鐵路隧道工程建設(shè)技術(shù)培訓(xùn)課件

提高認(rèn)識創(chuàng)新理念建好鐵路隧道

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關(guān)注重點(diǎn)抓住難點(diǎn)掌握要點(diǎn)干出亮點(diǎn)Contents目錄1鐵路隧道基本情況

2軟巖隧道技術(shù)

3巖溶隧道技術(shù)

4瓦斯隧道技術(shù)

5清淤和搶險(xiǎn)救援

6洞口施工1鐵路隧道基本情況1鐵路隧道基本情況

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1.1鐵路隧道建設(shè)情況截止2015年，鐵路運(yùn)營隧道12162座、總長度10647公里，居世界第一。1鐵路隧道基本情況

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鐵路在建隧道3400多座，規(guī)劃隧道4300多座。我國鐵路隧道發(fā)展趨勢：向西部、沿海發(fā)展數(shù)量越來越多長度越來越長地質(zhì)越來越復(fù)雜風(fēng)險(xiǎn)越來越高管理越來越難1鐵路隧道基本情況

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我國在建鐵路隧道分布1鐵路隧道基本情況

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1.2鐵路隧道安全情況近十年我國鐵路隧道安全統(tǒng)計(jì)1鐵路隧道基本情況

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近10年來，鐵路隧道發(fā)生安全事故66起，死亡196人，傷亡較大，令人悲痛。2010年中國鐵路總公司下發(fā)了【120號文】，對隧道步距進(jìn)行紅線管理，對隧道的安全一定程度上起到了積極的作用。2014年中國鐵路總公司下發(fā)了【監(jiān)控量測信息化管理]，對隧道的安全起到了重要的作用。1鐵路隧道基本情況

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1.3鐵路隧道運(yùn)營病害情況

2013年至今3年多時(shí)間內(nèi)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，共有28座運(yùn)營隧道發(fā)生了病害，造成列車停運(yùn)或限速，社會影響很大。病害的處理難度大、費(fèi)用高，據(jù)統(tǒng)計(jì)，隧道處理費(fèi)用為10-100萬元/延長米，經(jīng)濟(jì)損失很大，社會影響很壞。1鐵路隧道基本情況

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近三年我國運(yùn)營鐵路隧道病害統(tǒng)計(jì)1鐵路隧道基本情況

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近三年我國運(yùn)營鐵路隧道病害分類1鐵路隧道基本情況

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1.3.1基底病害

主要引起隧道內(nèi)無砟軌道上拱，列車被迫限速。隧道基底病害主要原因有三類：水害（5處）。地表強(qiáng)降雨（100mm以上）后，隧道防排水體系無法滿足要求。

設(shè)計(jì)質(zhì)量（2處）。仰拱設(shè)計(jì)不足，隧道運(yùn)營數(shù)年后，基底上鼓。

施工質(zhì)量（2處）。仰拱未按設(shè)計(jì)要求施工到位，厚度不夠。1鐵路隧道基本情況

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基底病害1鐵路隧道基本情況

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1.3.2拱墻病害

主要引起隧道接觸網(wǎng)短路，列車被迫限速。隧道拱墻病害主要原因有兩類：水害（10處）。隧道滲漏水。

施工質(zhì)量（2處）。隧道拱部襯砌空洞、隧道襯砌開裂掉塊。1鐵路隧道基本情況

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拱墻病害（水害）1鐵路隧道基本情況

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拱墻病害（混凝土質(zhì)量）1鐵路隧道基本情況

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長大段落拱墻病害處治1鐵路隧道基本情況

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1.3.3結(jié)構(gòu)破壞

引起隧道無法安全行車，列車被迫停運(yùn)或限速。隧道結(jié)構(gòu)破壞主要原因有兩類：

設(shè)計(jì)質(zhì)量（4處）。滑坡、偏壓、溶洞等地質(zhì)問題，設(shè)計(jì)時(shí)未引起充分重視。

變更設(shè)計(jì)問題（1處）。施工時(shí)地質(zhì)較好，發(fā)生變更。長期運(yùn)營后，邊界條件發(fā)生變化。

地方原因（1處）。地方棄碴引起隧道結(jié)構(gòu)破壞。1鐵路隧道基本情況地表開裂滑坡引起結(jié)構(gòu)破壞洞內(nèi)開裂掉塊1鐵路隧道基本情況

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巖溶水引起結(jié)構(gòu)破壞1鐵路隧道基本情況

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膨脹巖引起結(jié)構(gòu)破壞1鐵路隧道基本情況

