防止浅埋暗挖法钻爆法隧道坍塌的注意事项

1、防止浅埋暗挖法钻爆法隧道坍塌的注意事项1 前言浅埋暗挖法、钻爆法隧道施工中，坍塌是经常容易出现的、社会影响较大的工程事故，而且各种数据监控往往难以发现，必须将安全管理工作尽可能前置，提前告知、提前消除隐患、提前预警，各种隐患消灭在萌芽状态。预警尽可能采用书面、网络、会议纪要、工作联系单（函）等形式报告，辅助以口头、电话、短信等方式告知。2 坍塌的原因2.1 超前加固效果不佳（1）灌浆质量存在问题，可能是浆液配合比不合理、灌浆参数不适合、自私减少灌浆量等。（2）灌浆孔可能局部塌孔，导致实际灌浆加固段缩短。2.2 进尺过大，与围岩等级不符（1）开挖过程中控制不严格导致超挖。（2）爆破参数不合理。（

2、3）开挖时采用施工机械不合理。2.3 台阶过短，没留核心土（1）开挖施工中围岩较差，有渗水情况，核心土容易破坏。2.4 开挖面暴露时间长（1）掌子面没有及时喷护，临时仰拱未及时喷护封闭。2.5 初衬没及时封闭（1）锁脚锚杆（管）施工较慢，初衬钢格栅组装较慢等，使初衬未及时封闭成环。2.6 地面车辆震动（1）隧道埋深较浅，隧道上部存在较深回（杂）填土等，岩土自稳能力差。2.7 降水后地层残留水的影响（1）地表存在渗水通道。（2）截排水不畅。2.8 局部含水砂层、局部软弱土、局部破碎带、局部空洞（1）必须进行综合地质超前预报，查清掌子面前方地质情况。（2）采用周边超前预注浆，径向注浆。（3）对于溶

3、隙和溶管的充水岩溶，采用以堵为主的原则。（4）预留防涌岩墙，厚度视水压大小可选择为58m。当围岩极度破碎时，应加大距离。2.8 雨、污水管渗漏（1）市政管网老旧。（2）地表管线破损。2.9 下穿河、湖或近距河湖暗挖（1）综合预报，先探后掘的原则，大堵小排的原则。（2）应坚持“管超前，严注浆，短开挖，弱爆破，强支护，快封闭，勤量测，紧衬砌”。（3）施工排水。水下隧道施工期间，地下水和施工用水无法自排，特别是出现突水、突泥险情时，为防止淹没隧道内的设备、危及人员安全以及为抢险创造条件，应准备足够的抽水、排水设备。（4）增加探孔数量，提前设置孔口止水阀。（5）防水闸门与防水围堰。（6）逃生路线。在施

4、工过程中，根据施工的不同位置和情况，制订出切实可行的逃生路线规划，以应付不测。2.10 降雨后渗漏（1）地表存在沉降裂缝。（2）地表截排水不通畅。2.11 马头门及断面变换处等（1）洞脸部位应加固不及时。（2）断面渐变段钢筋焊接薄弱。3 坍塌的预防措施3.1 超前地质预报（1）在隧道施工中,必须重视综合地质超前预报,长短结合,以短为主,准确预报不大于30m隧道前方及隧道周边外1倍洞径的地质情况,并需要将地质超前预报作为一道施工工序列入施工组织中。（2）地质超前预报主要方法：常规地质分析类，超前水平钻探类，物探类。（3）高风险不良地质预报要点：在断层破碎带及岩溶富水区，采用隧道超前预报系统、高密

5、度电法对掌子面前方30100m范围不良地质体的位置、规模、性质作详细预报，粗略预报围岩级别和地下水情况。（4）在地震波探测的基础上进行超前探测验证。（5）对多种探测手段获得的探测资料进行综合分析与评判，相互印证，并结合掌子面揭示的地质条件、发展规律与趋势进行预测预报（6）建立现场管理标准。3.2 采取各种手段调查隧道周边状况（1）工程地质调查。水文地质调查。地铁工程水文地质调查内容：1.评价施工采取降、排水措施可能引起的两侧建筑物变形，市政道路的下沉、塌陷，地下水动态的变化和地下管线及各种设施的变形等不利影响，并提出防治措施。2.基坑下有承压水含水层时，评价承压水头对基坑稳定性的影响。3.线路

