隧道工程突水突泥突石災(zāi)害分析與應(yīng)對(duì)張梅學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1隧道工程突水突泥突石災(zāi)害隧道工程突水突泥突石災(zāi)害(zihi)分析分析與應(yīng)對(duì)張梅與應(yīng)對(duì)張梅第一頁，共51頁。開始開始(kish)(kish)時(shí)時(shí)突泥照片突泥照片第2頁/共51頁第二頁，共51頁。大規(guī)模突泥后照片大規(guī)模突泥后照片(zhopin)(zhopin)第3頁/共51頁第三頁，共51頁。（2 2）宜萬鐵路馬鹿箐）宜萬鐵路馬鹿箐隧道隧道泥點(diǎn)埋深約泥點(diǎn)埋深約400400米。該災(zāi)米。該災(zāi)害屬巖溶突水突泥災(zāi)害。害屬巖溶突水突泥災(zāi)害。第4頁/共51頁第四頁，共51頁。大規(guī)模突水突泥錄像大規(guī)模突水突泥錄像第5頁/共51頁第五頁，共51頁。第6頁/共51頁第六頁，共51頁。第7頁/共51頁第七頁，

2、共51頁。第8頁/共51頁第八頁，共51頁。第9頁/共51頁第九頁，共51頁。大規(guī)模突水涌砂監(jiān)控大規(guī)模突水涌砂監(jiān)控(jin kn)(jin kn)錄像錄像第10頁/共51頁第十頁，共51頁。第11頁/共51頁第十一頁，共51頁。第12頁/共51頁第十二頁，共51頁。第13頁/共51頁第十三頁，共51頁。大規(guī)模突泥后照片大規(guī)模突泥后照片(zhopin)(zhopin)第14頁/共51頁第十四頁，共51頁。突泥后地表突泥后地表(dbio)(dbio)坍陷照片坍陷照片第15頁/共51頁第十五頁，共51頁。 （7 7）龍廈鐵路象山隧道）龍廈鐵路象山隧道 2009 2009年年1212月月2424日，象

3、山隧道進(jìn)口開挖到日，象山隧道進(jìn)口開挖到44684468米（米（YDK24+158YDK24+158），注漿完成后開挖時(shí)），注漿完成后開挖時(shí)，初期，初期(chq)(chq)支護(hù)開裂、掉塊，發(fā)生坍塌支護(hù)開裂、掉塊，發(fā)生坍塌約約600600立方，涌水量約立方，涌水量約200200立方立方/ /小時(shí)。之后小時(shí)。之后，突水持續(xù)變大，最大涌水量約，突水持續(xù)變大，最大涌水量約70007000立方立方/ /小時(shí)，隧道被淹?！驹撟{段小時(shí)，隧道被淹。【該注漿段3030米（設(shè)計(jì)開米（設(shè)計(jì)開挖挖2525米），上中部已經(jīng)開挖完成，下部開挖米），上中部已經(jīng)開挖完成，下部開挖2222米（距預(yù)設(shè)計(jì)位置米（距預(yù)設(shè)計(jì)位置3 3

4、米）】。突水后地表米）】。突水后地表大面積沉降、坍陷，房屋開裂、倒塌，搬遷大面積沉降、坍陷，房屋開裂、倒塌，搬遷800800余人，經(jīng)濟(jì)損失較大。突水突泥點(diǎn)埋深余人，經(jīng)濟(jì)損失較大。突水突泥點(diǎn)埋深150150米。該災(zāi)害屬巖溶突水突泥災(zāi)害。米。該災(zāi)害屬巖溶突水突泥災(zāi)害。第16頁/共51頁第十六頁，共51頁。前期前期(qinq)(qinq)突水突水突泥照片突泥照片第17頁/共51頁第十七頁，共51頁。突水突泥后地表突水突泥后地表(dbio)(dbio)坍坍陷照片陷照片第18頁/共51頁第十八頁，共51頁。 （8 8）南廣鐵路白云隧道）南廣鐵路白云隧道 2010 2010年年1 1月月1414日，白云隧