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1.3.4降雨災(zāi)害地表強(qiáng)降雨后發(fā)生泥石流，經(jīng)斜井救援通道沖入隧道，堵塞道路，引起隧道無法安全行車。地表泥石流經(jīng)救援通道進(jìn)入隧道1鐵路隧道基本情況

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救援通道隔離門脫落其它

1鐵路隧道基本情況

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1.4特長鐵路隧道工期情況我國已建10公里以上特長鐵路隧道工期統(tǒng)計(jì)1鐵路隧道基本情況

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1.5鐵路隧道主要研究的問題

技術(shù)問題

安全問題質(zhì)量問題工期問題投資問題

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人（工具和技術(shù)）地（水、火、土）2軟巖隧道技術(shù)2軟巖隧道技術(shù)2.1軟巖隧道的施工難點(diǎn)塌方問題大變形問題2軟巖隧道技術(shù)鄭西客專南山口隧道塌方（2007年）2軟巖隧道技術(shù)貴廣鐵路東科嶺隧道涌砂塌方（2010年）2軟巖隧道技術(shù)集包鐵路新旗下營隧道塌方（2010年）2軟巖隧道技術(shù)山西中南通道東川一號隧道塌方（2011年）2軟巖隧道技術(shù)蘭渝鐵路楊家灣隧道塌方（2011年）2軟巖隧道技術(shù)蘭渝鐵路桃樹坪隧道塌方（2012年）2軟巖隧道技術(shù)吉圖琿客專小盤嶺1號隧道塌方（2014年）2軟巖隧道技術(shù)云桂鐵路富寧隧道塌方（2014年）2軟巖隧道技術(shù)寶蘭客專陽坡莊隧道塌方（2014年）2軟巖隧道技術(shù)蘭渝鐵路胡麻嶺隧道塌方（2014年）2軟巖隧道技術(shù)莞惠城際松山湖隧道突泥塌方（2016年）2軟巖隧道技術(shù)從鐵路隧道安全事故統(tǒng)計(jì)來看，塌方事故造成的傷害比例為所有事故：

約50%2軟巖隧道技術(shù)蘭渝鐵路高地應(yīng)力軟巖隧道大變形2軟巖隧道技術(shù)西成客專高地應(yīng)力軟巖隧道大變形2軟巖隧道技術(shù)成蘭鐵路高地應(yīng)力軟巖隧道大變形2軟巖隧道技術(shù)麗香鐵路高地應(yīng)力軟巖隧道大變形2軟巖隧道技術(shù)2.2軟巖隧道設(shè)計(jì)技術(shù)體系坍落拱理論2軟巖隧道技術(shù)各級圍巖塌方頻率（日本）2軟巖隧道技術(shù)各級圍巖塌落拱平均高度（日本）2軟巖隧道技術(shù)2軟巖隧道技術(shù)2軟巖隧道技術(shù)2.3軟巖隧道施工關(guān)鍵技術(shù)

三超前四到位一強(qiáng)化

2軟巖隧道技術(shù)

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三超前：超前預(yù)報(bào)、超前加固、超前支護(hù)

四到位：工法選擇到位、支護(hù)措施到位、快速封閉到位、襯砌跟進(jìn)到位

一強(qiáng)化：強(qiáng)化量測

2軟巖隧道技術(shù)

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責(zé)任主體預(yù)報(bào)方法預(yù)報(bào)費(fèi)用

2.3.1超前預(yù)報(bào)2軟巖隧道技術(shù)地質(zhì)素描、水平超前鉆探：方法簡單、直觀，準(zhǔn)確率高地質(zhì)雷達(dá)：有效探測距離約為15m，分辨率為0.4m，預(yù)報(bào)誤差受天線與掌子面的耦合、鋼架與臺車的干擾等因素影響，準(zhǔn)確率不高。單價(jià)約為167元/延米隧道。2軟巖隧道技術(shù)紅外探水：由于地下水與圍巖的溫差小，且混凝土水化熱效應(yīng)時(shí)間長，掩蓋了水和其他熱源形成的異常，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率低，難以達(dá)到預(yù)期的預(yù)報(bào)效果。單價(jià)約為44元/延米隧道。2軟巖隧道技術(shù)地質(zhì)情況預(yù)測預(yù)報(bào)方法地質(zhì)法物探法鉆探法長鉆孔/個(gè)短鉆孔/個(gè)一般地段地質(zhì)素描較復(fù)雜地段地質(zhì)素描地震波法復(fù)雜地段地質(zhì)素描地震波法1～35～10極復(fù)雜地段地質(zhì)素描地震波法3～6(一孔取芯)10～20建議方法2軟巖隧道技術(shù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)信息化（急需研究開發(fā)）2軟巖隧道技術(shù)

