如何预防与整治大断面浅埋偏压软弱围岩隧道坍塌

如何预防与整治大断面浅埋偏压

软弱围岩隧道坍塌小组名称XX集团XX铁路XX标第一经理部QC小组发表人：XX一概况

XX隧道为浅埋偏压、软弱围岩双线曲线隧道，起讫里DK151+065～DK151+186，处于缓和曲线YH与HY之间，曲线半径为3000m，曲线长度110m。隧道最大埋深不足20米，且处于岩层破碎带上，围岩基本为黏土夹孤石，遇水极易坍塌，岩溶裂隙极为发育，二QC小组简介三选题理由XX总指要求2009年03月1日开始铺轨，确保隧道无安全事故发生。项目经理部要求2008年12月底顺利贯通，确保隧道无坍塌安全事故，无人员伤亡。现状问题1、隧道围岩与设计不符，处于岩层破碎带，多为黏土夹孤石、碎石，开挖跨度达12m，断层内岩石破碎、风化、稳定性较差；施工难度大，技术要求高,施工进展较慢。2、XX铁路地质条件较差，施工难度大，施工安全事故频发，如何安全快速地完成隧道施工是我项目的重要研究课题。选择课题

通过开展QC课题研究，确保隧道大断面软弱围岩开挖无坍塌安全事故发生。四现状调查本标段施工类似隧道三座，其中XX隧道和XX二号隧道，已经完工，相比之下，XX隧道围岩更差，XX隧道和XX二号隧道施工期间曾发生围岩坍塌，虽无人员伤亡，但造成的损失还是相当严重的。为此，项目成立QC研讨小组，研究大断面软弱围岩隧道坍塌的预防及整治。隧道围岩级别岩层描述安全问题XX隧道Ⅵ、Ⅴ、Ⅳ浅埋偏压，黏土夹孤石碎石，溶腔极为发育，裂隙水发育，遇水易坍塌暂无XX隧道Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ破碎灰岩夹黏土，溶腔极为发育，裂隙水发育开挖发生坍塌，初支破坏，无人员伤亡XX二号隧道Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ浅埋偏压，破碎灰岩夹黏土，溶腔极为发育，裂隙水发育开挖发生坍塌，初支破坏，无人员伤亡五、设定目标1.确保XX隧道软弱围岩施工无坍塌安全事故发生。2.总结大断面浅埋偏压软弱围岩施工经验。国内大断面浅埋偏压软弱围岩隧道成功的例子存在不少，说明目标经过努力是可以实现的。经理部领导高度重视本隧道施工，在人力、物力、财力等方面给予了极大的支持小组成员的文化程度比较高，接受TQM教育时间长，并长期从事隧道施工，有丰富的工作经验和处理问题的能力。目标可行性分析目标可行六分析原因隧道穿过断层及破碎带，一经开挖，潜在应力释放，承压快，围岩失稳坍塌。开挖经过堆积体，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌。岩石软硬相间，在地下水及裂隙水作用下，软弱面强度大大降低，施工中容易发生坍塌。地下水的软化、浸泡冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍塌。地质因素在挤压破碎带,岩脉穿插带、节理密集等破碎结构地层中,岩块间互相挤压钳制,一经开挖则失稳,常见围岩掉快、坍落。在软弱结构面发育的情况下或泥质充填物过多,均易产生较大的塌方薄层岩体在构造运动的作用下形成的小褶皱、错动发育地段,施工中容易发生塌方。六分析原因钢支撑施工时,支撑架设质量欠佳,支撑与围岩不密贴,两者间的空隙填塞不密实,或连接不牢固,不能满足围岩压力所需要的强度要求;爆破作业操作不当,用药量过多;处理危石措施不当,引起危石坠落,牵动岩层坍塌。施工因素施工方法选择不当,或工序间距安排不合理。各工序间距拉的时间较长,岩体暴露过久,引起围岩松动、风化,导致塌方发生;锚喷支护不及时、方法不当,超前支护不到位,或喷射混凝土质量、厚度不符合要求;七确定要因否XX几条隧道地下水均不发育，排除。地下水侵蚀5XX三条隧道均无次情况，排除。岩层褶皱构造，错动发育地段4否XX围岩黏土夹孤石碎石，干燥状态下凝结力很强，不是主要原因。围岩松散2是XX孤石之间的钳制被破坏，，黏土承载力不足时，很容易造成坍塌，是主要原因。开挖破坏岩体之间的钳制3是XX岩石软硬分界处受侵蚀，软弱面强度降低造成坍塌，是主要原因。岩溶裂隙水侵蚀溶解6是XX围岩破碎，黏土夹孤石碎石，遇水极不稳定，是主要原因。隧道穿越破碎带1要因判断负责人要因确认项目序号

