 墙脚设置锁脚锚杆 管 弧形导坑 核心土 两侧边墙纵向拉开间距3 5m平行施工 仰拱初期支护应紧跟下台阶及时施做 全断面封闭成环距掌子面不宜超过2倍洞径 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 黄土隧道弧形导坑开挖施工照片 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 4 中隔壁法 CD法 中隔壁法 CD法 是将隧道分为左右两大部分进行开挖 先在隧道一侧采用二或三台阶分层开挖 施作初期支护和中隔墙临时支护 再分台阶开挖隧道另一侧 并进行相应的初期支护的施工方法 一般适用于地质条件为 级围岩 也适用于浅埋地层隧道暗挖 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 4 中隔壁法 CD法 上 中隔壁法施工示意图 右 中隔壁法施工开挖 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 4 中隔壁法 CD法 中隔壁法开挖方式 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 4 中隔壁法 CD法 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 施工要点 左右部的台阶开挖高度根据地质情况及隧道断面大小而定 左 右两侧洞体施工纵向拉开间距不大于15m 台阶开挖长度3 5m 及时施作初期支护和中隔壁临时支护 各工作面每循环进尺为1榀拱架的距离 后一侧开挖形成全断面时 应及时完成全断面初期支护闭合 根据监控量测信息 初期支护稳定后拆除中隔壁临时支护 一次拆除长度不超过15m 并加强拆除中的监控量测 临时支护拆除后及时施做隧道仰拱和二次衬砌 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 5 交叉中隔壁法 CRD法 交叉中隔壁法 CRD法 是将大断面隧道分为左右两部施工 先自上而下开挖隧道一侧的上部并施作初期支护和临时支撑 再开挖隧道另一侧的上部 并施作初期支护和临时支撑 最后分别开挖隧道左右两块底部 隧道初期支护和临时支撑步步封闭成环 形成网状稳定支护结构的隧道开挖方法 是在特殊条件下采用的一种工法 一般适用于 级围岩 也可用于浅埋隧道施工 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 5 交叉中隔壁法 CRD法 上 CRD法施工示意图 右上 CRD法下部开挖 右下 CRD法施工照片 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 5 交叉中隔壁法 CRD法 大跨度断面CRD施工工序示意图 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 施工要点 隧道按左右部分块实施开挖 每块小断面开挖高度根据地质条件和施工设备而定 每块小断面开挖长度3 5m 及时设置初支和临时仰拱封闭 步步成环 尽量缩短成环时间 及时施作锁脚锚杆 管 必要时进行掌子面临时支护 左右部纵向拉开距离不宜大于15m 根据监控量测信息 初期支护稳定后拆除临时支护 一次拆除长度不超过15m 并加强拆除中的监控量测 临时支护拆除后及时施做隧道仰拱和二次衬砌 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 6 双侧壁导坑法双侧壁导坑法也称眼镜工法 采用先开挖隧道两侧导坑 及时施作导坑周边初期支护及临时支护 然后再开挖中部剩余土体的隧道开挖施工方法 一般适用在 级围岩 也可用于浅埋隧道施工 此方法成本较高 进度较慢 为了稳定工作面 经常和超前预注浆等辅助施工措施配合使用 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 6 双侧壁导坑法 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 6 双侧壁导坑法 双侧壁导坑分部开挖示意图 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 3 隧道开挖方法 6 双侧壁导坑法 双侧壁导坑法施工照片 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 施工要点 侧壁导坑形状应近似椭圆形 导坑断面宽度一般为整个断面的1 3 两侧侧壁导坑超前中部10 20m 可独立同步开挖支护 中部采用台阶法开挖 保持平行作业 导坑开挖后应及时进行初期支护及临时支护 设置锁脚锚杆 管 并尽早封闭成环 中部开挖完成后 要及时施作初支 尽快使全断面初支封闭成环 临时支护拆除完成后 及时施作仰拱和二次衬砌 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 7 临时仰拱法适用条件 软岩段 一般用于 级围岩 采用台阶法开挖基本可行但为了更好的控制围岩变形时采用优点 施工安全度较高 控制地层变形较好缺点 施工进度较台阶法慢但较 CD 工法快 临时工程量大和造价较台阶法大但较 CD 