突水突泥风险隧道施工管理技术

1、突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 0 0突水突泥风险隧道突水突泥风险隧道施工管理与技术施工管理与技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心二二O O一一O O年四月年四月突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 1 1引言引言: :天下莫柔弱于水，而攻坚强者莫天下莫柔弱于水，而攻坚强者莫之能胜，以其无以易之。之能胜，以其无以易之。 老子老子道德经道德经第七十八章第七十八章注释：注释：世间没有比水更柔弱的，世间没有比水更柔弱的，然而攻击坚强的东西，没有能胜然而攻击坚强的东西，没有能胜过水

2、的，过水的，水性至柔，却无坚不摧水性至柔，却无坚不摧。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 2 2前前 言言 随着大规模铁路建设，隧道的数量越随着大规模铁路建设，隧道的数量越来越多，长度越来越长。目前在建隧来越多，长度越来越长。目前在建隧道约道约4600Km4600Km（规划即将开工隧道（规划即将开工隧道9000Km9000Km）。其中，）。其中，1010至至15Km15Km的隧道的隧道5757座，座，15Km15Km以上的隧道以上的隧道1818座。各线座。各线级级风险隧道共风险隧道共4545座。座。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风

3、险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 3 3前前 言言 我国岩溶地质、地貌集中分布于云、贵、我国岩溶地质、地貌集中分布于云、贵、川三省及两广、两湖部分地区，随着国民川三省及两广、两湖部分地区，随着国民经济发展需要，上述地区基础设施建设力经济发展需要，上述地区基础设施建设力度进一步加大，近期贵广铁路、兰渝铁路、度进一步加大，近期贵广铁路、兰渝铁路、成兰铁路、云贵铁路、沪昆铁路等工程陆成兰铁路、云贵铁路、沪昆铁路等工程陆续开工建设，需要处理大量由于岩溶地质续开工建设，需要处理大量由于岩溶地质引起的工程问题，特别是岩溶隧道工程问引起的工程问题，特别是岩溶隧道工程问题。题。突水突泥风

4、险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 4 4前前 言言 针对在建隧道数量大、特长隧道多、风险针对在建隧道数量大、特长隧道多、风险隧道数量多等特点，必须加强风险隧道的隧道数量多等特点，必须加强风险隧道的管理、控制，预防或减少事故的发生。管理、控制，预防或减少事故的发生。 突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 5 5 目目 录录1 1 突水突泥灾害案例与分析突水突泥灾害案例与分析2 2 风险防范施工管理技术风险防范施工管理技术3 3 工程案例工程案例突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工

5、管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 6 61 1 突水突泥灾害案例与分析突水突泥灾害案例与分析1.11.1突水突泥灾害案例突水突泥灾害案例 (1)(1)渝怀铁路圆梁山隧道渝怀铁路圆梁山隧道 20022002年年9 9月月1010日，圆梁山隧道进口正洞下导日，圆梁山隧道进口正洞下导坑开挖到坑开挖到34143414米（米（DK354+879DK354+879）。）。爆破后揭示爆破后揭示溶腔口，有少量黄泥挤出溶腔口，有少量黄泥挤出。会商后准备施做混。会商后准备施做混凝土挡墙，突然发生大规模突水突泥，最大涌凝土挡墙，突然发生大规模突水突泥，最大涌水量水量710710立方立方/ /小时，瞬间突

6、泥小时，瞬间突泥42004200立方，淤积立方，淤积导坑导坑244244米。突水突泥造成多名作业人员遇难，米。突水突泥造成多名作业人员遇难，工程损失惨重，影响施工近一年之久。突泥点工程损失惨重，影响施工近一年之久。突泥点埋深埋深550550米。米。该灾害属岩溶突水突泥灾害。该灾害属岩溶突水突泥灾害。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 7 7开始突泥时照片开始突泥时照片突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 8 8244m150m溶腔ITC312挖装机(6人躲在后面)梭矿94mDK35

7、4+8791人1人1人进洞约20分钟，掌子面突然爆开，约30秒时间突泥4200立方，淤积隧道244米，造成9人遇难（其中4人逃生）。据逃生者推测：6人躲在机械后面是由于判断溶腔以突水为主，而事实上是以突泥为主，从而被泥包裹进去。4人逃生圆圆梁梁山山隧隧道道8 87 79 9溶溶腔腔突突水水突突泥泥灾灾害害示示意意图图9m150m溶腔ITC312挖装机梭矿94mDK354+879掌子面爆破后出碴，即将出完碴时，出现少量突泥，突泥长度9m。经会商研究，确定施作混凝土挡墙。共进洞13人，其中2人在掌子面观察，11人施工。前前期期突突泥泥后后组组织织进进洞洞施施作作混混凝凝土土挡挡墙墙2人11人50m

