隧道工程突水突泥突石灾害分析与应对(张梅)PPT课件.ppt

可编辑 高风险隧道突水突泥灾害分析与对策铁道部工程管理中心二 一 年二月 可编辑 目录1突水突泥事故工程案例2突水突泥工程特征分析3突水突泥防范与对策 可编辑 1突水突泥事故工程案例 1 渝怀铁路圆梁山隧道2002年9月10日 圆梁山隧道进口正洞下导坑开挖到3414米 DK354 879 爆破后揭示溶腔口 有少量黄泥挤出 会商后施工混凝土挡墙 突然发生大规模突水突泥 瞬间突泥4200立方 最大涌水量710立方 小时 淤积导坑244米 造成多名作业人员遇难 工程损失惨重 影响施工一年之久 突泥点埋深550米 该灾害属岩溶突水突泥灾害 可编辑 开始时突泥照片 可编辑 大规模突泥后照片 可编辑 2 宜万铁路马鹿箐隧道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 可编辑 大规模突水突泥录像 可编辑 3 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 可编辑 可编辑 可编辑 4 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 可编辑 大规模突水涌砂监控录像 可编辑 5 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 可编辑 可编辑 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 可编辑 大规模突泥后照片 可编辑 突泥后地表坍陷照片 可编辑 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 可编辑 前期突水突泥照片 可编辑 突水突泥后地表坍陷照片 可编辑 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 可编辑 大规模突泥后照片 可编辑 突水突泥后地表坍陷照片 可编辑 9 贵昆铁路六沾段六盘水隧道2010年2月5日 六盘水隧道出口开挖到632米 DK248 228 后方170米位置初期支护 工20b 破坏坍方 长度约50米 造成8名施工人员被困 该段为充填粘土夹块石溶腔 前期施工时连续发生小型坍方 采取超前大管棚并注浆加固后通过 坍方点埋深约100米 该灾害属岩溶处理通过后坍方灾害 可编辑 坍方照片 可编辑 2突水突泥工程特征分析对以上九个隧道 从 地质特征 工序环节 预测预报 工程处理 四个方面进行灾害分析 可编辑 1 地质特征 水是灾害发生的根源 隧道埋深大 处于高压状态 隧道穿越溶洞 断层破碎带或接触带等不良地质体 综合来看 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 可编辑 2 工序环节灾害主要发生在开挖或清淤两个工序环节 3 预测预报从灾害结果来看 几座隧道突水突泥的规模都非常大 加强地质超前预测预报 溶腔或断层等不良地质是可以发现的 可编辑 4 工程处理九座隧道中 野三关隧道是突发性灾害 圆梁山 梁山 白云三座隧道是先发生小型突水突泥 在处理过程中发生大规模突水突泥造成灾害 马鹿箐 大支坪 象山三座隧道是注浆加固开挖时发生灾害 可编辑 六盘水隧道是溶腔采用大管棚注浆加固通过后发生灾害 云雾山隧道是超前探孔时 孔口未安设闸阀造成灾害 从发生灾害的几种类型来看 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 可编辑 综合以上分析 发生灾害的原因主要体现在以下三个方面 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 可编辑 3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 可编辑 3 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 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 可编辑 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 施工单位对超前钻孔和水文监测的真实性负责 监理单位全过程旁站 设计单位负责地质和水文综合分析 可编辑 6 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 可编辑 3 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 方案制定应广泛听取参建各方建议 必要时邀请专家论证 方案选择应把安全放在首位 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 可编辑 3 参建各方必须严格执行确定的技术方案 落实实施责任制和追究责任制 方案调整必须履行相关程序 4 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 可编辑 高风险隧道必须在风险的识别与评估 风险的控制与规避的各个环节实行全过程的标准化管理 齐岳山隧道岩溶及断层处理案例 齐岳山隧道全长10 528公里 隧道进口施工中揭示大小溶洞187个 其中22个规模较大 穿越长253米的高压富水断层 隧道施工中 严格实施标准化管理 隧道安全建成 未发生任何灾害 38 629溶腔处理2006年5月26日 隧道进口开挖到2374米 DK363 629 通过地质超前预报 探测到629充水溶腔 溶腔纵向长12m 最大水压0 68MPa 为制定方案 现场加强超前钻探 判断溶腔型态 进行综合水文地质分析 39 水文地质 溶腔主要受地表洼地降雨补给 汇水面积约6平方公里 40 经注浆试验 该溶腔采用注浆处理难度大 确定采取释能降压方案处理 2009年10月26日平导贯通后 通过10个钻孔以3000立方 小时排量控制放水 共放水65万方 水压力由0 43MPa逐渐下降 稳定在0 01MPa后 对该溶腔爆破 释能降压后 溶腔水通过横通道排入平导 基底采取加强板梁通过 确保运营安全 41 溶腔放水降压照片 42 溶腔释能降压录像 43 溶腔释能降压后照片 44 F11断层处理F11断层宽253米 埋深270米 由构造角砾岩 碎裂岩和断层泥组成 超前探孔单孔最大涌水量1800立方 小时 水压力2 3MPa 地面卫星照片 45 F11超前探孔录像 46 针对F11断层 制定了 分水降压 注浆加固 交替推进 带水作业 总体施工原则 现场组织专业化注浆队伍 配备高效钻孔 注浆设备 实施信息化注浆 进行标准化管理 安全 快速完成了断层段的处理 47 F11标准化注浆照片 48 可编辑 为防范风险隧道