工法小施工控制要点 刚支撑连接 锁脚锚杆 管 仰拱的及时封闭 上下台阶的高度和纵向长度 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 4 初期支护按照新奥法原理 初期支护是为了及时封闭开挖后的围岩 控制围岩的变形和松弛 充分发挥围岩自身的支护作用 并和二次衬砌共同形成结构承担荷载 在二次衬砌完成之前 初期支护更是确保施工安全的关键 初期支护要强 承受二次衬砌施作前的基本荷载和部分水压力 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 4 初期支护 1 喷射混凝土施工要点 分段分片自下而上顺序喷射 一次喷射厚度拱部不得超过10cm 边墙不得超过15cm 喷嘴与岩面保持垂直 距受喷面0 8 1 2m 喷射压力控制在0 15 0 2MPa 混凝土喷射终凝2h后 应进行湿润养护 养护时间不得少于14d 喷混凝土拌和料从拌和 运输到使用不应超过1小时 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 4 初期支护 1 喷射混凝土回弹率及粉尘浓度 回弹意味着粗骨料的损失 而粉尘则意味着微细颗粒的损失 这两者对附着的喷混凝土质量 具有重要的影响 我国 锚杆喷射混凝土支护技术规范 GB50086 回弹率边墙不大于15 拱部不大于25 粉尘浓度小于10mg m3 铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南 TZ231 2007 喷射混凝土时粉尘含量不得大于2mg m3 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 4 初期支护 2 锚杆铁路隧道一般边墙采用普通砂浆锚杆 拱部采用组合式中空注浆锚杆 临时支护和加固可采用玻纤树脂锚杆 施工要点 按设计要求定出位置 孔位允许偏差不大于 100mm 杆体插入锚杆孔时 应保持位置居中 插入深度应满足设计要求 砂浆锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实 砂浆或水泥浆内可添加适量的微膨胀剂和速凝剂 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 4 初期支护 2 锚杆 锚杆安设后灌注砂浆终凝后应立即安装垫板 拧紧螺帽 锚杆打设角度宜与岩层层面垂直 破碎岩层 水平岩层应加强拱部锚杆支护 土质浅埋隧道拱部可不设置锚杆 组合中空锚杆注浆连接结构图 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 4 初期支护 3 钢架施工要点 钢架不宜在受力较大的拱顶及其它受力较大的部位分节 格栅钢架的钢筋间焊接牢靠 钢架加工后必须进行试拼检查 架立位置准确 安装后利用锁脚锚杆固定 钢架安装时 应严格控制其内轮廓尺寸 且予留沉降 变形量 防止侵入衬砌净空 钢架与围岩间的间隙必须用喷混凝土充填密实 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 4 初期支护 4 钢筋网在喷射混凝土中设置钢筋网 可以减少喷射混凝土层的开裂 增强初期支护的整体作用 通常与锚杆或钢架焊接成一体 其施工要点 1 纵横向钢筋采用点焊联结 使用前应除锈 清除油迹和浮土 2 钢筋网要被喷射混凝土包裹 混凝土保护层不小于20mm 3 必要时 可采用双层钢筋网 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 4 初期支护 上 锚杆施工 右上 格栅钢架及喷混凝土 右下 型钢钢架及钢筋网 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 4 初期支护 上 锚 喷 网 钢架初支 右上 喷射混凝土 右下 机械架设钢架 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 5 防排水 1 洞口及地表防排水隧道施工前应对地表及隧道附近的井泉 池沼 水库 河流等进行调查 并进行观测与试验 分析其对隧道渗漏水的影响 并按设计要求进行处理 施工要点 洞口段及早修建天沟 截水沟 并防止水流顺坡散流 隧道排水沟应与路基边排水系统结合 防止排水冲刷边仰坡和破坏环境 洞口附近和浅埋隧道应整平洞顶地表 不得积水 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 5 防排水 2 洞内排水 洞内顺坡排水水沟断面及坡度应能满足隧道中渗漏水和施工废水的排出需要 在膨胀岩 土质地层 围岩松软地段 应加强水沟铺砌或用管槽代替 防止浸泡岩体 洞内反坡排水 可根据坡度 水量和设备情况布置管路和泵站 一次或分段接力排出洞外 配备抽水机的能力应大于排水量20 以上 并应有备用台数 富水岩溶段要按2倍 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 5 防排水 3 结构防排水结构防排水施工是在隧道初期支护完成后进行的结构防排水施工作业 一般包含基面检查处理 排水盲管 沟 安装 防水板铺设 施工缝 变形缝处理等工序 