隧道防坍塌预防措施 |
| 文章来源：鱼泡隧道 提供人：刘刚 提供日期：2022-12-11 |
1隧道坍塌的主要原因 第一 工程地质因素：工程地质条件变化是造成隧道塌方的主要原因。一般对隧道设计的地质勘探，仅有的几个勘探钻孔很难准确的掌握隧道岩体的岩性、断裂构造和节理裂隙发育情况，岩石的类型虽易判断清楚，但断层节理发育情况却千差万别。因此在隧道施工中，局部地段地质构造变化、断层破碎带、软弱夹层等工程地质条件变化，如果施工预防措施不当、不及时，极易造成隧道坍塌方事故。 第二 水文地质因素：水是隧道施工中最难控制的因素之一。在隧道施工中，对水的作用切不可忽视，地下水是一个体系，随时随地都在变化，受地形、地貌、地质、气候等条件影响。在隧道施工中，由于岩土中水的变化，水沿岩体软弱面流动，破坏岩体组织，造成岩体失稳而发生坍塌方事故；雨水渗入断裂带及裂隙后形成滑面，岩石相互滑动，内力挤压型钢变形也易形成坍塌。 第三 地质预报和监控量测：地质预报和监控量测是施工的重要环节。地质预报工作应在隧道开工后不间断进行。在隧道施工中，监控量测必须按施工方案及规范要求进行，施工中往往因监控量测不到位，布点、控制等不准确或不符合要求，对施工起不到指导作用，造成边墙、拱顶塌方。 第四 施工工艺因素：在隧道施工中，正确的施工工艺是控制坍塌事件的关键。施工过程中盲目的采取单一的施工方案或施工方法，不根据现场实际地质情况和地层变化情况及时修改施工方案和施工参数，造成施工方案或施工方法不适应现场实际地层，施工参数满足不了施工防护要求，隧道超前小导管注浆效果不好或注浆量不足等等，都有可能导致坍塌事故。 第五 管理因素：隧道施工过程中，安全管理、施工监控等至关重要。多数隧道施工往往因为操作人员安全意识不强、安全检查不到位、现场施工控制力度不强等等因素，造成施工安全事故。
2隧道坍塌的预兆 围岩的变形破坏，失稳坍方，是从量变到质变的过程，在量变的 过程中，必然会在围岩的工程地质和水文地质特征及岩石力学上反应出一些征兆。因此，根据这些征兆来预测围岩的稳定性，进行地质预报，从而保证施工的安全，防治隧道坍塌方。围岩的变形破坏,失稳坍方，有以下一些征兆。 ◀特殊和不良地质条件，如断层及其破碎带、滑动层、溶洞、陷穴、古河槽、堆积体、流沙、淤泥、地下水、松散地层等稳定性差的围岩。 ◀水文地质条件的变化，如干燥的围岩突然出水，地下水突然增多，涌水量增大，水质由清变浊(地下水将断层泥带走)等都是即将发生坍方的前兆。 ◀开挖面上有可能不稳定块体出露，尤其是小断(夹)层或其它软弱结构面和围岩的节理裂缝构造可能不稳定块体的出露处，往往是局部围岩坍方的部位。 ◀拱顶不断掉下小石块，甚至较大的石块相继掉落，预示着围岩即将发生坍方。 ◀岩石裂缝旁出现岩粉或洞内无故发现有岩粉飞扬时，也说明可能即将发生坍方。 ◀围岩发生裂缝，并逐步扩大，很可能要发生坍方。 ◀支护受力(敲击发声清脆有力,拱架接头挤偏或压劈等)变形甚至发出声响或喷射混凝土开裂，说明围岩压力增大,有坍塌的可能。 ◀围岩或隧道支护，拱脚附近的水平收敛率、拱顶下沉量持续增大时，说明围岩仍在发生变形，处于不稳定的状态。
3预防措施 按照风险管理流程，对风险事件、因素进行判识，对风险程度做出判定，选择合理的应对策略，制定预防措施，把具体措施落实到现场操作和岗位，做好风险的动态监控。 技术措施 掌子面外凸作用引起了隧道掌子面失稳，将后方初支剪切破坏，造成隧道坍塌。超前管棚、小导管对前方土体的约束，起到了很好的作用，但要注意根据岩土的内摩擦角、分层情况，确定超前支护的合理长度和角度；预留核心土也能起到减小临空面和反压稳定的作用。 掌子面防坍塌 软弱围岩防坍塌 软弱围岩隧道施工中坚持“管超前，严注浆，短开挖，强支护，快封闭，勤量测”的施工原则，对土质隧道大变形进行研究和有效控制。可以根据现场情况采用双层拱架、临时仰拱和横撑、拖梁管桩、大拱脚、钢管柱加固、下台阶托脚钢架等不同的加固形式或组合。 常见不良地质现象主要有岩溶、岩堆、断层破碎带、危岩落石、顺层偏压等。岩溶及岩溶水地区，可能遇大型岩溶管道及溶洞；断层破碎带极易发生不均匀下沉和坍塌等问题，施工前需采用常规地质法+综合超前物探+水平超前钻孔的方法进行超前综合预报，再根据具体情况确定加强措施。顺层偏压段施工，必要时侧向支挡或填土堆压平衡，合理隧道开挖方法和顺序，严格按方案施工，避免引起坍塌。 不良地质防坍塌 洞口段防坍塌 隧道洞口应严格执行“早进晚出”的原则。加强洞口段超前支护和边仰坡防护，埋深较浅的隧道洞口段可采用明洞或半明半暗法进洞。隧道洞口边仰坡工程应自上而下逐级开挖支护，及时完成洞口仰坡加固、防护及防排水工程。隧道洞口完成超前支护后，方可开始正洞的施工。洞口段应及时形成封闭结构，严禁采用长台阶施工。 管理措施 超前预报管理： 目前常用的预报方法主要有TSP203、地质雷达、瞬变电磁、超前钻探、加深炮孔等多种手段。针对地质复杂多变，多种不良地质的现场实际，动态调整超前预报方法，加密勘探断面，岩变我变，及时补强，修正参数，保障安全。岩溶及富水断层隧道，超前地质预报应采用以水平钻探为主的综合方法。软弱围岩及不良地质隧道应进行专项超前地质预报设计，及时收集和分析预报材料，完善设计方案并指导施工。 监控量测管理： 监控量测是隧道施工的“眼睛”，对于施工安全的重要性毋庸置疑，尤其是大变形段。完善监测体系，对于指导施工以及设计参数优化，防止隧道施工坍塌，甚至在位移突变、异常情况下指导人员紧急撤离都非常关键。必须严格按精度、频率和时间要求开展监控量测工作。 当隧道初支出现斜向裂缝，说明支护参数偏弱或围岩变差，需加强支护措施；当出现拱顶掉块，收敛突变时要视具体情况，果断撤出施工人员和设备，或收敛稳定后采取加固措施。把监控量测纳入工序，加强数据的真实性管理，建立异常数据报告制度。 风险预警管理： 超前预报、监控量测纳入工序管理，建立专项台账进行监控；风险段落前100米时进行风险预警，风险段落前50米时编制专项方案设计，保证在通过风险段落时启用专项方案。 |