專業(yè)隊(duì)伍（專業(yè)問題專業(yè)化解決）首選地表（進(jìn)度問題得到解決）2.3.2超前加固2軟巖隧道技術(shù)宜萬鐵路齊岳山隧道砂巖高壓裂隙水（水壓3.2MPa，2005年）2軟巖隧道技術(shù)宜萬鐵路齊岳山隧道F11高壓富水?dāng)鄬樱ㄋ畨毫Γ?008年）2軟巖隧道技術(shù)贛韶鐵路牛欄崗隧道斷層破碎帶（2011年）2軟巖隧道技術(shù)山西中南通道太行山隧道水平巖富水寬張裂隙（水壓力0.6MPa，周邊有水庫，2013年）2軟巖隧道技術(shù)吐庫二線中天山隧道閃長巖超高壓富水節(jié)理密集帶（水壓力6.3MPa，2013年）2軟巖隧道技術(shù)牡綏鐵路雙豐隧道第三系飽水泥巖（2013年）2軟巖隧道技術(shù)蘭新第二雙線大梁隧道接觸帶（2014年）2軟巖隧道技術(shù)織畢鐵路蔡家寨隧道斷層破碎帶（2015年）2軟巖隧道技術(shù)寶蘭客專馬鞍梁隧道淺埋破碎帶（地表注漿，埋深8-13米，2014年)2軟巖隧道技術(shù)成貴鐵路鐵盔山隧道斷層帶（地表注漿，埋深45-65米，2014年)2軟巖隧道技術(shù)寶蘭客專石鼓山隧道淺埋常年河溝（地表注漿，埋深8-18米，2015年）2軟巖隧道技術(shù)南龍鐵路森保隧道淺埋破碎帶（地表注漿，埋深55-85米，2015年)2軟巖隧道技術(shù)鐵路隧道地表垂直注漿加固情況統(tǒng)計(jì)序號隧道名稱注漿段落長度

/m埋深

/m注漿后開挖進(jìn)度

/(m/d)1成貴鐵路鐵盔山隧道9545-652.12寶蘭客專石鼓山隧道808-181.33京沈客專遼西隧道5642-481.54武九鐵路吳家鋪隧道698-101.45南龍鐵路森寶隧道8855-851.46南龍鐵路林邦隧道2230-361.72軟巖隧道技術(shù)2.3.3超前支護(hù)超前大管棚施工（有管棚工作間）2軟巖隧道技術(shù)宜萬鐵路齊岳山隧道F11斷層有管棚工作間施工2軟巖隧道技術(shù)超前大管棚施工（無管棚工作間）2軟巖隧道技術(shù)宜萬鐵路齊岳山隧道F11斷層無管棚工作間施工2軟巖隧道技術(shù)2.3.4開挖工法圍巖級別中國歐洲超前支護(hù)措施開挖工法超前支護(hù)措施開挖工法Ⅰ級、Ⅱ級——全斷面法——全斷面法Ⅲ級——臺階法超前大管棚Ⅳ級超前小導(dǎo)管三臺階法玻纖錨桿掌子面加固Ⅴ級超前小導(dǎo)管注漿三臺階臨時(shí)仰拱法、中隔壁法超前大管棚+玻纖錨桿掌子面加固Ⅵ級中隔壁法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法超前周邊預(yù)注漿+超前大管棚+玻纖錨桿掌子面加固2軟巖隧道技術(shù)意大利軟巖隧道加固后全斷面開挖2軟巖隧道技術(shù)三臺階七步流水開挖工法2軟巖隧道技術(shù)分步開挖工法2軟巖隧道技術(shù)2.3.5初期支護(hù)支護(hù)鋼架（意大利）2軟巖隧道技術(shù)錨桿（日本）2軟巖隧道技術(shù)錨桿施工（日本）錨桿施工（挪威）2軟巖隧道技術(shù)錨桿施工（中國）成蘭鐵路京張鐵路2軟巖隧道技術(shù)濕噴混凝土2軟巖隧道技術(shù)2.3.6初期支護(hù)快速封閉臺階法施工受力體系轉(zhuǎn)換2軟巖隧道技術(shù)初期支護(hù)變形的時(shí)間-空間效應(yīng)2軟巖隧道技術(shù)初期支護(hù)變形的工法效應(yīng)2軟巖隧道技術(shù)全環(huán)開挖工法（Ⅳ級圍巖，C工法，成蘭鐵路)近期鐵路隧道創(chuàng)建的仰拱快速閉環(huán)系列工法2軟巖隧道技術(shù)一臺式下部一次成環(huán)開挖工法（Ⅳ-Ⅴ級圍巖，