6、通过含水粉细砂、粉土层时，评价开挖引起潜蚀、流沙、涌土的可能性。4.评价地下水对岩土的软化、崩解、湿陷、潜蚀等有害作用，必要时建议进行抗浮验算。5.调查沿线人防工程、人工洞室的渗漏水情况，评价对基坑及隧道的影响。6.评价地下水对支挡构筑物、路堑、边坡及路基稳定性的影响。（2）工程环境调查。1.对施工噪声的调查。2.对环境污染的调查（包括对粉尘、有害气体、放射性污染的调查；对因施工造成水质和土壤污染的调查）。3.对地面建筑及地下管线的调查。施工前必须对周围的施工环境做周密的调查：1.调查地面建筑物结构形式、基础形式及各种建筑物在不同沉降差下的反应。2.调查地下建筑物结构形式及使用功能要求。3.调

7、查地下管线使用功能、结构特征及其与地下工程结构的相对位置。4.调查各种电缆线材规格型号、使用要求、保护装置、外径、地下埋深或地上架设电杆高度、荷载情况、基础类型。5.调查对地面沉降很敏感的建筑，如烟囱、变电站、气柜、锅炉、电视塔、化工装置、铁路、江堤防洪闸、桥基。6、调查重要公路、道路基础。7、调查地下障碍，如废旧管道的管径、长度、埋深、储水量、管道结构。3.3 重视地下水及地表水的处理对隧道围岩中的滞留水及残留水，尽量采取疏导的方式。在通过透镜体砂层和掌子面出现潮湿和渗流时，可预先打入钢管导水引流，钢管制做同注浆用花管，随工作面的前进依次打入导管。为防止土体流出，钢管内应设海绵或纱布。目前武

8、汉地铁采用全包式防水，以防为主，造成二次衬砌长期在水压下受力，出现渗漏。关注暴雨的影响。地下水对隧道的危害主要有：使软岩软化，土压增大；促使破碎带崩坍；使黏土、土质岩和膨胀岩膨胀，围岩发生流变；无胶结围岩流动化，围岩崩坍，丧失稳定等。为了防止隧道施工中地下水引起灾害，必须根据隧道工点的实际地质与水文地质条件和施工方法对地下水进行调查和有效控制。地下水的处理1.堵水。采用注浆工法（适用条件：1.水量较小，水压较低。2.浅埋隧道地面注浆。3.水量大，水压高时，与排水相结合进行注浆）2冻结。（适用条件：1.饱和土层、沙土、淤泥。2.城市地铁不允许地下水流失。3.当无法采用注浆堵水和保持掌子面稳定而冻

9、结法成为唯一选择时应用）3.排水。导坑排水、底设导坑排水、排水钻孔。4.降水。深井降水、洞内井点降水。3.4 确保超前地层加固的效果地层加固是安全开挖的重要保证。根据不同的地层，采用不同的加固设计。可采用降水、管棚、超前小导管注浆、超前锚杆加固地层，由设计院确定。留足够的硬化时间。浅埋暗挖法施工1.选择适宜的辅助施工工法，优先采用小导管超前支护。2.拓管浅埋暗挖法在有水、不稳定地层中的应用，要以注浆堵水为主，以降水为辅，采用劈裂注浆加固和堵住80%的水源，降掉20%的少量裂隙水，以达到减少地表下沉的目的。3.在地面动荷载作用下，在大跨度地段，长孔劈裂注浆预先加固地层，小导管配合进行超前支护，是

10、安全可靠的重要手段。4.长管棚的直径要和地层刚度相匹配，当直径超过150mm时，对控制地表下沉作用很小。3.5 小进尺（1）软岩IV、V级围岩，洞口段，偏压段，浅埋段等地层，开挖循环进尺宜为每榀格栅拱架间距（2）短开挖：一次注浆多次开挖。当导管长3.5m时，每次开挖进尺0.75m，每次环状开挖，预留核心土。这种非爆破作业，减少了对围岩的扰动，及时喷射58cm厚混凝土层，再架设网构拱架进行挂网喷射混凝土。3.6 留核心土（1）采用环形开挖留核心土，可防止工作面的挤出。其开挖方法是上部导坑弧形断面留核心土平台，拱部初期支护，在开挖中部核心土。3.7 合适的台阶长度一般台阶法施工，上下台阶以58 m

11、为宜，太长不利于控制沉降变形，太短可能造成整个掌子面失稳，台阶长度一般为11.5倍洞径。台阶法开挖注意事项（1）台阶数不宜过多，台阶长度要适当，充分利用地层纵向承载拱的作用。（2）软弱地层施工时，单线台阶长度超过1.5倍洞径就要及时封闭，双线隧道台阶长度超过1倍洞径就要及时封闭，未封闭长度大于纵向承载拱跨，就会产生变位骤增现象。（3）山台阶架设拱架时,拱脚必须落在实处,采用锁脚锚管稳固拱脚,防止拱部下沉。（4）解决上下部半断面作业的相互干扰的问题，做好作业施工组织、质量监控及安全管理工作。3.8 开挖后及时封闭（1）这里的封闭有两层意思，一为开挖面的封闭，二为结构断面的封闭。（2）开挖面的及时