8、拟施作5m厚混凝土挡墙突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 9 9大规模突泥后照片大规模突泥后照片突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 1010 (2)(2)宜万铁路马鹿箐隧道宜万铁路马鹿箐隧道 20062006年年1 1月月2121日，马鹿箐隧道出口平导日，马鹿箐隧道出口平导开挖到开挖到31743174米（米（PDK255+978PDK255+978）。）。注浆加固注浆加固后开挖后开挖出碴时，突然发生突水突泥，最大出碴时，突然发生突水突泥，最大涌水量涌水量7272万立方万立方/ /

9、小时，瞬间突泥小时，瞬间突泥8 8万立方，万立方，淤积平导淤积平导16001600米，正洞米，正洞10001000米，造成多名米，造成多名作业人员遇难，经济损失巨大，影响施工作业人员遇难，经济损失巨大，影响施工一年之久。突泥点埋深一年之久。突泥点埋深400400米。米。该灾害属该灾害属岩溶突水突泥灾害岩溶突水突泥灾害。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 1111溶腔DK256+776PDK255+97882m798m梭矿(2人)6人ITC312挖装机11人2人880m突水突泥突水突泥突水突泥突水突泥突水突泥突水突泥突水突泥突水突泥突水突

10、泥平导正洞溶腔8人乘梭矿逃生2人被水冲出洞外平导掌子面遇到978溶腔（通过超前钻孔确定），采取注浆堵水后开挖。掌子面爆破后出碴时，突然发生突水突泥，瞬间突泥8万立方，突水量72万立方/小时，淤积平导1600米、正洞1000米。突水时，平导掌子面8人乘梭矿逃生；正洞反坡施工，掌子面11人遇难，横通道口2人被水冲出洞外逃生。马马鹿鹿箐箐隧隧道道9 97 78 8溶溶腔腔突突水水突突泥泥灾灾害害示示意意图图15.3反坡施工横通道突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 1212突水动画突水动画突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术

11、铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 1313 (3)(3)宜万铁路野三关隧道宜万铁路野三关隧道 20072007年年8 8月月5 5日，野三关隧道出口开挖日，野三关隧道出口开挖到到54445444米（米（DK124+602DK124+602）。）。出碴时，突出碴时，突然发生突水突泥突石，然发生突水突泥突石，最大涌水量最大涌水量1515万万立方立方/ /小时，瞬间涌出泥砂与块石小时，瞬间涌出泥砂与块石5 5万立万立方，将洞内机械设备冲出方，将洞内机械设备冲出500500米后扭曲米后扭曲解体，造成多名作业人员遇难，经济损解体，造成多名作业人员遇难，经济损失巨大，影响施工一年之久。突泥点埋失巨大，

12、影响施工一年之久。突泥点埋深深200200米。米。该灾害属岩溶突水突泥灾害。该灾害属岩溶突水突泥灾害。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 1414溶腔突水线路突水线路突水线路突水线路突水线路突水线路野野三三关关隧隧道道6 60 02 2溶溶腔腔突突水水突突泥泥突突石石灾灾害害示示意意图图遭遇溶腔，爆破后出碴时突然发生突水突泥突石，最大涌水量15万立方/小时，突石5万立方。灾害发生时，共有5个工作面52名作业人员。灾害造成10人遇难（其中1人泥砂进入肺中受伤遇难），42人获救。 平导（线）线DK124+392+706DK126+205DK

13、124+602+102+000DK126+540+864+852开挖工作面(18人)(2人逃生遇难，16人被困获救)台阶台阶+542未开挖横通道横通道横通道衬砌工作面(16人) (全部被困获救)出碴工作面(12人)(7人遇难，5人逃到线被困获救)出碴工作面(2人) (全部被困获救)抽水工作面(4人)(逃到线被困获救，其中1人受伤遇难)突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 1515突水突泥突石照片突水突泥突石照片突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 1616突水突泥突石照片突水突泥突石

14、照片突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 1717机械设备解体照片机械设备解体照片突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 1818 (4)(4)宜万铁路大支坪隧道宜万铁路大支坪隧道 20082008年年4 4月月3030日，大支坪隧道进口开日，大支坪隧道进口开挖到挖到27712771米（米（DK132+913DK132+913）。）。注浆完成注浆完成后开挖时，专职安全员发现异常后开挖时，专职安全员发现异常，立即，立即下令撤人。随即发生大规模突水涌砂，下令撤人。随即发生大规模突水涌砂，最