AC工法，麗香鐵路)2軟巖隧道技術(shù)兩臺式下部一次成環(huán)開挖工法（Ⅴ級圍巖，ABC工法)石質(zhì)隧道（麗香鐵路）土質(zhì)隧道（蒙華鐵路）2軟巖隧道技術(shù)上臺左右分開、下部一次成環(huán)開挖工法（Ⅴ-Ⅵ級圍巖，AAC工法，成貴鐵路）2軟巖隧道技術(shù)2.3.7二次襯砌（襯砌質(zhì)量問題）武廣高鐵X隧道襯砌拱頂空洞2軟巖隧道技術(shù)武廣高鐵X隧道襯砌拱頂空洞2軟巖隧道技術(shù)武廣高鐵X隧道襯砌拱頂空洞2軟巖隧道技術(shù)鄭西高鐵X隧道襯砌拱頂空洞2軟巖隧道技術(shù)鄭西高鐵X隧道襯砌拱頂空洞2軟巖隧道技術(shù)宜萬鐵路X隧道襯砌掉塊2軟巖隧道技術(shù)1、爆破成型2、防水板鋪設(shè)3、原材料控制4、澆筑過程5、過程監(jiān)控6、及時(shí)檢測7、帶模注漿8、及時(shí)驗(yàn)收預(yù)防隧道襯砌空洞注意事項(xiàng)2軟巖隧道技術(shù)仰拱快速移動模架提高隧道襯砌質(zhì)量的工裝與工藝2軟巖隧道技術(shù)自行式仰拱棧橋2軟巖隧道技術(shù)襯砌端頭模板2軟巖隧道技術(shù)超聲波焊接固定防水板2軟巖隧道技術(shù)水溝電纜槽滑模施工2軟巖隧道技術(shù)2.2.8監(jiān)控量測拱頂下沉監(jiān)測水平收斂監(jiān)測傳統(tǒng)監(jiān)控量測方法2軟巖隧道技術(shù)C服務(wù)器（安裝服務(wù)器端軟件）PC監(jiān)控客戶端1PC監(jiān)控客戶端2PC監(jiān)控客戶端n手機(jī)監(jiān)控客戶端1手機(jī)監(jiān)控客戶端2手機(jī)監(jiān)控客戶端n............（安裝客戶端軟件）自動預(yù)警處理發(fā)送預(yù)警短信CFCFC信息化監(jiān)控量測技術(shù)2軟巖隧道技術(shù)巖石破壞理論（日本）：巖石為0.1%～2.5%土質(zhì)為1.3%～4.0%

2軟巖隧道技術(shù)數(shù)值理論2軟巖隧道技術(shù)圍巖級別ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ變形速率/（mm/d）＜0.10.1～1.01.0～3.03.0～5.05.0～10.0＞10.0荷載等級小中大很大極大非常大圍巖級別與變形速度、荷載等級關(guān)系

2軟巖隧道技術(shù)圍巖級別安全等級正常（綠色）預(yù)警二級（黃色）預(yù)警一級（紅色）變形總量/mm變形速率/（mm/d）變形總量/mm變形速率/（mm/d）變形總量/mm變形速率/（mm/d）Ⅲ級＜40＜540～805～10＞80＞10Ⅳ級＜5050～100＞100Ⅴ級、Ⅵ級＜7575～150＞150鐵路隧道位移與變形速率安全等級

2軟巖隧道技術(shù)中國鐵路總公司監(jiān)控量測信息化管理平臺管理一：變形風(fēng)險(xiǎn)信息2軟巖隧道技術(shù)管理二：項(xiàng)目排行信息2軟巖隧道技術(shù)管理三：專業(yè)人員信息2軟巖隧道技術(shù)管理四：月報(bào)動態(tài)信息2軟巖隧道技術(shù)對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的“三看”要求：一看數(shù)據(jù)。正常施工？加強(qiáng)措施？優(yōu)化設(shè)計(jì)？二看概率。分析安全管理水平。

