隧道塌方案例分析

1、隧道塌方案例分析 原因：自然因素，主要是地質(zhì)和水文地質(zhì)的突然變化引起。實例：鐵營公路隧道。人為因素，主要管理不善、違章作業(yè)、施工方法不當(dāng)所致，實例：大團尖隧道等。處理原則：鞏固未坍地段處理坍方 處理方法：主要為注漿加固坍體前后地段及坍體拱部與周邊超前支護（管棚、小導(dǎo)管）分部小進尺開挖支護（環(huán)形開挖法或側(cè)壁導(dǎo)坑法） 施作仰拱和二襯。對于坍至地表的坍方，也可從地表進行注漿加固；對于高大的坍穴，一般先噴護巖面鋼構(gòu)支撐坍穴做護拱（護拱上填2-3m厚緩沖層）防水板二襯。坍 方 原因：大規(guī)模斷層并含膨脹性；高地應(yīng)力區(qū)，水平應(yīng)力垂直應(yīng)力。施工不當(dāng)，臺階過長未能及時封閉等。 處理：初期支護補強（打長錨桿、加密

2、錨桿間距、增加噴砼厚度、采用鋼纖維砼）；改變曲墻曲率；初期支護分幾層施作；二襯適時施作；加大預(yù)留變形量?？s小臺階長度，及時封閉成環(huán)。工程實例：家竹青隧道、烏梢?guī)X隧道。 大變形處理：阮家窯隧道一、塌方經(jīng)過 2008年4月30日下午6：30進口DK425+600DK425+632洞內(nèi)發(fā)現(xiàn)裂縫，初期支護噴砼隆起，支護表面大面積開裂、掉塊。在2008年5月1日上午發(fā)現(xiàn)洞頂?shù)乇沓霈F(xiàn)多道縱、橫向裂縫，裂縫達67cm，洞內(nèi)初期支護出現(xiàn)嚴(yán)重侵限情況。2008年6月1日收到設(shè)計院下發(fā)的阮家窯隧道進口支護侵限段施工方案圖。 2008年6月3日按施工方案圖先進行下臺階及仰拱、拱墻襯砌的施工，以滿足施工注意事項第三條

3、各工序距離要求。截止到2008年7月25日阮家窯隧道暗洞下臺階施工至DK425+620處（開累施工長度55米） ,仰拱施工到DK425+612處（開累施工長度47米），二次襯砌施工到DK425+588處（開累施工長度23米）。 2008年7月25日 23：30 時DK425+611DK425+632段初期支護出現(xiàn)新的微小裂縫，7月26日2：00裂縫開始發(fā)展，7月26日9：00逐漸增大，到11:00在上臺階拱架拱腳與下臺階拱架連接處發(fā)生嚴(yán)重變形突出情況。2008年7月26日設(shè)計代表、監(jiān)理、施工單位有關(guān)人員共同對現(xiàn)場進行察看后，確定現(xiàn)場處理方案：對已完成初期支護段由洞外向洞內(nèi)施做一倍洞徑長度的型鋼

4、鋼架護拱，型鋼護拱間用鋼筋焊接牢固。護拱的施做長度還需視支護變形情況而定，如果變形穩(wěn)定，可繼續(xù)向前支設(shè)護拱直至掌子面。現(xiàn)場形成的會議紀(jì)要并將會議紀(jì)要報送有關(guān)單位。塌方前已經(jīng)施工5米的型鋼鋼架護拱。 2008年7月28日2：007：00隧道DK425+600DK425+632段發(fā)生嚴(yán)重的塌方，塌方體將隧道整個斷面掩埋。地表在DK425+608.77DK425+627.35跨隧道中線出現(xiàn)縱向18.58m、橫向20.45m，深為約11.6米的形成漏斗形大坑（原有廢棄采石坑坍塌擴大形成）。受塌方體影響，地表沉陷處的靠山一側(cè)（隧道中線左側(cè)714.6米）外圍出現(xiàn)3條主要裂縫，裂縫寬度為15140cm，長度