15、大涌水量最大涌水量4 4万立方万立方/ /小时，涌砂量约小时，涌砂量约40004000立方，淤积长度立方，淤积长度200200米。由于采取米。由于采取了防范措施，未造成人员伤亡。突泥点了防范措施，未造成人员伤亡。突泥点埋深埋深160160米。米。该灾害属岩溶突水突泥灾该灾害属岩溶突水突泥灾害。害。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 1919大规模突水涌砂监控录像大规模突水涌砂监控录像突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 2020突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技

16、术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 2121 (5)(5)宜万铁路云雾山隧道宜万铁路云雾山隧道 20082008年年7 7月月2121日，云雾山隧道出日，云雾山隧道出口开挖到口开挖到30793079米（米（DK245+645DK245+645）。）。进行超前地质钻孔时，进行超前地质钻孔时，突然发生突突然发生突水涌砂，涌水量水涌砂，涌水量780780立方立方/ /小时，涌小时，涌砂量约砂量约10001000立方，造成立方，造成线淹井线淹井10351035米、米、线淹井线淹井710710米。突泥点米。突泥点埋深埋深700700米。米。该灾害属岩溶突水突该灾害属岩溶突水突泥灾害。泥灾害。突水突泥

17、风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 2222突水涌砂照片突水涌砂照片突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 2323 (6)(6)厦深铁路梁山隧道厦深铁路梁山隧道 20092009年年3 3月月1414日，梁山隧道进口开挖日，梁山隧道进口开挖到到25052505米（米（DK96+505DK96+505）。爆破后出碴时）。爆破后出碴时先发生小型突泥先发生小型突泥，突泥量约，突泥量约200200立方。立方。经会商清淤时，突然发生大规模突水突经会商清淤时，突然发生大规模突水突泥，突泥量约泥，突泥量

18、约80008000立方。立方。4 4月月6 6日再次突日再次突泥约泥约2 2万立方，淤积长度万立方，淤积长度230230米。突泥后米。突泥后地表坍陷，陷坑面积地表坍陷，陷坑面积5050平方米，深平方米，深2020米。米。突泥点埋深突泥点埋深270270米。米。该灾害属风化软弱该灾害属风化软弱破碎断层突水突泥灾害。破碎断层突水突泥灾害。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 2424大规模突泥后照片大规模突泥后照片突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 2525突泥后地表坍陷照片突泥后地表

19、坍陷照片突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 2626 增设迂回导坑注浆后到增设迂回导坑注浆后到2 2月月2323日开挖至日开挖至14.514.5米时米时. .掌子面初掌子面初期支护出现裂缝，右侧拱腰出现股状清水，继而发生小型涌期支护出现裂缝，右侧拱腰出现股状清水，继而发生小型涌泥，至泥，至3 3月月7 7日陆续发生规模不等涌泥日陆续发生规模不等涌泥1010余次，直至迂回导坑余次，直至迂回导坑淤塞满洞。造成又一次灾害，给工程整治造成极大困难淤塞满洞。造成又一次灾害，给工程整治造成极大困难YHPDK96+370迂回平导断层带第一次突水突泥：

20、直接揭示断层发生突水突泥灾害，突泥量约3万方。淤积隧道长度中230米，地表出现陷坑。突水突泥点未开挖突水突泥点DK96+505+528第二次突水突泥：迂回导坑采取注浆措施，注浆后开挖14.5米时发生突水突泥，突泥量约3000方。淤满迂回导坑260米，地表陷坑加大。厦门深圳5m厚混凝土挡墙突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 2727迂回导坑全断面帷幕注浆迂回导坑全断面帷幕注浆突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 2828掌子面局部股水掌子面局部股水突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥

21、风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 2929大规模涌泥监控录像大规模涌泥监控录像突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 3030地面陷坑扩大、加深地面陷坑扩大、加深突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 3131 (7)(7)龙厦铁路象山隧道龙厦铁路象山隧道 20092009年年1212月月2424日，象山隧道进口开挖到日，象山隧道进口开挖到44684468米（米（YDK24+158YDK24+158）。）。注浆完成后开挖时，注浆完成后开挖时，初期支护开裂、掉块，发

22、生坍塌约初期支护开裂、掉块，发生坍塌约600600立方，立方，涌水量约涌水量约200200立方立方/ /小时。之后，突水持续变小时。之后，突水持续变大，最大涌水量约大，最大涌水量约70007000立方立方/ /小时，隧道被小时，隧道被淹。淹。【该注浆段【该注浆段3030米（设计开挖米（设计开挖2525米），上米），上中部已经开挖完成，下部开挖中部已经开挖完成，下部开挖2222米（距预设米（距预设计位置计位置3 3米）米）】。突水后地表大面积沉降、】。突水后地表大面积沉降、坍陷，房屋开裂、倒塌，搬迁坍陷，房屋开裂、倒塌，搬迁800800余人，经余人，经济损失较大。突水突泥点埋深济损失较大。突水突