概率范圍中心值概率等級描述概率等級＞0.31很可能50.03～0.30.1可能40.003～0.030.01偶然30.0003～0.0030.001不可能2＜0.00030.0001很不可能12軟巖隧道技術(shù)三看比例。分析上、中、下臺階發(fā)生變形的比例，對工法進(jìn)行必要的優(yōu)化。2軟巖隧道技術(shù)2.3高地應(yīng)力軟巖大變形隧道名稱地質(zhì)情況大變形情況巖性圍巖抗壓強(qiáng)度/MPa地應(yīng)力/MPa主應(yīng)力與隧道軸線夾角/°一般變形量/cm最大變形量/cm最大變形速率/(cm/d)陶恩公路隧道（奧地利）千枚巖0.4～1.616～275012020阿爾貝格公路隧道（奧地利）千枚巖1.2～2.91320～359011.5惠那山公路隧道（日本）頁巖1.7～4.010～1120～2556家竹箐隧道（中國）泥質(zhì)砂巖、頁巖及煤層1.78.5～1680～100210烏鞘嶺隧道（中國）千枚巖0.73329～5340～8012016.82軟巖隧道技術(shù)特點(diǎn)：陡傾型曲線

變形速率大持續(xù)時(shí)間長總變形量大2軟巖隧道技術(shù)瑞士圣哥達(dá)隧道高地應(yīng)力軟巖大變形處治理念2軟巖隧道技術(shù)2軟巖隧道技術(shù)高地應(yīng)力軟巖隧道大變形“釋放-約束法”處治理念2軟巖隧道技術(shù)高地應(yīng)力軟巖分級問題2軟巖隧道技術(shù)高地應(yīng)力軟巖隧道圍巖級別巖體主要特征預(yù)測變形量/cm隧道實(shí)例巖石類別巖層厚度/cm地質(zhì)構(gòu)造巖層走向與隧道洞軸線夾角高軟Ⅰ級千枚巖、板巖、頁巖、泥巖、砂巖、凝灰?guī)r≥5受地質(zhì)構(gòu)造影響輕微，層間結(jié)合緊密，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較完整～較破碎，泥化夾層不發(fā)育。＜15木寨嶺高軟Ⅱ級＜5受地質(zhì)構(gòu)造影響輕微，層間結(jié)合緊密，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較完整～較破碎，泥化夾層不發(fā)育。≥45°15～25紙坊、天池坪高軟Ⅲ級千枚巖、板巖、頁巖、泥巖、砂巖、凝灰?guī)r＜5受地質(zhì)構(gòu)造影響輕微，層間結(jié)合緊密，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較完整～較破碎，泥化夾層不發(fā)育。＜45°單線25～40雙線25～50哈達(dá)鋪、馬家山炭質(zhì)千枚巖、炭質(zhì)板巖、炭質(zhì)頁巖泥化夾層發(fā)育，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎～破碎同寨高軟Ⅳ級構(gòu)造擠壓破碎帶巖層產(chǎn)狀紊亂或薄片狀巖層，構(gòu)造裂隙發(fā)育單線≥40雙線≥50毛羽山、兩水2軟巖隧道技術(shù)破壞準(zhǔn)責(zé)2軟巖隧道技術(shù)釋放技術(shù)：利用預(yù)留變形量釋放應(yīng)力高地應(yīng)力軟巖隧道圍巖級別單線隧道雙線隧道預(yù)留補(bǔ)強(qiáng)空間/cm初期支護(hù)允許變形量/cm預(yù)留變形量/cm預(yù)留補(bǔ)強(qiáng)空間/cm初期支護(hù)允許變形量/cm預(yù)留變形量/cm高軟Ⅰ級0～51515～205～101520～25高軟Ⅱ級5～101520～2510～151525～30高軟Ⅲ級10～151525～3015～251530～40高軟Ⅳ級15～251530～4025～351540～50釋放-約束控制技術(shù)2軟巖隧道技術(shù)臺階法施工拱腳內(nèi)移變形侵限