施工要点 基面处理 排水盲管 缓冲层铺设 防水板铺设 防水板焊接 止水带固定 注意 建设司刚颁布关于印发 铁路隧道防水板铺设工艺技术规定 的通知 建技 2010 12号 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 5 防排水 洞口截排水设施 防水板及土工布铺设 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 5 防排水 左 防水板铺设机示意 右 防水板焊接 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 6 二次衬砌二次衬砌采用模板台车进行拱墙衬砌一次灌注 洞口段应设加强二次衬砌 地层软硬分界处应设置变形缝 仰拱应超前拱墙衬砌 仰拱 填充应分开浇筑 且应全幅灌注 仰拱和底板混凝土强度达到5MPa后行人方可通行 达到设计强度的100 后车辆方可通行 为解决仰拱施工和运输作业的干扰 应采用仰拱栈桥 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 施工要点 仰拱施工前应清除虚碴 杂物和积水 仰拱施工缝和变形缝处应做防水处理 二次衬砌距掌子面的距离 级围岩不宜大于70m 级围岩不宜大于90m 级围岩不宜大于120m 变形量大的挤压性地层的隧道应通过强化初期支护手段控制围岩变形 并加强二次衬砌结构 二次衬砌拆模时应符合如下规定 在初期支护变形稳定后施工的 二次衬砌混凝土强度应达到8 0MPa以上 初期支护未稳定 二次衬砌提前施作时混凝土强度应达到设计强度的100 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 6 二次衬砌 仰拱栈桥示意图 隧道内仰拱栈桥 仰拱钢筋绑扎 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 6 仰拱及二次衬砌 2 二次衬砌 上 完成二次衬砌的隧道 右上 全自动拌合站 右下 混凝土输送 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 7 监控量测监控量测是在隧道施工过程中 使用专用仪器和工具对围岩和支护结构的变形 受力以及它们之间的关系进行观测 并对其稳定性 安全性进行评价 据此对施工方法 结构支护参数进行验证 调整的工作 通过对监控量测数据的整理分析 判定初支及围岩是否稳定 确定二次衬砌施作时机 监控量测和超前地质预报同样是确保施工安全 优质建成隧道工程必不可少的手段 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 7 监控量测操作要点 根据隧道地质情况 施工方法 断面情况制定监控量测实施方案 制定监控量测控制基准值 测点应在开挖面施工后及时安设 并尽快取得初读数 测点布置应牢固可靠 易于识别 并注意保护 净空变化和拱顶下沉点布置在同一断面上 测点断面间距根据地质条件 隧道结构形式 开挖支护方式等确定 一般III级围岩30 50m IV级围岩10m V 级围岩5m 大断面隧道宜使用无尺量测 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 二 铁路隧道钻爆法施工技术要点 7 监控量测 无尺量测监测示意 隧道初支变形监测 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 三 常见质量问题 1 衬砌与掌子面距离 衬砌距掌子面距离较远 未按部要求执行 存在安全隐患 2 钢拱架加工与安装 钢拱架加工 焊接质量存在缺陷 现场安装误差大 连接板加工不规范 螺栓不到位 拱脚没落到实处 座在虚砟上 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 3 防水板施工质量与检验 存在防水板破损 补焊不严的情况 焊缝充气检查不到位 存在资料作假现象 下图为钢筋刺穿防水板照片 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 4 边 仰坡刷方高 未贯彻 早进晚出 的原则 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 5 边仰坡防护施作不到位 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 6 初期支护强度不足 造成钢拱架扭曲变形 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 7 临时中隔墙喷混凝土质量不到位 用石棉瓦代替 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 8 隧道侧水沟阻塞 洞内外水沟衔接不到位 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 9 洞口线位选择不合理 造成严重偏压 进洞困难 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 10 隧道底部防排水措施不当 造成道床积水 