23、泥点埋深150150米。米。该灾该灾害属岩溶突水突泥灾害。害属岩溶突水突泥灾害。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 3232突水突泥照片突水突泥照片突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 3333职工宿舍楼下沉开裂职工宿舍楼下沉开裂突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 3434小学下沉开裂小学下沉开裂突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 3535河床塌陷照片河床塌陷照片突水

24、突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 3636突水突泥后地表坍陷照片突水突泥后地表坍陷照片突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 3737突水突泥后地表坍陷照片突水突泥后地表坍陷照片突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 3838 (8)(8)南广铁路白云隧道南广铁路白云隧道 20102010年年1 1月月1414日，白云隧道出口开挖到日，白云隧道出口开挖到696696米（米（DK334+733DK334+733）。）。爆破后先发生小型

25、爆破后先发生小型突水突泥突水突泥，突泥量约，突泥量约200200立方。经会商清立方。经会商清淤时，再次发生大规模突水突泥，突水量淤时，再次发生大规模突水突泥，突水量300300立方立方/ /小时，突泥量约小时，突泥量约20002000立方，淤积立方，淤积长度长度150150米，造成多名作业人员遇难。突米，造成多名作业人员遇难。突泥点对应地表坍陷，陷坑面积泥点对应地表坍陷，陷坑面积300300平方米，平方米，深深2020米。突泥点埋深米。突泥点埋深8080米。米。该灾害属断层该灾害属断层突水突泥灾害。突水突泥灾害。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工

26、程管理中心 3939大规模突泥照片大规模突泥照片突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 4040突水突泥后地表坍陷照片突水突泥后地表坍陷照片突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 4141 (9)(9)贵昆铁路六沾段六盘水隧道贵昆铁路六沾段六盘水隧道 20102010年年2 2月月5 5日，六盘水隧道出口开挖日，六盘水隧道出口开挖到到632632米（米（DK248+228DK248+228）。）。后方后方170170米位米位置初期支护（工置初期支护（工20b20b）破坏坍方）破坏坍方，长

27、度，长度约约5050米，造成米，造成8 8名施工人员被困。该段名施工人员被困。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。坍方点埋深约浆加固后通过。坍方点埋深约100100米。米。该灾害属岩溶处理通过后坍方灾害。该灾害属岩溶处理通过后坍方灾害。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 4242突泥坍方照片突泥坍方照片突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 4343 (10)(10)

28、集包铁路新旗下营隧道集包铁路新旗下营隧道 20102010年年3 3月月1919日，新旗下营隧道进口日，新旗下营隧道进口开挖到开挖到370370米（米（DK587+982DK587+982）。）。后方后方5656米米位置初期支护（格栅）失稳破坏坍方位置初期支护（格栅）失稳破坏坍方，造成造成1010名施工人员被困。该段为变质大名施工人员被困。该段为变质大理岩，前期施工时经常发生局部掉快。理岩，前期施工时经常发生局部掉快。坍方点埋深约坍方点埋深约7070米。该灾害属围岩（强米。该灾害属围岩（强风化岩体呈压碎状结构）松动失稳坍方风化岩体呈压碎状结构）松动失稳坍方灾害。灾害。突水突泥风险隧道施工管理技

29、术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 4444坍方前掌子面围岩情况坍方前掌子面围岩情况突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 4545坍方场面坍方场面突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 4646救援措施救援措施 采用地质钻机打通风管、探孔，送风、送牛奶，采用地质钻机打通风管、探孔，送风、送牛奶，持续几天洞内一直无反应。持续几天洞内一直无反应。 同时，开挖救援导洞进行施救。由于坍塌体为碎同时，开挖救援导洞进行施救。由于坍塌体为碎石、孤石，极为松散破碎，采用

30、小导管超前，木石、孤石，极为松散破碎，采用小导管超前，木棚架支护，推进艰难，棚架变形。棚架支护，推进艰难，棚架变形。 根据救援导洞掘进地质描述坍方体长度可能超出根据救援导洞掘进地质描述坍方体长度可能超出预想，采用日本矿岩预想，采用日本矿岩RPD-180CBRRPD-180CBR水平向前、斜向水平向前、斜向实施超长探孔，坍方已至掌子面。实施超长探孔，坍方已至掌子面。 综合分析，为防止发生次生灾害决定停止救援导综合分析，为防止发生次生灾害决定停止救援导洞掘进。洞掘进。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 4747坍方体探孔布置坍方体探孔布置突