2軟巖隧道技術(shù)約束措施一：加強(qiáng)初支約束措施二：強(qiáng)鎖拱腳約束措施三：及時(shí)閉環(huán)約束措施四：動態(tài)補(bǔ)強(qiáng)2軟巖隧道技術(shù)加強(qiáng)初支一：不同支護(hù)剛度初期支護(hù)變形對比2軟巖隧道技術(shù)加強(qiáng)初支二：不同品種噴射混凝土初期支護(hù)變形對比2軟巖隧道技術(shù)加強(qiáng)初支三：滯后式雙層支護(hù)2軟巖隧道技術(shù)加強(qiáng)鎖腳：拱腳部位大變形鋼架扭曲2軟巖隧道技術(shù)及時(shí)閉環(huán)約束變形2軟巖隧道技術(shù)管理等級一級二級三級單線隧道雙線隧道單線隧道雙線隧道變形量拱頂下沉＜15cm、水平收斂＜30cm（當(dāng)兩側(cè)變形不均勻時(shí)，單側(cè)變形量＜15cm）拱頂下沉15～20cm、水平收斂30～40cm（當(dāng)兩側(cè)變形不均勻時(shí)，單側(cè)變形量15～20cm）拱頂下沉15～25cm、水平收斂30～50cm（當(dāng)兩側(cè)變形不均勻時(shí)，單側(cè)變形量15～25cm）拱頂下沉≥20cm、水平收斂≥40cm（當(dāng)兩側(cè)變形不均勻時(shí)，單側(cè)變形量≥20cm）拱頂下沉≥25cm、水平收斂≥50cm（當(dāng)兩側(cè)變形不均勻時(shí)，單側(cè)變形量≥25cm）管理狀態(tài)正常警戒應(yīng)急處理措施正常施工徑向?qū)Ч茏{補(bǔ)強(qiáng)、網(wǎng)噴混凝土補(bǔ)強(qiáng)增設(shè)臨時(shí)仰拱、增設(shè)套拱高應(yīng)力軟巖隧道施工大變形安全控制等級管理3巖溶隧道技術(shù)3巖溶隧道技術(shù)中國碳酸鹽巖分布圖

3巖溶隧道技術(shù)3.1巖溶隧道的施工難點(diǎn)突水突泥問題3巖溶隧道技術(shù)典型案例：渝懷鐵路圓梁山隧道

2002年9月10日，圓梁山隧道進(jìn)口正洞開挖到3414米處。掌子面爆破后揭示溶腔口，有少量黃泥擠出。會商后準(zhǔn)備施做混凝土擋墻，突然發(fā)生大規(guī)模突水突泥，最大涌水量710立方/小時(shí)，瞬間突泥4200立方，淤積隧道244米。突水突泥造成9名作業(yè)人員遇難，工程損失慘重，影響施工近一年之久。突泥點(diǎn)埋深550米。3巖溶隧道技術(shù)開始突泥大規(guī)模突泥3巖溶隧道技術(shù)3巖溶隧道技術(shù)超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)問題？突水突泥后該做什么工作？工程災(zāi)害時(shí)如何逃生？如何處理類似地質(zhì)工程？值得思考的幾個(gè)問題：3巖溶隧道技術(shù)宜萬鐵路別巖槽隧道2004年9月11日，別巖槽隧道出口開挖到348米處。掌子面鉆孔時(shí)，炮眼孔射水，施工人員迅速撤離。隨后掌子面爆開，突發(fā)大規(guī)模涌水，突水峰值流量3.6萬立方/小時(shí)，洞口涌水高度1.8米，持續(xù)40分鐘后穩(wěn)定為500立方/小時(shí)。該次突水將洞內(nèi)設(shè)備席卷而出，沖垮洞口場地，使上下游居民用水受到影響，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。3巖溶隧道技術(shù)場地沖垮、暗河斷流設(shè)備沖毀3巖溶隧道技術(shù)別巖槽隧道溶腔3巖溶隧道技術(shù)

2006年1月21日，馬鹿箐隧道出口平導(dǎo)開挖到3174米處。注漿加固后開挖出碴時(shí)，突然發(fā)生突水突泥，最大涌水量72萬立方/小時(shí)，瞬間突泥8萬立方，淤積平導(dǎo)1600米，正洞1000米，造成11名作業(yè)人員遇難，經(jīng)濟(jì)損失巨大，影響施工一年之久。突泥點(diǎn)埋深400米。該災(zāi)害屬巖溶突水突泥災(zāi)害。宜萬鐵路馬鹿箐隧道3巖溶隧道技術(shù)3巖溶隧道技術(shù)3巖溶隧道技術(shù)值得思考的幾個(gè)問題：超前預(yù)報(bào)到巖溶時(shí)是堵還是排？如何評價(jià)注漿技術(shù)？不同掌子面的同步逃生預(yù)警問題？逃生應(yīng)急照明？如何組織逃生？3巖溶隧道技術(shù)