要因确认表（一）是要因确确认表表（二）是围岩受此因素容易风化、松动失稳。支护不及时7否XX施工现场严格管理，不存在此类现象。施工偷工减料12是危石处理不当，造成危石坠落牵动岩层坍塌危石处理不当11是爆破不当，造成围岩震动过大，破坏围岩稳定爆破操作不当10是支护强度满足不了围岩压力，肯定坍塌支护强度不足9是破碎围岩难以自稳，无超前支护极易造成开挖坍塌超前支护不力8要因判断负责人要因确认项目序号八制定定对策序号要因对策目标措施地点时间负责人1地质因素加强超前支护支护围岩超前小导管配合超前大管棚注浆加固施工现场****.4XX2支护不及时支护不力开挖后及时支护，纠正支护施工方法及时封闭围岩，减少对围岩的扰动加大教育培训操作人员，钢架密贴围岩，链接牢固，锚喷及时牢固。施工现场****.43爆破操作不当教育纠正减少围岩震动请爆破专家现场技术知道，加大操作人员培训力度施工现场****.54危石处理爆破后排查处理危石防止牵动围岩坍塌每工作班专人负责排查危石，处理结束后放可进行下步施工。施工现场九预防措措施超前地质预报

隧道施工前,一般以设计文件为依据,均应对进出口的地质情况,结合“隧道工程设计现场核对表”的要求进行预测。进入正洞一定距离后,对于软弱围岩浅埋隧道应根据不同的地质特点及隧道施工长度可采用TSP203、地质雷达或者超前钻孔等进行超前地质预报。

实施一九预防措措施超前地质预报

隧道施工期地质预测、预报工作包括的内容有:①地层岩性,软弱层及煤层的位置、岩性完整程度;②不同岩性、围岩级别变化界面的位置;断层及断层影响带、软弱夹层的位置、宽度、规模、富水性及其他性质;③含水构造的位置及性质、地下水压力、水量及水的侵蚀性;④岩溶洞穴的位置、大小、规模、充填情况,突水、突泥具体位置;⑤工程地质灾害可能发生的位置和规模。

实施一九预防措措施控制进尺合理爆破

实施二我隧道围岩岩属于浅埋埋、岩性遇遇水易软化化,节理裂隙发育,风化严重重、偏压,施工中采采取的方法法主要为三台台阶法。（1）各部部开挖尽量量缩短时间间，避免围围岩暴露时时间过长，，并视情况况对开挖面面做初喷封封闭。（2）下台台阶开挖采采取马口开开挖，错开开3～5米米，及时落落底，封闭闭成环。（3）控制制进尺，上上台阶单循循环进尺0.5米～～1.0米米。中下台台阶1.0米～2.0米。（4）在爆爆破时,要要采用浅眼眼、密眼、、并严格控控制装药量或用微微差毫秒爆爆破,做到到轻微爆破破，减少震震动。九预防措措施加强超前支护我隧道一半均为Ⅵ级围岩,无自稳能力,为创造进洞条件,防止洞口软弱围岩塌方,洞口段都施做了20～33m不等长度的长管棚。洞身60米也采取拱部小导管配合大管棚施工的超前支护措施。（1）管棚预支护范围:拱部140°，环向间距40cm;注浆材料：水灰比1：1水泥浆，压力0.5～3Mpa（2）小导管预支护范围:拱部140°，环向间距40cm;注浆材料：水灰比1：1水泥浆，压力0.5～1Mpa。

实施三九预防措措施加强超前支护（3）超前锚杆与钢架共同作用,支托上部松散岩体。超前锚杆采用Φ25mm的中空注浆锚杆,锚杆长度为3.15m,环×纵1.0m×1.0m，超前锚杆和型钢钢架(钢格栅)配合使用时,宜先安装钢架。再穿过钢架腹部钻孔、安装锚杆,并焊接在一起形成整体支护。（4）对于可溶岩与非可溶岩接触带、断层破碎带、向斜结构核部等地段,根据地质预报显示,涌水水压大于115MPa,涌水量难以控制,开挖后围岩无法自稳,极可能产生严重突水突泥地段,采取超前预注浆措施。