5、達52米。該段隧道中心埋深1720.5米。塌方方量約2200立方米。二、塌方原因分析 1、在隧道進口地表DK425+610DK425+625有既有采石場，圖紙中沒有說明及任何處理措施。 2、內(nèi)蒙豐鎮(zhèn)地區(qū)6月7月期間，雨水明顯偏多，大于往年降雨量。2008年6月1日設(shè)計院下發(fā)的阮家窯隧道進口支護侵限段施工方案圖，對地表裂縫沒有明確處理方案，造成雨水下滲，影響隧道初期支護穩(wěn)定。 3、協(xié)作隊擅自在未達到設(shè)計院下發(fā)的阮家窯隧道進口支護侵限段施工方案圖各工序距離的情況下，擅自開挖掌子面，開挖上臺階里程為DK425+637DK425+640。 4、進口自2008年3月20日開挖上斷面施工，至2008年4月

6、30日施工上斷面DK425+565DK425+637，開工累計72米。初期支護長時間暴露，初期支護沒有及時成環(huán)封閉，二次襯砌沒有及時跟進。 5、進口段地質(zhì)情況為上斷面為粘土，下斷面為玄武巖，上斷面初期支護拱腳在粘土中。三、塌方處理方案 地表截水覆蓋處理，洞內(nèi)塌方體表面噴C15混凝土815cm，同時加固洞內(nèi)未塌段，DK425+588DK425+600段采用I20工字鋼套拱進行加固，套拱形式見下圖，間距0.5m/榀，拱部180度進行徑向注漿，鉆孔長度3m，擴散半徑2m，注漿壓力0.51.2MPa，漿液采用水泥漿。對坍碴掌子面進行C15噴混凝土815cm封閉。 地表回填，回填采用三七灰土，回填至原地

7、面，裂縫采用不透水的粘土填塞，并用防水幕布遮蓋地面塌方及裂縫影響段。從DK425+595開始隧道拱部120度范圍采用采用108大管棚超前支護，間距環(huán)向3根/m，每環(huán)施工長度10m，以提高施工速度。管棚搭接長度3m，外插腳3度，管內(nèi)用水泥砂漿注漿填充。管棚的兩個鋼管間打設(shè)42小導(dǎo)管（長度3.5m，縱向1.5m/環(huán)），并進行注漿加固地層，漿液采用水泥砂漿。拱部180度進行徑向注漿，鉆孔長度3m，擴散半徑2m，注漿壓力0.51.2MPa，漿液采用水泥漿。待漿液凝固后，在超前支護的保護下，對坍碴進行清理，每次開挖4m，及時對坍碴進行噴C15混凝土封閉，上臺階坍碴進行42小導(dǎo)管注漿，小導(dǎo)管間距2m2m，

8、 長度6m，縱向4m一循環(huán)，搭接2m。套拱形式 塌方段處理完成后采用未塌段加固方式處理剩余的段落至掌子面，初期支護及時封閉，未塌段換拱應(yīng)逐榀拆除，換拱方式參見阮家窯侵限處理方案圖。二次襯砌及時跟進，二次襯砌鋼筋加強，施做完成后地表夯填處理。 地表截水處理措施： 地表漏斗體外緣作截水天溝，遮蓋地表坍口，以防止山體地表水流入漏斗，根據(jù)提供的地表塌方示意圖，截水天溝長度約65m；地表應(yīng)加強監(jiān)控量測，出現(xiàn)裂縫繼續(xù)發(fā)展應(yīng)采取對地表陷坑坑口加撐處理，防止地表陷坑的規(guī)模擴大。 待洞內(nèi)坍方處理完畢，二次襯砌施做完成后，對地表坍口進行不透水的粘土夯填處理，回填高度應(yīng)高出原地面0.51m。 3、洞內(nèi)處理方案 （1