31、水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 4848救援导洞掘进支护救援导洞掘进支护突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 4949水平探孔水平探孔突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 50501.21.2突水突泥工程特征分析突水突泥工程特征分析 对以上十个隧道突水突泥对以上十个隧道突水突泥灾害，从灾害，从“地质特征、工序地质特征、工序环节、预测预报、工程处理环节、预测预报、工程处理”四个方面对灾害进行分析。四个方面对灾害进行分析。突水突

32、泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 5151 (1)(1)地质特征地质特征 水的作用：水是灾害发生的根源。水的作用：水是灾害发生的根源。 压力高：隧道埋深大，处于高压状压力高：隧道埋深大，处于高压状态。态。 不良地质：隧道穿越溶洞、断层破不良地质：隧道穿越溶洞、断层破碎带或接触带等不良地质。碎带或接触带等不良地质。 综合来看，综合来看，“高压、富水、不良地质高压、富水、不良地质”三者不利组合是诱发突水突泥突石及坍三者不利组合是诱发突水突泥突石及坍方灾害的地质条件。方灾害的地质条件。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部

33、工程管理中心铁道部工程管理中心 5252 (2)(2)工序环节工序环节 灾害主要发生在开挖或清淤两灾害主要发生在开挖或清淤两个工序环节。个工序环节。 (3)(3)预测预报预测预报 从灾害结果来看，发生突水突从灾害结果来看，发生突水突泥的规模都非常大。加强地质超泥的规模都非常大。加强地质超前预测预报，溶腔或断层等不良前预测预报，溶腔或断层等不良地质是可以发现的。地质是可以发现的。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 5353 (4)(4)工程处理工程处理 九座隧道中：九座隧道中： 野三关隧道是突发性灾害。野三关隧道是突发性灾害。 圆梁山、梁

34、山、白云三座隧道圆梁山、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灾害。程中发生大规模突水突泥灾害。 马鹿箐、大支坪、象山三座隧马鹿箐、大支坪、象山三座隧道是注浆加固后开挖时发生灾害。道是注浆加固后开挖时发生灾害。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 5454 六盘水隧道是溶腔采用大管棚注浆六盘水隧道是溶腔采用大管棚注浆加固通过后发生灾害，新旗下营是破碎加固通过后发生灾害，新旗下营是破碎围岩开挖支护后发生灾害。围岩开挖支护后发生灾害。 云雾山隧道是超前探孔时，孔口未云雾山隧道是超前

35、探孔时，孔口未安设闸阀造成灾害。安设闸阀造成灾害。 从发生灾害的几种类型来看，在复杂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理、注浆质量和开挖支护等方面予以加强。强。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 5555 综合以上分析，发生灾害的综合以上分析，发生灾害的原因主要体现在以下三个方面：原因主要体现在以下三个方面： 未发现风险源未发现风险源（超前预报）（超前预报）。 发现风险源，但技术方案发现风险源，但技术方案不合理不合理（清淤、注浆）（清淤、

36、注浆）。 发现风险源，但施工管理发现风险源，但施工管理措施不到位措施不到位（注浆后、支护通过、钻孔）（注浆后、支护通过、钻孔）。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 56562 2 风险防范施工管理技术风险防范施工管理技术 风险隧道防范突水突泥灾害实际上是风险隧道防范突水突泥灾害实际上是一个风险管理的问题。只要管理到位，一个风险管理的问题。只要管理到位，一定会在很大程度上规避灾害的发生。一定会在很大程度上规避灾害的发生。风险管理主要包括风险管理主要包括4 4个方面：识别评估个方面：识别评估体系（怎么找风险）、决策管理体系体系（怎么找风险）

37、、决策管理体系（谁说了算、该怎么管）、技术应对体（谁说了算、该怎么管）、技术应对体系（该怎么干）、安全措施体系（有风系（该怎么干）、安全措施体系（有风险怎么办）。险怎么办）。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 5757风险管理体系决策管理体系识别评估体系技术应对体系安全措施体系突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 58582.12.1识别评估体系识别评估体系（持续评估机制）（持续评估机制） (1)(1)设计单位根据地质勘察资设计单位根据地质勘察资料进行隧道风险等级划分，由料进行隧道