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 11 施工缝跑浆或抹面掉块 郑西客专隧道 日本高速铁路隧道 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 四 隧道施工典型事故案例 常见的对隧道施工影响较大的事故主要有岩溶突水突泥 坍方 大变形 瓦斯事故 衬砌开裂等 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 四 隧道施工典型事故案例 一 岩溶突水 突泥岩溶突水录像 齐岳山隧道F11突水突泥录像 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 五 隧道施工典型事故案例 一 突水 突泥预防措施a 对可能出现突泥 突水的隧道要有切实可行的设计预案 要提出明确的施工措施 b 加强地质超前预测预报工作 特别是超前钻探和掌子面地质素描工作 c 制定严密的突水 突泥预防和处理预案 措施落实到位 对现场人员要加强培训和演练 当出现突泥 突水迹象时 及时果断采取措施 防止事故扩大 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 五 隧道施工典型事故案例 一 突水 突泥突水 突泥处理措施 1 畅通的泄水 排泥通道 设置足够断面的排水沟 配备足够的抽排水能力 并有一定数量的备用 当探明存在大型富水溶洞且有暗河等大量水的补给 应设置足够排水能力的泄水洞 完善洞口及洞外排水 防护系统 2 报警逃生系统 声光报警 应急通信 疏散标志 应急照明 逃生通道 应急排水 逃生装备的系统设计和实施 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 五 隧道施工典型事故案例 一 突水 突泥突水 突泥事故案例 1 宜万线马鹿箐隧道2006年1月21日 马鹿箐隧道出口平导开挖到3174米 PDK255 978 注浆加固后开挖出碴时 突然发生突水突泥 瞬间突泥8万立方 最大涌水量72万立方 小时 淤积平导1600米 正洞1000米 造成多名作业人员遇难 经济损失巨大 影响施工一年之久 突泥点埋深约400米 该灾害属岩溶突水突泥灾害 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 大规模突水突泥录像 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 2 宜万铁路野三关隧道2007年8月5日 野三关隧道出口开挖到5444米 DK124 602 出碴时 突然发生突水突泥突石 瞬间涌出泥砂与块石约5万立方 最大涌水量约15万立方 小时 将洞内机械设备冲出500米后解体 造成多名作业人员遇难 经济损失巨大 影响施工一年之久 突泥点埋深约200米 该灾害属岩溶突水突泥灾害 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 3 宜万铁路大支坪隧道2008年4月30日 大支坪隧道进口开挖到2771米 DK132 913 注浆完成后进行开挖 专职安全员发现异常 立即下令撤人 随后 突然发生大规模突水涌砂 涌砂量约4000立方 最大涌水量4万立方 小时 淤积长度200米 由于采取了防范措施 未造成人员伤亡 突泥点埋深约160米 该灾害属岩溶突水突泥灾害 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 大规模突水涌砂监控录像 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 4 宜万铁路云雾山隧道2008年7月21日 云雾山隧道出口开挖到3079米 DK245 645 进行超前探孔时 突然发生突水涌砂 涌砂量约1000立方 涌水量约780立方 小时 造成 线淹井1035米 线淹井710米 突泥点埋深700米 该灾害属岩溶突水突泥灾害 5 黔桂铁路虎形隧道2008年11月18日 黔桂铁路虎形隧道泄水洞发生突泥 突水事故 造成2人遇难 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 6 厦深铁路梁山隧道2009年3月14日 梁山隧道进口开挖到2505米 DK96 505 出碴时 发生小型突泥 突泥量约200立方 经会商清淤时 突然发生大规模突水突泥 突泥量约8000立方 4月6日再次突泥 突泥量约2万立方 淤积长度230米 突泥后地表坍陷 陷坑面积50平方米 深20米 突泥点埋深270米 该灾害属断层突水突泥灾害 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 大规模突泥后照片 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 突泥后地表坍陷照片 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 7 龙厦铁路象山隧道2009年12月24日 象山隧道进口开挖到4468米 YDK24 158 注浆完成后开挖时 初期支护开裂 掉块 发生坍塌约600立方 涌水量约200立方 小时 