隧道施工塌方關(guān)門原因分析及預(yù)防措施

1、隧道施工塌方關(guān)門原因分析及預(yù)防措施一、隧道塌方關(guān)門原因分析發(fā)生塌方事故的隧道，往往集中在那些圍巖級別差的地段，主要 集中在IV、V、VI級圍巖等不良地質(zhì)隧道中，根據(jù)以往施工經(jīng)驗，分 析起來主要有以下原因：1、主觀原因：1）對初支已閉合地段發(fā)生關(guān)門的原因可能地質(zhì)條件太差或者初 支施作不到位。2）對初支未閉會地段發(fā)生關(guān)門事件的大多因初支仰拱距掌子面 距離過大或開挖下導(dǎo)與仰拱方法錯誤。3）產(chǎn)生塌方的原因通常主要是地質(zhì)條件差，并且往往是實際地 質(zhì)條件比設(shè)計資料提供的地質(zhì)條件還要差，在圍巖發(fā)生變化后施工方 法未作出相應(yīng)的調(diào)整，二次襯砌沒有及時跟進是產(chǎn)生塌方的直接原 因。4）在隧道施工過程中圍巖頻繁的變化

2、致使想工序簡單化，存在 僥幸心理，沒有按照實際工法來施工，（如V級CD法，上中下，W 級上下開挖法）V級W級采用大開挖，每循環(huán)進尺太大，也是直接產(chǎn) 生塌方的主要原因。5）在施工過程中沒有按照各種圍巖的支護參數(shù)進行施工，超前 導(dǎo)管及錨桿的長度，數(shù)量，注漿效果。鋼支撐的間距。短斤缺兩，敷 衍了事也會致使隧道塌方。6）在圍巖破碎，地質(zhì)條件不好的施工過程中，鋼架聯(lián)接板的厚 度，鋼架的落腳都極其關(guān)鍵，鋼架的鎖腳等都應(yīng)符合設(shè)計，在圍巖自 穩(wěn)能力差，沉降大的隧道會產(chǎn)生隧道變形及塌方。7）在地質(zhì)條件不良地段已支護好的鋼架應(yīng)保持兩側(cè)水溝暢通，不 能有積水，經(jīng)常觀測鋼架的沉降，位移。沒有及時發(fā)現(xiàn)也容易產(chǎn)生隧 道掌

3、子面后方塌方。8）圍巖破碎，自穩(wěn)能力差，設(shè)計支護參數(shù)偏小，施工時未及時根 據(jù)圍巖情況聯(lián)系設(shè)計、業(yè)主對支護參數(shù)進行調(diào)整。部分業(yè)主不了解隧 道施工，調(diào)整的支護參數(shù)仍不滿足支護要求。9）未按照設(shè)計及規(guī)范要求進行支護施工，安全布距超標(biāo)。10）初支背后有空洞，未及時回填。11）初支混凝土面未及時鉆泄水孔，導(dǎo)致拱架背部破碎圍巖遇水失 去原有的自穩(wěn)能力，且重量增加。12）隧道監(jiān)控量測不到位，或已發(fā)現(xiàn)變形但未及時采取有效措施。13）采取背拱或徑向注漿等加固措施，但施工過程中存在以下問題：由于拱頂徑向注漿較為困難，施工人員不按要求打設(shè)注漿導(dǎo)管； 注漿導(dǎo)管未注漿；漿液水灰比未根據(jù)現(xiàn)場情況進行調(diào)整。2、客觀原因：1

4、）首先是思想意識不到，所有的塌方基本都有人為因素，即使 再差的圍巖。只要能認識到隱患的存在，每天如坐針氈，措施加上了， 監(jiān)控量測到位，責(zé)任心到了，都可以最大程度客服。2）其次是對圍巖了解不透，搞隧道必須要分析圍巖，針對圍巖 形式采用支護措施，真正做到巖變我變，例如日變形4cm采取長錨桿， 變形10cm采用雙層初支，軟弱不均采取單邊注漿加強等等。3）再次是爆破，爆破是隧道初支乃至全隧安全、質(zhì)量、進度的最 關(guān)鍵環(huán)節(jié)。爆破不好會伴隨著空洞、受力不均等現(xiàn)象容易發(fā)生安全事 故。4）再其次是監(jiān)控量測，必須重視，他是我們了解圍巖的眼睛，是 我們對癥下藥的處方。根據(jù)不同的數(shù)據(jù)采取不同的措施，做到及時、 準(zhǔn)確。