38、风险等级划分，由建设单位组织进行风险评估。建设单位组织进行风险评估。风险等级根据地表岩溶汇水面风险等级根据地表岩溶汇水面积、地下暗河、地质构造、物积、地下暗河、地质构造、物探异常密集带、岩溶水动力垂探异常密集带、岩溶水动力垂直分带、断层规模性质直分带、断层规模性质6 6个方面个方面进行划分。进行划分。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 5959 满足以上条件，位于岩溶满足以上条件，位于岩溶水动力水平循环带时及高压水动力水平循环带时及高压富水断层为富水断层为级风险隧道级风险隧道（地段）；位于垂直循环带（地段）；位于垂直循环带时，为时，为级

39、风险隧道。对于级风险隧道。对于发育小规模岩溶的隧道划分发育小规模岩溶的隧道划分为一般岩溶隧道。为一般岩溶隧道。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 6060 (2)(2)进行地质超前预报专项设计进行地质超前预报专项设计并纳入工序管理，严格执行并纳入工序管理，严格执行“有疑有疑必探、不探不进必探、不探不进”的安全施工理念。的安全施工理念。不同等级的岩溶（断层）隧道应采不同等级的岩溶（断层）隧道应采取取针对性的有效的针对性的有效的预报方法。结合预报方法。结合宜万铁路经验，应采取以下预报方宜万铁路经验，应采取以下预报方法。法。突水突泥风险隧道施

40、工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 6161隧道风险等级划分级风险隧道地质素描TSP水平超前钻探（多孔）地质雷达加深炮孔地质素描TSP水平超前钻探（一孔）加深炮孔级风险隧道加深炮孔地质素描一般岩溶隧道突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 6262 (3)(3)施工方案安全评估。遇到高压施工方案安全评估。遇到高压富水充填溶腔或断层时，应进行注富水充填溶腔或断层时，应进行注浆方案、释能降压方案、冻结方案浆方案、释能降压方案、冻结方案、释能降压方案评估，选择安全的施释能降压方案评估，选择安全的施工方案。工

41、方案。 (4)(4)水文监测。对降雨量、洞内水水文监测。对降雨量、洞内水量、水压力进行监测，建立水力联量、水压力进行监测，建立水力联系的关系，为确定施工方案及防灾系的关系，为确定施工方案及防灾提供依据。提供依据。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 6363宜万铁路野三关隧道水压力与地表降雨量关关系宜万铁路野三关隧道水压力与地表降雨量关关系突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 6464宜万铁路野三关隧道洞内涌水量与地表降雨量关系宜万铁路野三关隧道洞内涌水量与地表降雨量关系突水突泥风险

42、隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 65652.22.2决策管理体系决策管理体系 在风险隧道施工中，重大风在风险隧道施工中，重大风险的出现往往是由于重大技术险的出现往往是由于重大技术方案与现场复杂的地质条件不方案与现场复杂的地质条件不符，或者现场落实不到位而引符，或者现场落实不到位而引起。因此，方案决策和现场管起。因此，方案决策和现场管理对安全起着决定性作用。理对安全起着决定性作用。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 6666决策管理体系风险隧道特别管理小组建设单位主导和核心决策注浆堵水特别

43、管理小组超前预报特别管理小组释能降压特别管理小组结构处理特别管理小组防范高风险专项机制施工地质勘察与超前地质预报专项机制突发性事件防范应急预案专项机制应对复杂地质、工程难题设计和施工预案专项机制重难点工程监控专项机制隧道施工量测监控专项机制严格规范施工工艺监控专项机制严格履约考核奖罚专项机制信息反馈和快速反应专项机制复杂岩溶隧道超前地质预报管理制度复杂岩溶隧道注浆施工管理制度技术管理专项制度突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 6767 (1)(1)应充分发挥建设单应充分发挥建设单位的主导和决策作用，成位的主导和决策作用，成立以指挥长为组

44、长的立以指挥长为组长的级级风险隧道重大技术方案管风险隧道重大技术方案管理小组，组织审查、论证、理小组，组织审查、论证、决策、批准重大技术方案。决策、批准重大技术方案。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 6868 (2)(2)成立以建设单位领导为组成立以建设单位领导为组长，由设计、施工、监理单位长，由设计、施工、监理单位参加的参加的级风险隧道特别管理级风险隧道特别管理小组，现场组织和督导重大技小组，现场组织和督导重大技术方案的落实。特别管理小组术方案的落实。特别管理小组主要抓好影响安全的四个环节：主要抓好影响安全的四个环节：超前预报、注浆