之后 突水持续变大 最大涌水量约7000立方 小时 隧道被淹 该注浆段30米 设计开挖25米 上中部已经开挖完成 下部开挖22米 距预设计位置3米 突水后地表大面积沉降 坍陷 房屋开裂 倒塌 搬迁800余人 经济损失较大 突水突泥点埋深150米 该灾害属岩溶突水突泥灾害 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 前期突水突泥照片 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 突水突泥后地表坍陷照片 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 8 南广铁路白云隧道2010年1月14日 白云隧道出口开挖到696米 DK334 733 爆破后发生小型突水突泥 突泥量约200立方 经会商清淤时 再次发生大规模突水突泥 突泥量约2000立方 突水量约300立方 小时 淤积长度150米 造成多名作业人员遇难 突泥点对应地表坍陷 陷坑面积300平方米 深20米 突泥点埋深80米 该灾害属断层突水突泥灾害 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 大规模突泥后照片 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 突水突泥后地表坍陷照片 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 突水突泥工程特征分析 从 地质特征 工序环节 工程处理 三个方面进行灾害分析 1 地质特征 高压 富水 不良地质 三者不利组合是诱发突水突泥突石灾害的地质条件 2 工序环节灾害主要发生在开挖或清淤两个工序环节 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 发生灾害的原因主要有在以下三个方面 未发现风险源 发现风险源 但技术方案不合理 发现风险源 但施工管理措施不到位 在复杂地质条件下 应在超前预报 涌出物处理 注浆质量和开挖支护等方面予以加强 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 突水突泥灾害防范与应对 要防止突水突泥灾害的发生 必须做好以下两项重要工作 一是风险的识别与评估 二是风险的控制与规避 1 风险的识别与评估 1 设计单位根据地质勘察资料进行隧道风险等级划分 制定技术措施 2 由建设单位组织风险评估 并制定高风险安全防范管理专项机制 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 3 对风险隧道进行超前预报专项设计 纳入工序管理 尤其要加强超前钻孔和超前炮孔钻探 4 设计单位作出水文监测专项设计 包括降雨量 涌水量 水压 施工单位负责实施 监理单位负责核查 5 施工过程中 预报到溶腔或断层等异常时 由建设单位组织论证 进行风险评估 方案未制定前 施工单位不得将掌子面爆开 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 2 风险的控制与规避 1 超前预报探测到溶腔或断层时 以及发生小型涌泥时 由建设单位组织研究确定重大技术方案 2 对极其复杂的溶腔或断层 应进行迂回绕避 增设泄水洞 释能降压和注浆加固等方案的预设计 进行多方案比选 3 高风险隧道必须建立进洞条件 进洞记录 视频监控 声光报警 应急照明 安全逃生 洞内抽排水等安全保障措施 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 四 隧道施工典型事故案例 二 坍方1 坍方类型 1 按坍方发生的地段分 洞口坍方 洞口段坍方 洞内工作面坍方 洞内滞后工作面坍方 2 按坍方发生的规模和型式分 整体坍方 顺层坍方 局部掉块 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 四 隧道施工典型事故案例 3 按坍方发生的部位分 洞顶坍方 墙部坍方 掌子面坍方 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 四 隧道施工典型事故案例 2 坍方预防措施洞口段防坍技术措施要点 早进洞 晚出洞 尽量保持边仰坡的稳定 提前做好天沟 及时做好洞顶和洞口排水系统 洞口有明洞时 应尽早做好明洞 根据地质条件选择合理的预加固和预支护方案 尽早完成洞门工程 增强洞口段的稳定性 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 四 隧道施工典型事故案例 浅埋段防坍技术措施要点浅埋隧道应遵循 预支护 短开挖 强支护 早封闭 早衬砌 实回填 严治水 勤量测 的原则 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 四 隧道施工典型事故案例 断层地段防坍技术措施要点 采用 有预案 超前探 预支护 强支护 早封闭 早衬砌 的总体施工原则 开挖前必须对断层进行超前预报 正确判断断层的各种性质 如 断层范围 影响带范围 物质组成 水量及水压等 提前采取断层防坍措施 