隧道塌方的原因分析、注意事项及处理措施

2011年1月北京，报告员：谢永涛，隧道塌方的原因分析，注意事项和处理方法，铁第五勘察设计研究所集团有限公司，一，概述第二，洞崩案例3，洞崩概要4，洞崩案例5，边坡崩塌概要，隧道塌方原因分析，目前我院开工的铁路线路有5条，隧道更多，大家合作施工中经常发生山体滑坡、变形、岩溶、突水泥浆等事故，山体滑坡是最常见、最典型的一类事故，对工程造成了很大困难，延误工期，消耗资金，这是更值得关注的问题。现在，与所有人沟通，以及工程状况将如何解决。概述，隧道开挖时引起塌方的原因有多种，概括如下：1、自然要素地质状态、力状态、地下水变化等2、人为因素设计不当或设计不当、或建设工作方法不当等，概述、目前有不同的分类方法，从崩溃形式、大小、形式、机制、发生点等。根据山体滑坡发生的位置，分为洞穴滑坡和洞口边坡崩塌，下面将分别说明。概述，洞崩，滑坡案例，第二部分洞崩案例，铁第五勘察设计院集团有限公司，隧道塌方的原因分析，注意事项和处理方法，洞崩案例根甘肃铁路(一)，第一，钨两个大禹隧道出口工作区DK54 750 9301，原设计条件钨大禹隧道为低丘地区，出口工作区DK54 750 985深浅，开发山谷，破坏地层。原始设计包括：DK54 985至920，DK54 840至750段 a型复合衬里支撑，完整环形格栅钢丝框架间距0.8米，每个高级小型导管环29个，长度3.0米，DK54 920至840段型复合衬里支撑，完整环形I18型钢2010年6月25日从楼梯上挖掘到约53336930，DK54 922，挖掘过程中，线路前进方向的右侧金库开始掉落，同时股地下水流出，数量大幅增加。大量掺土的股票涌出，已经冲洗了工程初期支撑拱范围盖，形成了早期暴露。施工单位及时抽运地下水处理，关闭长半面，适当加固受影响范围初始地。洞崩案甘绍铁路(a)，洞崩案甘绍铁路(a)，3、分析崩塌原因，淤泥粘土与完全风化的板岩之间粗糙砾石土发生水量丰富，流入隧道工程的水大幅增加，形成初期墙后的掘进和早期大变形。本节由于浅深度，跨越了4.5 5米范围内的沟渠，DK54 840 920设计了梯级。洞崩案甘绍铁路(a)，4，处理方法(1)原则同意，范围将采取大管棚和小导管灌浆预支撑措施，根据需要加强原始设计支持参数，区域范围可以根据实际条件考虑双层小导管灌浆预支撑通过。由于水的流入大于双浆拱的水可以堵塞，侧壁范围结合实际条件采用适当的半径灌浆。(2)使设计单位与施工单位处理建议一起变更设计，施工单位配合提供必要的技术信息。洞崩案甘绍铁路(a)，(3)建设单位要加强变更里程建设安全管理，组织各种工程联系，保证建设工程质量。(4)施工单位及时完成了工程变更设计相关手续。监督单位有效地加强了现场监督工作的强度，监督建设单位严格按照设计变更计划实施，现场验证了设计变更后的施工数量。，洞崩案甘绍铁路(a)，洞崩案例根绍铁路(2)，第二，山脊第一阶段2出口滑移崩塌1，原始设计条件DK68 765-DK68 630为级围岩，级围岩复合衬砌，钢框架格栅钢框架，间距1.0m，钢网8222，2，建设条件DK68 755线左金库初期支援破坏，很多破碎的岩体和土地表土崩塌，堵塞整个洞。坍落度形成的斜坡松散地堆积。崩塌物主要是完全风化的石板和未使用的黏土，岩石是柔软易碎的块状，土质干燥松散。DK68 755DK68 748的地表塌陷，形成直径15米，深度8米的凹陷。周围及时安排警戒线，严禁人员接近。洞崩案甘绍铁路(2)，洞崩事例(2)，表面坑，洞照，3、滑坡原因分析(1) dk68 755 dk68748段地表v沟地形、侵蚀沟发育、松散土壤和土壤侵蚀不能形成有效的地表支撑。(2) dk68 755 dk68 748的拱顶深度只有15米，小于孔径的两倍，在浅埋段容易发生土壤不稳定性等事件。洞崩案甘绍铁路(2)，4、处理方法(1)围绕地表塌陷场所建造永久沟渠，暂时封闭崩塌。(2)坍落度处理对自身形成坡度(坍落度引起的松散坡度)采用锚喷保护，喷射混凝土采用C25喷射混凝土，厚度8厘米，8钢丝网，网格间距25cm25cm。