《安全生产要求》课件-2.2.1 铁路隧道塌方与涌水涌泥成因

铁路隧道塌方、涌水涌泥成因课程导入坍塌隧道施工害怕遇见什么样的突发状况？涌水瓦斯涌泥......概述隧道坍塌铁路隧道塌方是施工或运营中，因地质、施工、环境或外部作用导致隧道结构或围岩失稳，发生坍塌的现象。涌水涌泥突水涌泥是岩溶隧道施工中因揭露溶洞通道或构造富水带导致水土混合物突然涌入洞室的地质灾害现象。XX工程1号隧道坍塌事故工程情况2017年9月14日10时20分许，XX工程1号隧道出口在开挖仰拱时发生塌坍，坍塌土方量约700m3，坍塌体填满整个隧道断面。导致洞内9名施工人员被困，直接经济损失约125.58万元。XX工程1号隧道坍塌事故事故原因直接原因：施工过程中对仰拱与掌子面、二衬与掌子面间的间距均超过了安全步距（掌子面距仰拱61m，距二衬达到93m）；下台阶404+958.8线路（事故发生地段）左侧10榀拱架悬空，右侧2榀悬空，违反新奥法施工原理中关于充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用；隧道施工期正值雨季，地表水下渗、地下水增多，发生塌方的段落为反坡施工段，抽排水措施落实不够，拱脚位置工字钢的基底软化，积水侵蚀拱脚减弱垂直支撑抗压能力。间接原因：对事故风险防范技术措施欠缺；发生塌方的段落，存在浅埋、上覆浅层滑坡、地表汇水箐沟等不利因素；施工单位对浅埋隧道风险防护不到位；安全生产责任主体落实不到位；施工管理存在漏洞。XX铁路隧道突水突泥事故事故经过XX铁路隧道所属地区地貌为低山～低中山山区构造剥蚀地貌，山间凹地、斜坡沟谷地形，地形起伏较大，山高谷深，隧道所穿越山体区域内的灰岩岩溶发育，多分布溶洞暗河。隧道区域地下水类型主要有：岩溶水、松散岩土类孔隙型潜水、基岩裂隙水。隧道施工过程中先后发生突泥突水18次。2015年8月6日，突泥从废弃的左侧平导涌出将放置在平导内的开挖台车、停放在平导内的挖掘机推出，并将正洞内二衬台车一起推出约20m至右侧平导开口位置D9K55+065处，且将右侧平导开口位置封堵，突泥填满左侧平导及正洞约315m。2015年8月6日至2015年8月10日连续暴雨造成正洞淤泥通过救援通道涌入右侧平导。灾害形成的影响因素坍塌涌水涌泥地质条件水文地质施工工艺与质量控制问题设计因素监测预警失效灾害形成的影响因素（一）地质条件对灾害的影响软弱破碎岩体或土体、特殊土软弱破碎岩土强度低，自稳能力差。隧道开挖后，应力释放容易导致洞壁收敛、变形，进而引发大面积坍塌甚至冒顶。如湿陷性黄土、膨胀土）：遇水软化或膨胀，产生额外的膨胀压力，极大地加剧对支护结构的挤压，导致衬砌开裂和围岩失稳。地下水条件地下水通过静水压力、动水冲刷和软化岩土体等方式，直接导致高压涌水、流沙等现象，同时使围岩强度大幅降低，从而触发或恶化坍塌事故。地质构造断层、密集节理带、岩溶洞穴等地质构造不仅是岩体中的薄弱环节，易引发坍塌，更是地下水的集中通道，极易造成突发性的灾难性涌水涌泥。030201灾害形成的影响因素（二）设计因素导致的灾害成因埋深过大会导致高地应力，可能引发岩爆或大变形；埋深过浅则易受地表水渗透和松散地层的影响，导致围岩失稳。线路走向与埋深选择支护设计过弱、过柔或施作过晚，无法有效控制围岩变形，会直接导致失稳。预支护措施（如超前小导管、管棚）的设计是否到位，是预防掌子面坍塌和涌水的关键。支护结构设计体系防水设计（如防水板、止水带）的等级和可靠性，直接决定了隧道建成后能否承受外部水压、防止渗漏。排水系统（如排水盲管、排水沟）的设计容量和通畅性，则决定了能否有效释放围岩中的水压力。防排水系统设计灾害形成的影响因素（三）施工工艺与质量控制问题初支施作不及时或质量不达标（如厚度不足、强度不够、锚固力失效），就无法有效抑制围岩变形，可能使局部掉块发展为大规模坍塌。超前支护（管棚、小导管等）的施工质量更是穿越软弱破碎带时防止掌子面突涌的前沿生命线。支护措施的及时性与可靠性采用不合理的爆破参数或机械开挖方式会导致围岩应力失衡，会对围岩造成过大扰动，形成松动圈，诱发坍塌。开挖方法不当引发围岩松动防水板铺设不规范（破损、搭接不牢）、止水带安装质量差，会形成水路通道，在高水压下发生涌水并软化围岩。排水系统堵塞或容量不足，会导致水压积聚，最终冲毁薄弱环节，引发灾难性涌水涌泥。防水作业的严密性与排水系统的通畅性灾害形成的影响因素（四）水文地质突变诱因暴雨或地下河改道的影响极端降雨可能导致地下水位急剧上升，增加隧道围岩压力；地下河突然改道会改变原有水文地质条件，引发突水事故。岩溶地区突水突泥机理岩溶发育区存在大量溶洞和裂隙，当隧道开挖揭露充水溶洞时，高压水携带泥砂瞬间涌入隧道。灾害形成的影响因素（五）监测预警失效01部分隧道