9、）將能施工的二次襯砌盡快施工完畢，在二次襯砌和塌方的掌子面之間的初期支護處，作型鋼套拱臨時支護，間距與初期支護相同，采用5米系統(tǒng)錨桿與初期支護連接。并進行噴射混凝土8cm封閉。 （2）洞內(nèi)塌方體采用噴射C25砼，厚度為15cm，進行封閉塌方體表面。 （3）待完全封閉以后，對塌方體及二次襯砌和塌方的掌子面之間采用42注漿小導(dǎo)管注漿加固。導(dǎo)管間距1.5m1.5m，長6m。注漿壓力控制在12kg。 （4）待注漿施工完畢，采取三臺階、預(yù)留核心土法施工，洞內(nèi)初期支護型鋼鋼架加密設(shè)置，間距為0.5米/榀，同時上臺階支護增加臨時仰拱，臨時仰拱采用I20工字鋼+噴射C25混凝土，厚度27cm，拱腳下采用型鋼墊

10、板。拱部以上采用孔深13m鉆桿后退式注漿，外插角10-15度。拱部開挖采用42注漿小導(dǎo)管長4.5m，環(huán)向3根/m，間距兩榀鋼架一環(huán)（1.0m），搭接3，5m，外插角15-35度。臺階高度控制在3m左右，臺階的長度控制在1-1.5倍洞徑。 （5）拱部以下，沿掌子面前方采用42小導(dǎo)管注漿加固，小導(dǎo)管外插角與線路縱向夾角3045度,小導(dǎo)管長6m梅花型布置，3根/m,縱向3m一個循環(huán),搭接3m。每施工一環(huán)小導(dǎo)管注漿加固，采用噴射C25砼，厚度為15cm，進行掌子面封閉。 （6）在處理塌方的同時，沿掌子面向后依次換撐，換撐的原則是拆一榀立一榀。所立型鋼拱架，嚴(yán)格按設(shè)計、規(guī)范施工。 4、地表塌穴處處理方案

11、 待塌方段二次襯砌施工完畢后，強度達到設(shè)計要求，對拱頂塌方部分進行回填。為提高竣工后安全運營系數(shù)，首先回填C25混凝土3m。后分層回填3：7灰土5米，每層回填夯實，每層回填厚度不大于0.5cm。頂部采用原狀土回填，以保護環(huán)境。五、塌方相關(guān)影像資料 阮家窯隧道進口洞頂裂縫 阮家窯隧道進口洞頂裂縫 阮家窯隧道進口洞外塌方情況 阮家窯隧道進口洞內(nèi)塌方情況 阮家窯隧道進口塌體噴護 阮家窯隧道進口塌方處理 阮家窯隧道進口塌方注漿 福生莊隧道一、塌方經(jīng)過 2008年8月19日22時，福生莊隧道DK572+915掌子面發(fā)生局部坍塌。2008年8月22日上午甲方、監(jiān)理、設(shè)計、施工四方共同對現(xiàn)場進行了勘察，并形

12、成了變更會議紀(jì)要。對該段進行加固處理，具體措施如下：對塌方影響段DK572+910+915段拱部120范圍內(nèi)采用42小導(dǎo)管法向?qū)Τ跗谥ёo加固，間距1.0m，長度4.0m；DK572+915+925段拱部120范圍內(nèi)采用42雙排小導(dǎo)管超前加固，環(huán)向間距0.4m，長度4.0m，搭接長度不得小于1.0m，外插角1030度。施工單位于當(dāng)日開始處理坍塌段，截止2008年8月26日，拱頂支護鋼架4榀，間距為0.5m。 在準(zhǔn)備施做DK572+910+915坍塌影響段徑向小導(dǎo)管加固時，發(fā)現(xiàn)新施做的4榀拱架變形突然加大，即撤離人員、機械，于2008年8月26日10時30分隨即發(fā)生坍塌形成二次塌方，掩埋整個掌子面