实施三九预防措措施监控量测(1)根据地质条件、量测目的、施工进程,安排技术主管编制量测计划,组织专门监测队伍,由具体工程技术人员负责实施。(2)量测点埋设尽量靠近开挖工作面,不超过2m,保证爆破24h内及下一次爆破之前可以测读初读数。(3)准确及时地做好各项量测原始记录,及时提供给设计人员,不得随意涂改。(4)采取有效措施保护好施工中各项量测元件工具及仪器。(5)做好与设计人员的配合,及时研究和解决实施过程中出现的问题,确保施工安全。

实施四十塌塌方处处理隧道施工中中尽管采取取了预防塌塌方的措施施,但因地地质条件复复杂,突然然变化的情况况时有发生生,完全避避免塌方很很难做到。。处理措施施需根据塌塌方段的具体体条件,区区别对待。。下边就一一般塌方和和较严重塌塌方分别做做简单描述。。1.一般塌塌方处理措措施塌方多发生生在无水的的挤压破碎碎带地段,塌方规模模不大,高高度不超过过3～4m,长度一一般为2～～3m,且塌方后后有一段暂暂时稳定时时间,处理理措施有两种。。十塌塌方处处理(1)填实实封闭处理理当塌方高度度<3m,采取取填实封闭闭处理措施施,其步骤骤是:喷混混凝土封闭闭岩面,喷喷射厚度5～10cm;架设临时时支撑(拱拱顶不稳时时为保证施施工安全);架钢钢架,用喷喷射混凝土土填实塌方空空间。处理理完成通过过塌方地段段后进行围围岩注浆。。(2)架空空封闭处理理当塌方高度度>3m,填实实封闭有困困难时,采采用架空封封闭处理措措施:喷混混凝土封闭闭塌体岩面;打打锚杆、挂挂网、复喷喷混凝土(至少10cm厚厚);架架钢架、钢钢架外用竹竹排当外模、喷混混凝土(在在封闭结构构的低洼处处留排水孔孔,以免未未填实的空空间内积水水)。处理完成通通过塌方地地段后进行行围岩注浆浆。十塌塌方处处理2.较为严重的的塌方处理理措施有些塌方多多发生在岩岩石风化成成泥砂状的的囊状风化化带或泥包包石的断层层带地段,而且且都是工作作面将到还还未到时,即把工作作面冲破一一个缺口,大量泥沙、岩石涌涌出。对这这种塌方的的处理采用用了全断面面注浆加管管棚护顶的的超前加固支护护措施,其其步骤如下下。(1)封口口:用混凝凝土充填缺缺口(封堵堵前先把排排水管和注注浆管埋好好);(2)喷混混凝土封闭闭塌体面,以保证注注浆时不跑跑浆;(3)注浆浆:自下而而上,预埋埋管注完浆浆后,在拱拱顶再打孔孔注浆,注注浆厚度要要达拱顶以上3m左右右;(4)留大大核心土,短进尺开开挖,开挖挖015m左右架架1榀格栅栅,喷混凝凝土封闭,如此循环直直至通过塌塌体。3.其他处理塌方时时,还应该该加强监控控量测,随随时观察围围岩的变化化情况、地地表的下沉情况等等,以免塌塌方再次形形成,并针针对性地制制定塌方处处理应急预预案。通过QC小小组学习培培训研讨，，对施工现现场的合理理管理，我我隧道浅埋埋偏压软弱弱围岩得以以顺利通过过，没有发发生过围岩岩坍塌事件件，同时累累计了大量量该种围岩岩隧道施工工的现场经经验，达到了预期期目标。十一检检查效果果经过本次活活动，工程程进度有了了较大提高高，虽无直直接经济效效益创造，，但相比其其他塌方隧隧道，所节节约的经济济效益却是是难以估量量的。通过本次活活动，培养养了一支高高素质的职职工队伍，，并且为大大断面浅埋埋偏压软弱弱围岩隧道道施工总结结出了一套套比较完善善的施工工工艺，为今今后的同类类隧道施工