5、5）在其次是步距和循環(huán)時間。尤其是軟巖大變形，必須控制。循 環(huán)時間必須控制在12天以內(nèi)，步距方面仰拱步距在25m，二襯在50m， 雖然施工難度大，但這是確保安全的必勝法寶。6）在其次是管理、責(zé)任心、執(zhí)行力，各種投入要足7）未能真正理解、落實隧道安全九條。8）對新奧法理論認識不足現(xiàn)階段隧道的開挖都以新奧法理論為指導(dǎo)，但在實 際施工中，常存在未能按規(guī)定進行量測，或信息反饋不及時，導(dǎo)致決 策失誤，措施不力而造成塌方的現(xiàn)象。9）隧道發(fā)生較大的，關(guān)門型的塌方，客觀原因是地質(zhì)，支護， 監(jiān)控，背后的原因是管理，能力，責(zé)任心，上進心。形成大的塌方， 軟弱圍巖一般范圍較大，圍巖條件或軟、或碎、或散，或水，或存在

6、 未發(fā)現(xiàn)的不良地質(zhì)。一是有沒有認識到遇到這種地質(zhì)可能會發(fā)生大塌方。二是能不能準(zhǔn)確判識遇到的是這種地質(zhì)。一一地質(zhì)超前預(yù)報的必要性。三是支護的強度能否滿足，時間是否及時，是否真正支護（初支 空洞）。這樣好像都看不清。四就是監(jiān)控量測幫我們把支護看住，看看支護是否失效一一監(jiān)控 量測的重要性?？傊?，前面讓超前預(yù)報幫我們認識圍巖，后面讓監(jiān)控量測幫我們 看住支護，中間自己爭點氣，加強責(zé)任，把該做的事都做好，該制定 的，落實的措施都做到位。大型的，關(guān)門型的塌方是完全可以避免的。3、采用施工方法和措施不當(dāng)施工中經(jīng)常存在：施工方法與地質(zhì)條件不相適應(yīng)， 地質(zhì)條件發(fā)生變化，沒有及時改變施工方法；施工支護不及時；地層

7、暴露過久，引起圍巖松動、風(fēng)化；忽略了圍巖的變形規(guī)律，圍巖的變 形同時具有連續(xù)變形和突然變形的特征。當(dāng)開挖距離小于d（D為隧道 開挖寬度）時，圍巖兩端由于受到二次襯砌砼和開挖掌子面支撐的約 束作用，連續(xù)變形很小，主要是爆破后的受震動影響的突然變形，而 且在這個距離范圍內(nèi)由于襯砌和開挖面支承的空間效應(yīng)的影響，即 使初期支護抗力不足圍巖滑移力亦不至于失穩(wěn)，當(dāng)這個距離為1.5D 3D時，空間效應(yīng)的影響完全消失，初期支護抗力小于滑移力的問 題即刻暴露出來，圍巖急劇變形，極易引起塌方。4、施工工藝及操作欠規(guī)范，工程質(zhì)量不合格作業(yè)班組在施工過程中存在的工藝操作不符合施工技術(shù)規(guī)范要求，施工管理不到位，質(zhì)量意識

8、、安全意識不強也是造 成塌方的另一個重要原因。常發(fā)生的施工質(zhì)量問題有錨桿長度不足； 錨桿砂漿不飽滿或強度尤其早期強度不足；噴砼強度厚度達不到設(shè)計 要求；鋼支撐未完全由噴射砼包圍密實或鋼支撐與圍巖之間存在空隙 及鋼支撐未置于穩(wěn)定堅固的基礎(chǔ)上等。以上質(zhì)量問題直接造成支護抗 力未達到設(shè)計要求或圍巖未粘結(jié)緊密使無彎矩結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎矩而導(dǎo)致 塌方。二、預(yù)防隧道塌方關(guān)門措施1）在圍巖破碎，地質(zhì)條件不好的施工過程中，應(yīng)采取先排水， 短開挖，弱爆破，強支護，勤量測的一貫施工方針，并必須定出切實 可行的施工方案和安全措施。2）在施工過程中必須按照各種圍巖的支護參數(shù)進行施工，圍巖 自穩(wěn)能力差的地段該加強的應(yīng)加強，不能