13、，洞外地表形成一個直徑約3.5m的漏斗形塌坑。二、塌方原因分析 1、本段位于巖質(zhì)較軟，且具有膨脹性，最近處于雨季有裂隙水下滲導(dǎo)致膨脹加大。 2、掌子面拱頂右側(cè)上臺階圍巖局部有夾層，在開挖完后有掉塊現(xiàn)象直至塌方。三、塌方處理方案 1、臨時措施：對洞外的塌陷處拉警戒線并在其上鋪設(shè)彩條布，在塌坑周圍布設(shè)截水措施防止雨水下滲，以免塌坑繼續(xù)擴大。 2、洞內(nèi)塌體附近Dk572+904914設(shè)I20b型鋼鋼架進行臨時支撐，間距1.0m/榀，鋼架底部置于牢固的基礎(chǔ)上，為防止鋼架下沉，在每榀鋼架拱腳部位設(shè)置4根42鎖腳錨管， Dk572+900910對已施做的初期支護拱部150進行徑向42小導(dǎo)管注漿加固，間距1

14、.01.0m；繼續(xù)施做尚未完成的Dk572+910915段的徑向小導(dǎo)管加固范圍擴大到拱部150。抓緊施做尚未施工的仰拱及二次襯砌，防止塌方進一步擴展，以確保施工安全。 3、Dk572+914934段采用108管棚對拱部150范圍內(nèi)進行預(yù)支護，管棚長度為20m，環(huán)向間距為40cm。詳見“大包（壹）隧變02-01、02”，結(jié)合管棚在拱部采用42超前小導(dǎo)管注漿對圍巖進行預(yù)支護加固，小導(dǎo)管長度為4m，環(huán)向間距為40cm，外插角控制在30度，拱部與管棚交錯布置，縱向搭接不得小于1.5m。對拱部采用R25中空錨桿對塌體進行徑向注漿加固以固結(jié)松散的塌方體。 4、Dk572+914934段全斷面設(shè)2榀/m I

15、20b型鋼鋼架，詳見“大包（壹）隧變02-06”，全斷面噴C25混凝土厚27。拱墻設(shè)8鋼筋網(wǎng)片，間距20cm，拱墻設(shè)R25中空錨桿，長4m，0.80.8m，梅花形布置，二次襯砌采用C30鋼筋混凝土襯砌，厚度55cm。 5、暗挖通過后，對地表塌陷部分及裂縫處分層夯填密實，填土表面1m深處采用三七灰土夯填，并高出原始地面，同時做好既有地面的順接，防止地表水下滲。為防止雨水滲入裂縫，現(xiàn)對其頂部臨時覆蓋防水板以免地表水下滲引起塌孔擴散，并在洞頂塌穴外10m處外修建一道截水溝。等二襯穿過塌方地段后即對地表塌腔進行密實回填，避免因存在孔洞而造成再次塌方，以確保施工及將來運營安全。四、塌方處理 首先是對洞內(nèi)

16、塌體附近Dk572+904914設(shè)I20b型鋼鋼架進行臨時支撐，間距1.0m/榀，鋼架底部置于牢固的基礎(chǔ)上，為防止鋼架下沉，在每榀鋼架拱腳部位設(shè)置4根42鎖腳錨管， Dk572+900910對已施做的初期支護拱部150進行徑向42小導(dǎo)管注漿加固，間距1.01.0m；繼續(xù)施做尚未完成的Dk572+910915段的徑向小導(dǎo)管加固范圍擴大到拱部150。 截至2008年8月29日，Dk572+904914段已經(jīng)按設(shè)計要求施工完畢，并且達到了預(yù)期的目的，確保已施工完成段落的穩(wěn)定，防止變形繼續(xù)擴展，消除了洞內(nèi)施工安全隱患，為DK572+914+934段施工提供了安全保障。w 自2008年8月28日起，現(xiàn)場根據(jù)大包電氣化改造工程福生莊隧道坍塌處理方案，安排采用兩部潛孔鉆機，在掌子面拱部150左右兩側(cè)對稱進行管棚鉆孔施工，日平均成孔3個，