22砂浆锚杆加固，锚固长度3米，间距1m1m米梅花类型布置。然后，用t=3.5mm的钢管以1m1m梅花形，每个长度为3m的间隔灌浆坡率。注浆加固后开挖，形成工作平台，保证安全施工。洞崩案甘绍铁路(2)，(3)坍落度段上部开挖和初期支护先进支撑双先进小导管，t=3.5mm热轧钢管，钢管长度3.5m；钢管环方向间距0.4米，每环58个设置，纵向1个钢框架环，建筑外部插入角度5 10。导管通过钢框架，插入岩体，用灌浆加固。(4)坍落度段下挖和初期支护开挖前。L=3m砂浆锚杆径向注浆加固，间距(环纵)1.01.0m，梅花布局，布局范围DK68 757至DK68 747，总计10m。洞崩案甘绍铁路(2)，(5)坍落度段倒拱及仰衬是仰拱下直接开挖的施工过程，保证了初期支护应力系统的早期形成。围岩变形速度低于0.2mm/d或稳定时，崩塌部分的二次衬砌施工、衬砌类型v级围岩复合衬砌、二次衬砌施工完成、混凝土达到设计强度时表面回填和压实、表面回填回填进行原位表土、分层填充、压实和混凝土结构的土壤表面封闭。洞崩案甘绍铁路(2)，一、大山隧道出口工作区DK174 225塌方1，原设计情况大山隧道出口dk 174 229.8 dk 174 218.25段IV级围岩加固衬砌，强风化-弱风化花岗岩，更加破碎，裂缝发生，埋深约31米。初始支撑参数：格栅钢框架间距1.2m/脱字，初始支撑C25混凝土20cm；拱门有7个3米长的空心锚/燕尾。侧壁有8个3米长的普通砂浆锚/燕尾。洞崩案坎契铁路(a)，2、施工情况手掌施工里程到DK174 193.25，DK174 225左侧大基皮洞发掘时崩塌，崩塌空洞长约11.55米，宽约4.64米，高大基皮洞金库到郑东金库的扩张和初期破坏，影响范围DK174 229.8DK174 218，洞崩案坎契铁路(a)，洞崩案坎契铁路(a)，3，崩塌原因分析(1)崩塌面为接合面，表面充满泥浆，从左至右延伸至井孔拱顶。(2)施工过程中爆破震动太大，崩溃了。，洞崩案坎契铁路(a)，4，处理程序(1)崩塌室初始喷射10厘米厚C25混凝土封闭，崩塌段及其前后2米范围为3米长22普通砂浆锚杆加固，间距1 m1米(环形纵向)。(2)格栅拱与左侧完好的拱一起合拢，悬挂C25混凝土，以符合设计厚度，及时应用为二次衬砌。(3)崩塌室采用C25泵送混凝土回填。(4)根据围岩情况，可适当调整汽车孔位置。施工单位要尽快处理崩塌空洞，在施工过程中，要派出专人进行基岩的观测，异常及时地撤出所有施工人员，确保工程安全。洞崩案坎契铁路(a)，第二，锅隧道dk 156695 dk 156 707段塌方1，原设计情况锅炉隧道dk 156695 dk 156 707段深度为7m 9m。围岩是第四纪中更新的粘土，呈坚硬的塑料-坚硬的形状，嵌有碎石土透镜，表面DK156 689有一条沟。本节级围岩加固复合内衬，10942高级小型导管支撑，全断面设置I16钢框架，节距80厘米/呲呲呲呲呲呲呲呲呲呲，设计为全断面截图，喷射混凝土厚度22厘米。将拱门设置为组合空心锚定，将侧壁设置为砂浆锚定，长度为3.0m，间距为1.2m1.0m。拱壁和倒拱采用C35钢筋混凝土衬砌。洞崩案坎契铁路(2)，2、建设情况锅隧道dk 156690 dk 156765于2010年7月27日开始施工，8月4日结束施工。使用机器挖掘，根据设计要求，高级小型导管支撑和初期支持。2010年8月31日凌晨04点10分，dk 156695 dk 156 699段为引导锚工程做好了准备，dk 156695 dk 156707段左侧突然发生山体滑坡，右侧山腰到左侧的最大跨度，崩塌的最大深度为3米。崩塌牵引dk 156 690 dk 156695段左侧壁早期裂纹变形。洞崩案坎契铁路(2)，洞崩案坎契铁路(2)，3、塌方原因分析(1)隧道塌方部分为更新坚硬的塑性-坚硬，塌方段穹顶以上50厘米厚约50厘米的碎石土夹层。