9、一成不變。3）施工管理人員在地質(zhì)條件不好時應(yīng)對掌子面圍巖變化特征進 行分析及判斷，確保施工安全。4）加強初期支護，及時有效地完成噴錨支護，并考慮采用早強噴 射混凝土，早強錨桿和鋼支撐支護等措施。5）理論應(yīng)該基本差不多，關(guān)鍵是人，現(xiàn)場人的能力與責(zé)任心為關(guān) 鍵，先是心中有數(shù)，然后眼中有活，最后才是手中有招。6）應(yīng)知應(yīng)會體現(xiàn)能力，參數(shù)、步距、量測這些應(yīng)是基本能力，應(yīng) 該心中有數(shù)！軟巖施工方法基本明朗，重在落實！7）責(zé)任心體現(xiàn)在現(xiàn)場，再有能力不在現(xiàn)場不會發(fā)現(xiàn)問題，只有人 在現(xiàn)場或者對現(xiàn)場了然于胸，眼中才能有活，才能提前發(fā)現(xiàn)問題，手中有招，防控于未然！三、深刻認識熟知隧道新奧法理論：現(xiàn)階段隧道的開挖都以

10、新奧法理論為指導(dǎo)，但在實際施工中，常 存在未能按規(guī)定進行量測，或信息反饋不及時，導(dǎo)致決策失誤，措施 不力而造成塌方的現(xiàn)象。熟知新奧法理論，從根本上了解隧道施工過 程中存在的本質(zhì)問題，從而杜絕施工施工風(fēng)險。所謂新奧法，其基本 要點是：1）開挖作業(yè)宜采用對圍巖擾動較少的控制爆破技術(shù)和較少的開 挖步驟，避免過度破壞巖體的穩(wěn)定；2）隧道的開挖應(yīng)盡量利用圍巖的自承能力，充分發(fā)揮圍巖自身 的支護作用；3）根據(jù)圍巖特征，采用不同的支護類型和參數(shù)，及時施作密貼 于圍巖的柔性支護如鋼拱架，噴射混凝土和錨桿等，以控制圍巖的變 形和松弛；4）在軟弱破碎圍巖地段，使斷面及早閉合，以有效地發(fā)揮支護 體系的作用，保證隧道

11、的穩(wěn)定性；5）二次襯砌原則上是在圍巖和初期支護變形基本穩(wěn)定的條件下 修筑，使圍巖和支護結(jié)構(gòu)形成一個整體，從而提高了支護體系的安全 度；6）盡量使隧道斷面周邊輪廓圓順，避免棱角突變處應(yīng)力集中；7）通過施工中對圍巖和支護結(jié)構(gòu)的動態(tài)觀測，合理安排施工程 序，修正不合理的設(shè)計和進行日常施工管理。分析隧道塌方也即分析已支護圍巖受破壞的原因，就必須理解新奧法支護結(jié)構(gòu)設(shè)計原理，新奧法支護結(jié)構(gòu)設(shè)計原則為:、隧道圍巖形成塑性滑移楔體，造成支護結(jié)構(gòu)的剪力破壞；、支護結(jié)構(gòu)與圍巖粘結(jié)緊密，兩者共同工作，形成無彎矩結(jié)構(gòu)；、由錨桿，鋼支撐，噴砼等所提供的支護抗力，應(yīng)與塑性滑移楔 體的滑移力相平衡。從(2)可知，錨噴支護結(jié)構(gòu)要成為無彎矩結(jié)構(gòu)，其 前提是支護結(jié)構(gòu)與圍巖二者共同工作，二者須粘結(jié)緊密，而實際施工