提前转换开挖与支护方法 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 四 隧道施工典型事故案例 破碎围岩防坍技术措施要点 调查岩层走向与隧道的关系 水平岩层重点防止拱部超挖和坍塌 垂直岩层重点防止边墙的坍塌 倾斜逆向节理重点防止顺层滑动 有泥岩等软弱夹层的岩层 重点防止沿软弱节理面的滑动和掉块 必要时采用非爆破法开挖 加强拱部支护 充分发挥锚杆的悬吊 加固作用 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 四 隧道施工典型事故案例 二 坍方3 坍方案例 1 掌子面坍方2006年8月12日 郑西客专秦东隧道进口DK333 465 470地段发生坍塌 将一名司机和一名带班人员共计两人埋入洞内 经抢救无效死亡 2006年9月13日 武康铁路增建二线工程系家山1号隧道突然发生坍陷 造成正在隧道上方地表进行现场勘察的2名设计人员1名工程技术人员随塌体埋入土中 经抢救无效死亡 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 1 掌子面坍方2007年4月30日 太中银铁路吴堡隧道3 斜井掌子面左侧拱脚部位发生坍方 坍方量约8立方米 造成当场死亡4人 1人受轻伤 坍方原因是拱顶存在竖向软弱节理面 成洞后在围岩应力释放过程中 受上部岩体挤压和岩体自重作用 导致该岩体的突然坠落 2007年8月6日 石太客专南庄隧道出口DIK151 603掌子面处上导坑开挖刚完成 在准备架设拱架过程中 上导坑已完成的初期支护突然发生整体坍塌 造成2人死亡 地表柱状陷坑深度15 3m 坍方原因是上覆黄土28米 喷混厚度不够 降雨量大为30年平均降水量的2 97倍 围岩含水量增加 涌水量加大 未采取有效措施 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 2008年3月21日 田德线百安隧道进口DK19 797处进行爆破后清危作业时 2 3 0 4m落石造成台车上5名作业人员3人受伤2人死亡 事故原因是围岩解理发育 受爆破开挖影响岩石松动 距掌子面14m范围未初喷混凝土 2008年3月25日 包西铁路活沙兔隧道斜井 级围岩 渗水较大 有坍塌痕迹 立即安排清理危石 架立格栅刚架时工作面坍塌 4名施工人员被埋 经抢救无效死亡 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 2008年8月29日 西格二线克土隧道 1 斜井正洞西宁方向掌子面 DK89 306 洞顶约6立方米孤悬巨石塌落 并引起周围约80立方米松散岩体塌落 掌子面11人被埋 4人死亡 2人重伤 5人轻伤 坍方原因是拱部断层破碎带并伴有裂隙水 岩层间结合力 隧道穿透破碎带时 顶板破碎带岩体处于悬空状态 在区域地震 2 8级 的诱导下 约6立方米隐蔽性大岩块失稳牵引带动周围破碎岩体坍塌 2010年3月8日 石武客专湖北段木兰隧道DK1118 885处突然发生坍方 造成2人死亡 2人受伤 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 2009年3月16日 向莆铁路宝台山隧道吴元斜井开挖至距洞口736米时 掌子面右侧发生塌方 造成3人死亡 1人重伤 坍方原因是由于两个隐蔽原生节理在自重和钻孔扰动共同作用下失稳 并牵引周边岩体垮塌 2009年7月19日 襄渝二线杨家沟隧道 掌子面约70立方米岩石突然塌落 将掌子面后6米范围内已施做完成的初期支护压垮 2名人员死亡 坍方原因为局部岩层产状及节理发育 破碎 近期连续降雨 有裂隙水渗出 诱发局部塌方 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 2 隧道掌子面后方塌方 2007年7月15日下午 郑西客专南山口隧道斜井正洞施工至DK69 173时 初喷过程中掌子面左上角出现掉块 7月16 17 18日陆续出现掉块 坍塌 直至钢拱架压垮 上台阶全部被掩埋 坍塌长140多米 地表房屋出现裂纹 院内地表出现起鼓现象 所幸无人员伤亡 施工中上台阶长83m 仰拱距最前掌子面126m 二衬距最前掌子面146m 2006年5月16日 大理丽江铁路南场岭隧道出口地段发生连续坍方 6名施工人员被困 坍方段约26米 经抢救 全部获救 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 2 隧道掌子面后方塌方 2007年9月2日 合宁铁路亭子山2号隧道在拱部初期支护侵限部位换拱作业时发生局部塌方 5名工人被埋 当时 共有23名工人在该区域作业 上方土体突然坍塌 将5名换拱作业人员埋没 18名工人及时安全撤出 亭子山2号隧道全长1635米 已于2007年8月28日上导贯通 坍塌长度约6米 总坍塌土方量约1000立方米 2007年9月30日17时 兰青二线八盘峡2号明洞兰州方向DK7 800 810发生塌方冒顶 地表形成8米塌坑 洞内塌体约2000立方米 8名工人进行支护作业被埋 经各方努力抢救 人员全部生还 隧道工程钢拱架加工网QQ851596387 2008年1月9日 兰青二线杨家店隧道进行左侧下导坑开挖 左侧拱角至拱顶突然发生塌方 230立方米 2人被塌方体掩埋遇难