45、堵水、释能降超前预报、注浆堵水、释能降压、结构处理。压、结构处理。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 6969 (3)(3)建立防范高风险建立防范高风险8 8项专项机制：项专项机制：施工地质勘察与超前地质预报专项机制；施工地质勘察与超前地质预报专项机制；突发性事件防范应急预案专项机制；突发性事件防范应急预案专项机制；应对复杂地质与工程的设计和施工预应对复杂地质与工程的设计和施工预案专项机制；案专项机制；重难点工程监控专项机重难点工程监控专项机制；制；隧道施工量测监控专项机制；隧道施工量测监控专项机制；严格规范施工工艺监控专项机制；严格规

46、范施工工艺监控专项机制；严严格履约考核奖罚专项机制；格履约考核奖罚专项机制；信息收集信息收集反馈和快速反应专项机制。反馈和快速反应专项机制。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 7070 (4)(4)制定并落实对隧道安全制定并落实对隧道安全影响最大的两个技术管理专影响最大的两个技术管理专项制度：项制度：复杂岩溶隧道施复杂岩溶隧道施工地质超前预报管理制度工地质超前预报管理制度（细细则则）；复杂岩溶隧道注浆施复杂岩溶隧道注浆施工管理制度工管理制度（细则细则）。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程

47、管理中心 71712.32.3技术方案体系技术方案体系 风险隧道技术方案包括：风险隧道技术方案包括：绕避技术、注浆技术、分绕避技术、注浆技术、分水降压技术、释能降压技水降压技术、释能降压技术、结构处理技术。术、结构处理技术。（其他（其他技术：冻结法，水平旋喷，灌注热沥青，地技术：冻结法，水平旋喷，灌注热沥青，地面钻孔封堵）面钻孔封堵）突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 7272 (1)(1)绕避技术：遇到规模较大的绕避技术：遇到规模较大的岩溶时，处理时间长，施工风险高，岩溶时，处理时间长，施工风险高，特别是反坡时，稍有不慎，会导致特别是

48、反坡时，稍有不慎，会导致淹井灾害，影响全隧施工组织。因淹井灾害，影响全隧施工组织。因此，绕避技术在风险隧道遇到规模此，绕避技术在风险隧道遇到规模较大岩溶时，应优先考虑，以开辟较大岩溶时，应优先考虑，以开辟新的工作面。同时，平导或泄水洞新的工作面。同时，平导或泄水洞遇到规模较大的岩溶，原则上不处遇到规模较大的岩溶，原则上不处理，采取绕避。理，采取绕避。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 7373突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 7474(2)(2)注浆技术：注浆是目前处理溶腔特注

49、浆技术：注浆是目前处理溶腔特别是断层、富水裂隙的一项有效技术。别是断层、富水裂隙的一项有效技术。通过注浆，达到堵水和加固地层的目的，通过注浆，达到堵水和加固地层的目的，从而保证隧道施工安全。从而保证隧道施工安全。 注浆堵水案例注浆堵水案例 2006 2006年年3 3月月3 3日，齐岳日，齐岳山隧道施工到山隧道施工到PDK366+195PDK366+195，进行超前水，进行超前水平钻探，探孔深度平钻探，探孔深度38m38m，单孔最大涌水，单孔最大涌水量量700m700m3 3/h/h，水压力，水压力3.1MPa3.1MPa。针对该地下。针对该地下水水属高压裂隙水属高压裂隙水，采取，采取“注浆堵

50、水注浆堵水”方方案。案。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 7575超前探孔突水录像超前探孔突水录像突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 7676注浆堵水加固照片注浆堵水加固照片突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 7777 注浆加固案例注浆加固案例 2005 2005年年1010月月1515日，日，云雾山隧道开挖云雾山隧道开挖揭示揭示DK247+562DK247+562特大充填块石土溶特大充填块石土溶腔腔，溶腔溶腔纵向发育纵

51、向发育线长线长118m118m，线长线长138m138m，溶腔向线左发育，宽约，溶腔向线左发育，宽约60m60m，基底深度超过，基底深度超过8080米。对该溶腔采取米。对该溶腔采取“超前帷幕超前帷幕注浆注浆+ +大管棚大管棚”进行处理进行处理。 突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 7878注浆前注浆前注浆后注浆后注浆加固注浆加固突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 7979信息化注浆新技术信息化注浆新技术 工法原理：信息化注工法原理：信息化注浆工法是根据隧道周围土浆工法是根据隧道周

52、围土体是不均匀的，由于透水体是不均匀的，由于透水性不同造成水量同样是不性不同造成水量同样是不均匀的，因此，通过施做均匀的，因此，通过施做不等厚的加固体来抵抗松不等厚的加固体来抵抗松动圈。在水量小的区域可动圈。在水量小的区域可以采用以采用3 35m5m的加固圈，的加固圈，对渗透性强、水量大的区对渗透性强、水量大的区域予以加强。达到有效、域予以加强。达到有效、高效的目的高效的目的 突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 8080 工艺流程工艺流程 分区定位分区定位 按对隧道外按对隧道外3 35m5m基基本注浆加固区进行注浆本注浆加固区进行注浆预