5、道出口開挖日，白云隧道出口開挖到到696696米（米（DK334+733DK334+733），爆破后發(fā)生?。坪蟀l(fā)生小型突水突泥，突泥量約型突水突泥，突泥量約200200立方立方(lfng)(lfng)。經(jīng)會(huì)商清淤時(shí)，再次發(fā)生大規(guī)模突水。經(jīng)會(huì)商清淤時(shí)，再次發(fā)生大規(guī)模突水突泥，突泥量約突泥，突泥量約20002000立方立方(lfng)(lfng)，突，突水量約水量約300300立方立方(lfng)/(lfng)/小時(shí)，淤積長小時(shí)，淤積長度度150150米，造成多名作業(yè)人員遇難。突泥米，造成多名作業(yè)人員遇難。突泥點(diǎn)對(duì)應(yīng)地表坍陷，陷坑面積點(diǎn)對(duì)應(yīng)地表坍陷，陷坑面積300300平方米，平方米，深深2

6、020米。突泥點(diǎn)埋深米。突泥點(diǎn)埋深8080米。該災(zāi)害屬斷米。該災(zāi)害屬斷層突水突泥災(zāi)害。層突水突泥災(zāi)害。第19頁/共51頁第十九頁，共51頁。大規(guī)模突泥后照片大規(guī)模突泥后照片(zhopin)(zhopin)第20頁/共51頁第二十頁，共51頁。突水突泥后地表突水突泥后地表(dbio)(dbio)坍陷照片坍陷照片第21頁/共51頁第二十一頁，共51頁。 （9 9）貴昆鐵路六沾段六盤水隧道）貴昆鐵路六沾段六盤水隧道 2010 2010年年2 2月月5 5日，六盤水隧道出口開挖日，六盤水隧道出口開挖到到632632米（米（DK248+228DK248+228），后方），后方170170米位置米位置初期

7、支護(hù)初期支護(hù)(zh h)(zh h)（工（工20b20b）破壞坍方，）破壞坍方，長度約長度約5050米，造成米，造成8 8名施工人員被困。該名施工人員被困。該段為充填粘土夾塊石溶腔，前期施工時(shí)連段為充填粘土夾塊石溶腔，前期施工時(shí)連續(xù)發(fā)生小型坍方，采取超前大管棚并注漿續(xù)發(fā)生小型坍方，采取超前大管棚并注漿加固后通過。坍方點(diǎn)埋深約加固后通過。坍方點(diǎn)埋深約100100米。該災(zāi)米。該災(zāi)害屬巖溶處理通過后坍方災(zāi)害。害屬巖溶處理通過后坍方災(zāi)害。第22頁/共51頁第二十二頁，共51頁。坍方坍方(tn (tn fng)fng)照片照片第23頁/共51頁第二十三頁，共51頁。2 2 突水突泥工程特征分析突水突泥工

8、程特征分析 對(duì)以上九個(gè)隧道，從對(duì)以上九個(gè)隧道，從“地地質(zhì)特征、工序環(huán)節(jié)、預(yù)測預(yù)報(bào)質(zhì)特征、工序環(huán)節(jié)、預(yù)測預(yù)報(bào)、工程處理、工程處理”四個(gè)方面進(jìn)行四個(gè)方面進(jìn)行(jnxng)(jnxng)災(zāi)害分析。災(zāi)害分析。第24頁/共51頁第二十四頁，共51頁。 （1 1）地質(zhì)特征）地質(zhì)特征 水是災(zāi)害發(fā)生的根源。水是災(zāi)害發(fā)生的根源。 隧道埋深大，處于高壓狀態(tài)。隧道埋深大，處于高壓狀態(tài)。 隧道穿越溶洞、斷層破碎隧道穿越溶洞、斷層破碎(p (p su)su)帶或接觸帶等不良地質(zhì)體。帶或接觸帶等不良地質(zhì)體。 綜合來看，綜合來看，“高壓、富水、不良地高壓、富水、不良地質(zhì)質(zhì)”三者不利組合是誘發(fā)突水突泥突石三者不利組合是誘發(fā)突

9、水突泥突石災(zāi)害的地質(zhì)條件。災(zāi)害的地質(zhì)條件。第25頁/共51頁第二十五頁，共51頁。 （2 2）工序環(huán)節(jié)）工序環(huán)節(jié) 災(zāi)害主要發(fā)生在開挖災(zāi)害主要發(fā)生在開挖(ki w)(ki w)或清淤兩個(gè)工序環(huán)節(jié)?；蚯逵賰蓚€(gè)工序環(huán)節(jié)。 （3 3）預(yù)測預(yù)報(bào)）預(yù)測預(yù)報(bào) 從災(zāi)害結(jié)果來看，幾座隧道突從災(zāi)害結(jié)果來看，幾座隧道突水突泥的規(guī)模都非常大。加強(qiáng)地質(zhì)水突泥的規(guī)模都非常大。加強(qiáng)地質(zhì)超前預(yù)測預(yù)報(bào)，溶腔或斷層等不良超前預(yù)測預(yù)報(bào)，溶腔或斷層等不良地質(zhì)是可以發(fā)現(xiàn)的。地質(zhì)是可以發(fā)現(xiàn)的。第26頁/共51頁第二十六頁，共51頁。 （4 4）工程處理）工程處理 九座隧道中：九座隧道中： 野三關(guān)隧道是突發(fā)性災(zāi)野三關(guān)隧道是突發(fā)性災(zāi)害。害。