2007年8月5日，野三關(guān)隧道出口開挖到5444米處。出碴時(shí)，突然發(fā)生突水突泥突石，最大涌水量15萬立方/小時(shí)，瞬間涌出泥砂與塊石5萬立方，將洞內(nèi)機(jī)械設(shè)備沖出500米后扭曲解體，造成10名作業(yè)人員遇難，經(jīng)濟(jì)損失巨大，影響施工一年之久。突泥點(diǎn)埋深200米。該災(zāi)害屬巖溶突水突泥災(zāi)害。宜萬鐵路野三關(guān)隧道3巖溶隧道技術(shù)突水突泥突石機(jī)械設(shè)備解體3巖溶隧道技術(shù)3巖溶隧道技術(shù)值得思考的幾個(gè)問題：平導(dǎo)對正洞超前預(yù)報(bào)作用是否有效？發(fā)生災(zāi)害時(shí)不同工作面逃生方式？3巖溶隧道技術(shù)6個(gè)施工原則6項(xiàng)安全措施

5項(xiàng)施工技術(shù)8種結(jié)構(gòu)型式3.2巖溶隧道施工關(guān)鍵技術(shù)3巖溶隧道技術(shù)3.3巖溶隧道施工原則●原則1：“平導(dǎo)超前、盡快貫通”原則?！裨瓌t2：“平導(dǎo)超前、正洞跟進(jìn)”原則。正洞與平導(dǎo)協(xié)調(diào)施工，反對平導(dǎo)長距離獨(dú)頭掘進(jìn)，原則上平導(dǎo)超前正洞不大于500m?！裨瓌t3：“迂回處理”原則。平導(dǎo)遇到特大巖溶，應(yīng)優(yōu)先考慮迂回導(dǎo)坑。確實(shí)沒有條件或工作量特別大時(shí)，才考慮處理。3巖溶隧道技術(shù)●原則4：避免“孤軍深入”原則。平導(dǎo)遇到特大巖溶開挖時(shí)，由平導(dǎo)后端拐入正洞施工的獨(dú)頭作業(yè)面原則上應(yīng)停止?！裨瓌t5：“兩端夾擊”原則。正洞遇到特大巖溶時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮迂回措施，實(shí)現(xiàn)兩端夾擊加固，待平導(dǎo)貫通后處理?！裨瓌t6：盡量避免“反坡開挖”原則。反坡隧道施工遇到特大巖溶，存在突水突泥可能時(shí)，應(yīng)重新分析隧道工期，如工期能保證，原則上采取反坡加固，順坡開挖揭示。3巖溶隧道技術(shù)3.4巖溶隧道安全措施

安全措施1：制定安全進(jìn)洞條件根據(jù)日降雨量、水壓力、洞內(nèi)排水量等實(shí)行進(jìn)洞安全等級管理，確定進(jìn)洞施工警戒條件，確保施工人員絕對安全。3巖溶隧道技術(shù)宜萬鐵路馬鹿箐隧道安全等級管理安全等級降雨量/mm水壓力/MPa泄水洞排水量/(m3/h)安全狀態(tài)施工措施一（綠色）＜100.11000正常日常措施，正常施工。二（黃色）10～200.152500警戒加強(qiáng)觀測，做好洞內(nèi)外溝通，正常施工。三（紅色）＞200.23000應(yīng)急停工，人員機(jī)械設(shè)備撤離。3巖溶隧道技術(shù)宜萬鐵路齊岳山隧道安全等級管理安全等級降雨量/mm洞內(nèi)排水量/(m3/h)安全狀態(tài)施工措施一（綠色）＜152000正常日常措施，正常施工。二（黃色）15～254500警戒加強(qiáng)觀測，做好洞內(nèi)外溝通，正常施工。三（紅色）＞256000應(yīng)急停工，人員機(jī)械設(shè)備撤離。3巖溶隧道技術(shù)安全措施2：加強(qiáng)安全培訓(xùn)對現(xiàn)場人員進(jìn)行技術(shù)交底和安全交底，進(jìn)行安全培訓(xùn)，使現(xiàn)場人員了解工程，知道風(fēng)險(xiǎn)，知道遇到風(fēng)險(xiǎn)后怎么辦。