53、设计。选取周边预设计。选取周边4 46 6个注浆孔进行钻探预注个注浆孔进行钻探预注浆，遇水顶水，遇破碎浆，遇水顶水，遇破碎加固。通过这加固。通过这4 46 6个孔个孔确定隧道周围强水区与确定隧道周围强水区与弱水区。弱水区。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 8181 基本注浆基本注浆 完成探孔后，对基完成探孔后，对基本注浆区进行钻孔注本注浆区进行钻孔注浆。基本注浆区一般浆。基本注浆区一般设计两圈，外圈孔位设计两圈，外圈孔位于隧道外于隧道外3 35m5m，内圈，内圈孔为孔为1 13m3m。严格按照。严格按照“先外圈后内圈，同先外圈后内圈，

54、同圈间隔跳孔圈间隔跳孔”的顺序的顺序进行注浆。进行注浆。 突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 8282 区域强化区域强化 对锁定的强对锁定的强水区进行补注水区进行补注浆加固，注浆浆加固，注浆范围为范围为5 58m8m。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 8383 效果检查效果检查 高压富水地层既要高压富水地层既要达到堵水效果，又要达到堵水效果，又要起到加固作用，因此，起到加固作用，因此，应严格按制定的标准应严格按制定的标准进行注浆效果检查，进行注浆效果检查，不达到标准必须进行不达

55、到标准必须进行补注浆。补注浆。突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 8484全断面帷幕注浆照片全断面帷幕注浆照片 信息化注浆照片信息化注浆照片突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 8585 钻孔注浆机械设备配套钻孔注浆机械设备配套 高效配套的机械设备是保证高压富水高效配套的机械设备是保证高压富水地层快速、高效施工的目的。地层快速、高效施工的目的。中国产中国产MGJ-50MGJ-50钻机钻机 中国产中国产XY-2PCGXY-2PCG钻机钻机 该类钻机最大扭矩该类钻机最大扭矩200020

56、003000N3000Nm m 钻进速度钻进速度3 35m/h 5m/h 突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 8686中国产中国产MZ200MZ200钻机钻机最大扭矩3400Nm 钻进速度515m/h 突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 8787意大利产意大利产C6C6钻机钻机最大扭矩最大扭矩13550N13550Nm m 钻进速度钻进速度101020m/h 20m/h 突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 8888日本产日

57、本产RDP-150RDP-150钻机钻机最大扭矩最大扭矩8000N8000Nm m 钻进速度钻进速度101015m/h15m/h 突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 8989日本产日本产RDP-75RDP-75钻机钻机最大扭矩最大扭矩6000N6000Nm m 钻进速度钻进速度101015m/h15m/h 突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 9090意大利产意大利产SM400SM400钻机钻机最大扭矩最大扭矩13630N13630Nm m 钻进速度钻进速度101020m/h20m

58、/h 突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 9191德国产德国产KR805KR805钻机钻机最大扭矩最大扭矩27000N27000Nm m 钻进速度钻进速度151530m/h30m/h 突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 9292日本矿岩日本矿岩RPD-180CRPD-180C多功能钻机多功能钻机 最大扭矩最大扭矩8000N8000Nm m 钻进速度钻进速度跟套管钻大于跟套管钻大于10m/h10m/h （预报、注浆、管棚、锚索、地基）（预报、注浆、管棚、锚索、地基）突水突泥风险隧道

59、施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 9393钻孔参数自动记录、输出钻孔参数自动记录、输出突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 9494钻机型号与钻速关系钻机型号与钻速关系 突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 9595风压对钻速的影响风压对钻速的影响突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 9696中国产中国产ZJP(BP)30ZJP(BP)30注浆泵注浆泵 最高压力最高压力30MPa30M

60、Pa、最大流量、最大流量110L/min110L/min突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 9797法国产法国产PH15PH15注浆泵注浆泵 最大压力最大压力7MPa7MPa、最大流量、最大流量180L/min180L/min突水突泥风险隧道施工管理技术突水突泥风险隧道施工管理技术铁道部工程管理中心铁道部工程管理中心 9898 注浆效果检查评定标准化注浆效果检查评定标准化 针对高压富水地层，注浆的作针对高压富水地层，注浆的作用既要达到堵水要求，又要满足用既要达到堵水要求，又要满足加固地层的需要，因此，检查项加固地层的需要，因此，检查项目