(2)洞穴地形复杂，地表水排水不畅，最近雨水多，地表水渗透，周围岩石变软，压力大，土体不稳定。(3)洞顶有临时人行道，车辆的连续轧制对隧道初始承载力有不利影响。(4)下部工程进度太大，初期支撑没有及时环环相扣。洞崩案坎契铁路(2)，4，处理方案(1)倒塌节前后5米范围设置临时支撑，横向支撑采用钢管109108，水平支撑与钢框架连接，10942小导管灌浆加固。(2)在dk 156695 dk 156 707倒塌空腔中，先用8厘米厚C25喷射混凝土封闭，然后建立I16型钢框架、0.8m/亭台，牢固地连接到右侧未损坏的钢框架，钢框架之间用10922纵向连接钢筋连接，环间距0.5m。(3)滑坡空腔中预埋了 108钢管，初始分岔完成后，C25喷射混凝土被送到土山空腔。洞崩案坎契铁路(2)，5，注意事项(1)加强崩溃部分的监测和测量，消除入侵部分初始点。(2)严格控制工程进度，初期分支早闭环，二次内衬紧跟。(3)做好地表水排放和洞底排水处理，防止地下水渗透影响隧道安全。(4)临时人行道应远离隧道屋顶，防止重车反复滚动对隧道初期支管产生不利影响。(5)在隧道内设置专人观察，发现异常情况，及时疏散洞内施工人员。洞崩案坎契铁路(2)，3、永隆隧道DK81 090DK81 098塌方1，原设计条件永隆隧道DK81 078DK81 098为级围岩设计，用级围岩加固复合衬砌，环开挖为核心土法施工，全环I16钢框架，洞崩案坎契铁路(3)，2、施工情况本节隧道采用上、下阶段法开挖，2010年10月6日，到DK81 095为止，发掘并支援准备，隧道拱顶覆盖土崩，洞崩范围DK81 090DK81 098，土崩，宽度7米(纵)5.5米(，洞崩案坎契铁路(3)，洞崩案坎契铁路(3)，3、分析滑坡的原因，DK81 090DK81 098段隧道上方的地下表面为沟槽，埋得浅一些，拱顶上方的盖层为剩余倾斜泥浆粉砂岩，周围岩石松散破碎，最近雨水多，地表水渗透导致周围岩石不稳定，引发山体滑坡。洞崩案坎契铁路(3)，4、处理方案(1)崩塌墙和手掌表面C25喷射混凝土封闭，喷射混凝土厚度8厘米；(2)为了防止山体滑坡进一步扩大，dk81080 dk81 090段的隧道拱和侧壁采用42小型导管径向注浆加固地层，小导管长3.5米，间距1 . 21 . 2米，灌浆材料采用1:1水泥浆。(3) dk81 090 dk81 098倒塌段初期支护调整为0.4m/克拉，采用全环I16钢框架。C35钢筋混凝土结构的内衬；洞崩案坎契铁路(3)，(4) dk81 090 dk81 098塌方段洞初期支护工程完成后，应用50cm厚C20混凝土拱；(5) DK81 090DK81 098二次衬砌完成后，崩塌室回填夯石，填充层填充，层压缩，顶层50厘米厚粘土隔层；(6)崩塌回填压实后的C25混凝土，厚度30厘米，宽度8米(隧道方向)的注入范围，长度(沟方向)20米；(7)加强dk81078 dk81 118段洞穴监测测量和地表沉降观测。洞崩案坎契铁路(3)，5、施工注意事项(1)在地表塌陷附近设置警告标志，采取一定的保护措施防止事故发生；(2)做好地表水临时排水，防止水流入隧道，危及工程安全；(3)及时把洞内的积水抽出来，防止边墙的浸泡不稳定性。(4)及时应用倒拱，尽快将初始支撑圈合上，沿二次内衬确保施工安全。洞崩案坎契铁路(3)，(5)二次衬砌工程完成后，倒塌空腔重新充填前，密填，初始支座承受过度负荷，防止安全隐患；(6)加强监测和测量工作，发生山体滑坡的情况下设置特别安全人员，有异常情况时要及时撤离。洞崩案例坎契铁路(3)，第三部分洞崩总结，铁第五勘察设计院集团有限公司，隧道塌方原因分析，注意事项和处理方法。(1)不良地质和水文条件隧道通过断层和破碎区，或小曲线薄岩体，发育地段错误；通过各种堆积体；在弱结构面上发育或泥浆充填物太多。隧道横跨地层，覆盖薄地区。水是滑坡的重要原因之一。崩溃的主要原因，(2)隧道设计考虑不周的隧道选择场所，地质调查不足，未能详细分析，未能查明可能崩塌的因素，没有可以