10、 圓梁山圓梁山(lin shn)(lin shn)、梁山梁山(lin shn)(lin shn)、白云三、白云三座隧道是先發(fā)生小型突水突座隧道是先發(fā)生小型突水突泥，在處理過程中發(fā)生大規(guī)泥，在處理過程中發(fā)生大規(guī)模突水突泥造成災(zāi)害。模突水突泥造成災(zāi)害。 馬鹿箐、大支坪、象山馬鹿箐、大支坪、象山三座隧道是注漿加固開挖時(shí)三座隧道是注漿加固開挖時(shí)發(fā)生災(zāi)害。發(fā)生災(zāi)害。第27頁/共51頁第二十七頁，共51頁。 六盤水隧道是溶腔采用大管棚六盤水隧道是溶腔采用大管棚注漿加固通過后發(fā)生災(zāi)害。注漿加固通過后發(fā)生災(zāi)害。 云霧山隧道是超前探孔時(shí)，孔云霧山隧道是超前探孔時(shí)，孔口口(kn ku)(kn ku)未安設(shè)閘閥造成

11、災(zāi)害未安設(shè)閘閥造成災(zāi)害。 從發(fā)生災(zāi)害的幾種類型來看，在從發(fā)生災(zāi)害的幾種類型來看，在復(fù)雜地質(zhì)條件下，應(yīng)在超前預(yù)報(bào)、復(fù)雜地質(zhì)條件下，應(yīng)在超前預(yù)報(bào)、涌出物處理、注漿質(zhì)量和開挖支護(hù)涌出物處理、注漿質(zhì)量和開挖支護(hù)等方面予以加強(qiáng)。等方面予以加強(qiáng)。第28頁/共51頁第二十八頁，共51頁。 綜合綜合(zngh)(zngh)以上分析，發(fā)生以上分析，發(fā)生災(zāi)害的原因主要體現(xiàn)在以下三個(gè)災(zāi)害的原因主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：方面： 未發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)源未發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)源 發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)源，但技術(shù)方案不發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)源，但技術(shù)方案不合理。合理。 發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)源，但施工管理措發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)源，但施工管理措施不到位。施不到位。第29頁/共51頁第二十九頁，共51頁

12、。3 3 突水突泥災(zāi)害防范與應(yīng)對(duì)突水突泥災(zāi)害防范與應(yīng)對(duì) 要防止突水突泥災(zāi)害的發(fā)生要防止突水突泥災(zāi)害的發(fā)生，必須做好以下兩項(xiàng)重要工作，必須做好以下兩項(xiàng)重要工作：一是風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別：一是風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別(shbi)(shbi)與與評(píng)估，二是風(fēng)險(xiǎn)的控制與規(guī)避評(píng)估，二是風(fēng)險(xiǎn)的控制與規(guī)避。第30頁/共51頁第三十頁，共51頁。3.13.1風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別與評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別與評(píng)估 （1 1）設(shè)計(jì)單位根據(jù)地質(zhì)勘察）設(shè)計(jì)單位根據(jù)地質(zhì)勘察(knch)(knch)資料進(jìn)行隧道風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分資料進(jìn)行隧道風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分，制定技術(shù)措施。，制定技術(shù)措施。 （2 2）由建設(shè)單位組織風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并）由建設(shè)單位組織風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并制定高風(fēng)險(xiǎn)安全防范管理專