12、封闭就是尽可能减少开挖面的暴露时间。据统计，很多坍塌都出现在班组交接时，上个班组正在开挖过程中，下个班组未能迅速进入工作状态，秩序紊乱，延误了开挖面的封闭，从而造成坍塌。必须协调好工序及班组衔接，另外在特殊段施工时可以缩短开挖步距，以减少暴露时间，达到早封闭的效果。封闭后及时注浆回填，将围岩和初期支护空隙回填密实。结构断面的及时封闭就是尽量让结构早封闭成环，形成闭合的结构体。在开挖面和结构断面没有封闭的情况下不能随便停工。（3）穿建筑物时，为严格控制地表沉降，在上台阶架设临时仰拱，待下半段初支封闭达到设计强度后拆除。3.9 加强监测、反馈施工信息反馈是暗挖施工的重要组成部分。通过施工监测掌握地

13、质、围岩地层、支护结构、地表环境等变化情况，及时采用对应措施，保证施工安全。开挖过程中必须加强监控量测，当发现拱顶、拱脚和边墙位移速率值超过设计允许值或出现突变时，应及时施工临时支撑或仰拱形成封闭环，控制位移和变形，根据量测结果跟踪注浆。3.10 重视特殊段施工对穿越环境复杂地段、马头门和断面变换处等特殊段，制定专项方案和措施，保证施工安全。3.11 建立应急机制为确保暗挖施工的安全，应建立应急机制。施工前制定应急预案和应急措施，包括坍塌的人员疏散、材料准备和调用、抢险组织等都要考虑周全。保证坍塌时人员疏散到安全地带，减少损失，并有条不紊地开展处理工作等。4 坍塌的处理措施建议4.1 坍塌后,

14、一是要沉着、千万不要恐慌，一般在分台阶、小步距开挖情况下，即使出现坍塌，受空间限制，坍塌量也不大；二是要快速、及时处理，快速封闭掌子面、及时注入填充物、回填孔洞、防止塌陷扩大、防止影响扩大；4.2 坍塌出现后，人员立即后撤至初期支护封闭地段，以确保人员安全；4.3 观察洞体和掌子面的状况，通过围岩的松动情况、水流变化的情况、塌落的情况、初期支护上是否有裂纹及是否有裂纹扩展等情况来判断是否会出现更大的塌方，确保抢险人员的安全；4.4 迅速抛掷现场已有的或预先准备好的加气砖、石块等有一定体积的物体及钢网片，喷1020cm厚混凝土封闭掌子面；注意：坍塌处理的第一措施在于封闭掌子面，控制坍塌；4.5

15、用方木支撑未封闭成环的初期支护段，保证支护的稳定；4.6 在掌子面附近的初期支护结构顶部凿孔，插入23根6080 mm直径的钢导管(其中1根为导气管)，导管一端接近坍塌区顶部，另一端固定在格栅钢架上；4.7 用锚喷机具向坍塌孔洞内吹入干料（切忌在坍塌后直接注入水泥浆，这样可能诱导更大的坍方，因为松散的坍塌体经水泥浆浸泡后荷重加大、强度降低，造成围岩更加不稳定）；4.8 为了确保再开挖的顺利进行，不能采用混凝土填充，先吹入干砂，再吹入水泥和砂的混合料，混合料的比例为：水泥砂= 13左右，回填量应接近坍塌量；4.9 最后再注入水泥浆，用于胶结填充物，进一步稳定围岩；4.10 待到填充物胶结后，可用超前钻孔探知前方的工程地质水文地质情况或采用各种超前地质预报的方法探测前方的地质条件（希望后续工程一直采用，至少要采用简易的钻孔超前预报），根据具体情况重新施作超前支护，如果围岩较差，要加强超前支护；4.11 然后，按正常的工艺，破除封闭掌子面继续开挖支护；4.12 地面塌陷区填充密实的土、沙、石子等，添加适量的胶结材料，如水泥或注水泥浆等；如果确认对以后土地的使用没有影响的情况下，可以填充混凝土；4.13 对于地面塌陷，要特别注意尽可能减少社会影响。4.14 提示：掌子面附近应常备方木、钢网片、加气砖