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文档简介

隧道塌方原因及处理措施塌方是隧道施工中比较常见的事故。一旦发生,不仅延误工期、增加工程费用,而且会危及施工人员的生命安全。如果处理不当,会给工程质量遗留隐患,给后期维修养护工作带来困难。因此,在隧道建设中,应采取合理有效的措施,对隧道塌方进行预防和防治。同时,在隧道塌方后,要及时进行处理和善后,使隧道塌方造成的经济损失降到最低,避免出现由于延误处理救援时机而导致更大事故发生。地质因素隧道及地下工程施工安全事故中起决定性的是地质因素。在勘探和施工过程中对地质情况认识不清,造成施工时出现了塌方。(1)在开挖的过程中,围岩的地质条件发生突变。(2)在隧道施工范围内或隧道周边出现的断层、破碎带、软弱夹层、结构不利面、岩层的不整合接触带等。(3)出现特殊的不良地质,如膨胀岩、溶洞、涌水等。(4)地下水是使隧道围岩丧失稳定的重要原因,其影响主要有3个方面:一是软化围岩,软质岩石(土)体受水饱和后,其强度有不同程度的降低,水浸入无水石膏或以蒙脱石为主要成份的粘土,地层膨胀而对隧道产生极大的膨胀压力;二是软化结构面,泥质充填或具有软弱夹层的软弱结构面遇水后,即发生液化变软或填充物被冲走而降低结构面的抗剪强度,使岩体易于滑动;三是承压水作用,围岩受到水压作用后,更易失去稳定。设计因素1、选线不合理。无论是公路、铁路,还是城市地铁,有时过多考虑投资等经济因素,线路的选择和确定不能百分百从技术、地质、实际功能需求和可行性来考虑,出现一些选线不合理的情况。如果线路不合理,隧道穿越地层就有可能由好地层变为不良地质地段,就容易出现隧道塌方。2、洞口的位置选择不恰当,如位于较大的滑动体、断层之中,或存在偏压,从而引发洞口塌方。3、设计的支护参数偏小,无法保证围岩从开挖后到二次衬砌施作这段时间内的稳定。4、针对特殊不良地质地段,设计上给出的处理措施不当。施工因素1.开挖面积小于100m²隧道:Ⅱ、Ⅲ级围岩一般采用全断面法开挖,Ⅳ、Ⅴ级围岩一般采用台阶法开挖。开挖面积100~200m²隧道:Ⅱ级围岩采用全断面法开挖,Ⅲ、Ⅳ级围岩采用台阶法开挖,Ⅴ、Ⅵ级围岩采用CD、CRD法或侧壁导坑法进行开挖。2.对破碎、软弱围岩或大断面施工,要采取一些辅助措施配合开挖:上半断面采用环形开挖、留核心土,喷射混凝土封闭开挖工作面,设临时仰拱封闭成环;设超前锚杆、超前管棚、插板、预注浆加固等措施。隧道渗水或涌水较大情况下,应采取较为保守的施工方法。3.施工中经常存在施工方法与地质条件不相适应,地质条件发生变化,没有及时改变施工方法等。4.一次开挖进尺过长也极易导致坍塌事故的发生,特别是软弱破碎围岩地段,上半断面应一次开挖一榀钢架,下半断面Ⅳ级围岩不超过两榀钢架,Ⅴ级围岩不超过一榀钢架。受力因素隧道塌方从受力因素来说,包括洞口塌方的受力状况和隧道内洞身塌方的受力状况。1.洞口仰坡变形破坏主要是在变形过程中产生强烈的松动,并在边坡的坡顶附近产生一系列的拉张裂缝。由于边坡岩体一般较为破碎,在隧道开挖产生变形破坏后,并不出现清晰的底滑面,而是表现为破坏区岩体的强烈松动变形。2.隧道内洞身塌方的受力,从结构观点出发,如把喷层与部分围岩组合在一起,视作组合梁或承载拱,或把锚杆看作是固定在围岩中的悬吊杆等。由于支护时机不当或支护强度不够,满足不了围岩稳定的需要,不能有效控制围岩变形,导致围岩失稳。处理措施1、选择合理的施工方法隧道施工预防塌方,选择安全合理的施工方法和措施至关重要。应采取“先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”的施工方法。2、加强塌方的预测预测塌方常用的几种方法:(1)观察法;(2)一般量测法;(3)微地震学测量法和声学测量法。3、加强初期支护控制塌方隧道发生塌方,应及时迅速处理。处理塌方应先加固未坍塌地段,防止继续发展,并可按下列方法进行处理。(1)小塌方,纵向延伸不长、坍穴不高。首先加固坍体两端洞身,并抓紧喷射混凝土或采用锚喷联合支护封闭坍穴顶部和侧部。(2)大塌方坍穴高、坍砟数量大,坍砟体完全堵住洞身时,采取先护后挖的方法。(3)塌方冒顶,在清砟前应支护陷穴口,地层极差时,在陷穴口附近地面打设地面锚杆,洞内可采用管棚支护和钢架支撑。(4)洞口塌方,一般易坍至地表,可采取暗洞明作的办法。4、处理塌方的同时,应加强防排水工作(1)地表沉陷和裂缝,用不透水土壤夯填紧密,开挖截水沟,防止地表水渗入坍体。(2)塌方通顶时,应在陷穴口地表四周挖沟排水,并设雨棚遮盖穴顶

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