13、項(xiàng)機(jī)制。制定高風(fēng)險(xiǎn)安全防范管理專項(xiàng)機(jī)制。 （3 3）對(duì)風(fēng)險(xiǎn)隧道進(jìn)行超前預(yù)報(bào)專項(xiàng)）對(duì)風(fēng)險(xiǎn)隧道進(jìn)行超前預(yù)報(bào)專項(xiàng)設(shè)計(jì)，納入工序管理。尤其要加強(qiáng)超設(shè)計(jì)，納入工序管理。尤其要加強(qiáng)超前鉆孔和超前炮孔鉆探。前鉆孔和超前炮孔鉆探。第31頁/共51頁第三十一頁，共51頁。 （4 4）設(shè)計(jì)單位作出水文監(jiān)測專項(xiàng)設(shè)）設(shè)計(jì)單位作出水文監(jiān)測專項(xiàng)設(shè)計(jì)（包括降雨量、涌水量、水壓），施計(jì)（包括降雨量、涌水量、水壓），施工單位負(fù)責(zé)實(shí)施，監(jiān)理單位負(fù)責(zé)核查工單位負(fù)責(zé)實(shí)施，監(jiān)理單位負(fù)責(zé)核查(h ch)(h ch)。 （5 5）施工單位對(duì)超前鉆孔和水文監(jiān)）施工單位對(duì)超前鉆孔和水文監(jiān)測的真實(shí)性負(fù)責(zé)，監(jiān)理單位全過程旁站測的真實(shí)性負(fù)責(zé)，監(jiān)理單

14、位全過程旁站，設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)地質(zhì)和水文綜合分析。，設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)地質(zhì)和水文綜合分析。第32頁/共51頁第三十二頁，共51頁。 （6 6）施工過程中，預(yù)報(bào)到）施工過程中，預(yù)報(bào)到溶腔或斷層等異常時(shí)，由建溶腔或斷層等異常時(shí)，由建設(shè)單位組織論證，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)設(shè)單位組織論證，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。方案未制定評(píng)估。方案未制定(zhdng)(zhdng)前，施工單位不前，施工單位不得將掌子面爆開。得將掌子面爆開。第33頁/共51頁第三十三頁，共51頁。3.23.2風(fēng)險(xiǎn)的控制與規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的控制與規(guī)避 （1 1）超前預(yù)報(bào)探測到溶腔或斷層）超前預(yù)報(bào)探測到溶腔或斷層時(shí)，以及發(fā)生小型涌泥時(shí)，由建設(shè)單時(shí)，以及發(fā)生小型涌泥時(shí)，由建設(shè)單位組

15、織研究確定重大技術(shù)方案。方案位組織研究確定重大技術(shù)方案。方案制定應(yīng)廣泛聽取參建各方建議制定應(yīng)廣泛聽取參建各方建議(jiny)(jiny)，必要時(shí)邀請(qǐng)專家論證。，必要時(shí)邀請(qǐng)專家論證。方案選擇應(yīng)把安全放在首位。方案選擇應(yīng)把安全放在首位。 （2 2）對(duì)極其復(fù)雜的溶腔或斷層，）對(duì)極其復(fù)雜的溶腔或斷層，應(yīng)進(jìn)行迂回繞避、增設(shè)泄水洞、釋能應(yīng)進(jìn)行迂回繞避、增設(shè)泄水洞、釋能降壓和注漿加固等方案的預(yù)設(shè)計(jì)，進(jìn)降壓和注漿加固等方案的預(yù)設(shè)計(jì)，進(jìn)行多方案比選。行多方案比選。第34頁/共51頁第三十四頁，共51頁。 （3 3）參建各方必須嚴(yán)格執(zhí)行確定的）參建各方必須嚴(yán)格執(zhí)行確定的技術(shù)技術(shù)(jsh)(jsh)方案，落實(shí)實(shí)施責(zé)

16、任制和方案，落實(shí)實(shí)施責(zé)任制和追究責(zé)任制。方案調(diào)整必須履行相關(guān)追究責(zé)任制。方案調(diào)整必須履行相關(guān)程序。程序。 （4 4）高風(fēng)險(xiǎn)隧道必須建立進(jìn)洞條件）高風(fēng)險(xiǎn)隧道必須建立進(jìn)洞條件、進(jìn)洞記錄、視頻監(jiān)控、聲光報(bào)警、進(jìn)洞記錄、視頻監(jiān)控、聲光報(bào)警、應(yīng)急照明、安全逃生、洞內(nèi)抽排水等應(yīng)急照明、安全逃生、洞內(nèi)抽排水等安全保障措施。安全保障措施。第35頁/共51頁第三十五頁，共51頁。第36頁/共51頁第三十六頁，共51頁。 【齊岳山隧道巖溶及斷層處理案例】【齊岳山隧道巖溶及斷層處理案例】 齊岳山隧道全長齊岳山隧道全長10.52810.528公里，隧道進(jìn)口公里，隧道進(jìn)口施工中揭示大小溶洞施工中揭示大小溶洞(rngdn

17、g)187(rngdng)187個(gè)，其個(gè)，其中中2222個(gè)規(guī)模較大。穿越長個(gè)規(guī)模較大。穿越長253253米的高壓富水米的高壓富水?dāng)鄬?。隧道施工中，?yán)格實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化管理斷層。隧道施工中，嚴(yán)格實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化管理，隧道安全建成，未發(fā)生任何災(zāi)害。，隧道安全建成，未發(fā)生任何災(zāi)害。第37頁/共51頁第三十七頁，共51頁。629629溶腔處理溶腔處理(chl)(chl) 2006 2006年年5 5月月2626日，隧道進(jìn)日，隧道進(jìn)口開挖到口開挖到23742374米（米（DK363+629DK363+629），通過地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，探），通過地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，探測到測到629629充水溶腔。溶腔縱向充水溶腔。溶腔縱向長長1

18、2m12m，最大水壓，最大水壓0.68MPa0.68MPa。為制定方案，現(xiàn)場加強(qiáng)超前為制定方案，現(xiàn)場加強(qiáng)超前鉆探，判斷溶腔型態(tài)，進(jìn)行鉆探，判斷溶腔型態(tài)，進(jìn)行綜合水文地質(zhì)分析。綜合水文地質(zhì)分析。 第38頁/共51頁第三十八頁，共51頁。水文地質(zhì)：溶腔主要受地表水文地質(zhì)：溶腔主要受地表(dbio)(dbio)洼地洼地降雨補(bǔ)給，匯水面積約降雨補(bǔ)給，匯水面積約6 6平方公里。平方公里。第39頁/共51頁第三十九頁，共51頁。 經(jīng)注漿試驗(yàn)經(jīng)注漿試驗(yàn)(shyn)(shyn)，該溶腔采用注漿處，該溶腔采用注漿處理難度大，確定采取釋能降壓方案處理。理難度大，確定采取釋能降壓方案處理。 2009 2009年年1

19、010月月2626日平導(dǎo)貫通后，通過日平導(dǎo)貫通后，通過1010個(gè)鉆個(gè)鉆孔以孔以30003000立方立方/ /小時(shí)排量控制放水，共放水小時(shí)排量控制放水，共放水6565萬方，水壓力由萬方，水壓力由0.43MPa0.43MPa逐漸下降，穩(wěn)定逐漸下降，穩(wěn)定在在0.01MPa0.01MPa后，對(duì)該溶腔爆破。后，對(duì)該溶腔爆破。 釋能降壓后，溶腔水通過橫通道排入平導(dǎo)釋能降壓后，溶腔水通過橫通道排入平導(dǎo)?；撞扇〖訌?qiáng)板梁通過，確保運(yùn)營安全?；撞扇〖訌?qiáng)板梁通過，確保運(yùn)營安全。 第40頁/共51頁第四十頁，共51頁。溶腔放水溶腔放水(fn (fn shu)shu)降壓照片降壓照片第41頁/共51頁第四十一頁，共

20、51頁。溶腔釋能降壓溶腔釋能降壓(jin y)(jin y)錄像錄像第42頁/共51頁第四十二頁，共51頁。溶腔釋能降壓溶腔釋能降壓(jin (jin y)y)后照片后照片第43頁/共51頁第四十三頁，共51頁。F11F11斷層處斷層處理理 F11 F11斷層斷層寬寬253253米，埋米，埋深深270270米，由米，由構(gòu)造角礫巖構(gòu)造角礫巖、碎裂巖和、碎裂巖和斷層泥組成斷層泥組成(z chn)(z chn)，超前探孔，超前探孔單孔最大涌單孔最大涌水量水量18001800立立方方/ /小時(shí)，水小時(shí)，水壓力壓力2.3MPa2.3MPa。地面地面(dmin)(dmin)衛(wèi)星照衛(wèi)星照片片第44頁/共51頁第四十四頁，共51頁。 F11F11超前探孔錄像超前探孔錄像第45頁/共51頁第四十五頁，共51頁。 針對(duì)針對(duì)F11F11斷層，制定了斷層，制定了“分水降分水降壓、注漿加固、交替推進(jìn)、帶水作業(yè)壓、注漿加固、交替推進(jìn)、帶水作業(yè)”總體施工原則?，F(xiàn)場組織專業(yè)化注總體施工原則。現(xiàn)場組織專業(yè)化注漿隊(duì)伍漿隊(duì)伍(du wu)(du wu