安全措施3：設(shè)置專職安全員

設(shè)置專職安全員，負(fù)責(zé)啟動風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，并組織疏散撤離。3巖溶隧道技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)征兆辨識掌子面有硬塑狀粘土擠出、泥砂流出；掌子面有掉塊，并不斷嚴(yán)重；出水部位滲流水量不斷逐漸增大，并呈股狀；掌子面后部變形量增大，并有掉塊現(xiàn)象。3巖溶隧道技術(shù)順坡隧道撤離線路示意圖3巖溶隧道技術(shù)反坡隧道撤離線路示意圖3巖溶隧道技術(shù)安全措施4：安裝防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、聲光報(bào)警系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)、應(yīng)急通訊。宜萬鐵路齊岳山隧道施工監(jiān)控系統(tǒng)3巖溶隧道技術(shù)安全措施5：備足逃生裝備

隧道內(nèi)應(yīng)備足逃生裝備疏散通道自救裝備

3巖溶隧道技術(shù)安全措施6：建立長期監(jiān)控系統(tǒng)

對規(guī)模大的溶腔進(jìn)行結(jié)構(gòu)長期監(jiān)測，保證溶腔的結(jié)構(gòu)長期安全。3巖溶隧道技術(shù)3.5巖溶隧道施工技術(shù)技術(shù)1：超前預(yù)報(bào)技術(shù)技術(shù)2：注漿加固技術(shù)技術(shù)3：迂回繞避技術(shù)技術(shù)4：分水降壓技術(shù)技術(shù)5：釋能降壓技術(shù)3巖溶隧道技術(shù)技術(shù)3：迂回繞避技術(shù)遇到規(guī)模較大的巖溶時(shí)，處理時(shí)間長，施工風(fēng)險(xiǎn)高，特別是反坡時(shí)，稍有不慎，會導(dǎo)致淹井災(zāi)害，影響全隧施工組織。因此，繞避技術(shù)在風(fēng)險(xiǎn)隧道遇到規(guī)模較大巖溶時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮，以開辟新的工作面。同時(shí)，平導(dǎo)或泄水洞遇到規(guī)模較大的巖溶，原則上不處理，采取繞避。3巖溶隧道技術(shù)3巖溶隧道技術(shù)技術(shù)4：泄水降壓技術(shù)

對于高壓狀態(tài)，既使隧道采取了注漿堵水，開挖風(fēng)險(xiǎn)也是很大的。因此，為降壓注漿后開挖風(fēng)險(xiǎn)，可通過鉆孔方式，或者設(shè)置高位泄水洞，對隧道注漿加固圈外實(shí)施泄水降壓，以確保隧道開挖處理低水壓狀態(tài)。3巖溶隧道技術(shù)渝懷鐵路圓梁山隧道泄水降壓方案（2003年）3巖溶隧道技術(shù)宜萬鐵路齊岳山隧道泄水降壓方案（2008年）3巖溶隧道技術(shù)廈深鐵路梁山隧道泄水降壓方案（2010年）3巖溶隧道技術(shù)蘭新第二雙線大梁隧道泄水降壓方案（2014年）3巖溶隧道技術(shù)懷邵衡鐵路巖摩鞍隧道泄水降壓方案（2016年）3巖溶隧道技術(shù)技術(shù)5：釋能降壓技術(shù)

釋能降壓技術(shù)是針對復(fù)雜的高壓富水充填溶腔所采取的有計(jì)劃、有目的的精確爆破揭示，釋放溶腔所存儲的能量，降低施工及運(yùn)營過程中水土壓力對隧道的安全風(fēng)險(xiǎn)，之后，根據(jù)溶腔情況進(jìn)行針對性結(jié)構(gòu)處理。

3巖溶隧道技術(shù)

釋能降壓技術(shù)由查找溶腔、判釋溶腔、鎖定溶腔、打開溶腔、處治溶腔五個(gè)步驟組成。通過工程實(shí)踐，總結(jié)出“探介質(zhì)、鎖邊界、選時(shí)機(jī)、精爆破、嚴(yán)監(jiān)控、暢排放、細(xì)處理、勤檢查”二十四字施工技術(shù)要點(diǎn)。3巖溶隧道技術(shù)第一步：查找溶腔采用水平鉆探和物探等技術(shù)手段進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)，確定隧道前方是否存在溶腔。第二步：判釋溶腔分析巖溶地質(zhì)、水文、規(guī)模、環(huán)境特征，確定溶腔發(fā)育狀態(tài)。根據(jù)溶腔規(guī)模和性質(zhì)，選擇注漿法或釋能降壓法。3巖溶隧道技術(shù)馬鹿箐隧道隧道選線時(shí)避開了暗河主系統(tǒng)暗河水系3巖溶隧道技術(shù)第三步：鎖定溶腔

●采用超前水平鉆孔進(jìn)行溶腔邊界的初步確定。3巖溶隧道技術(shù)●采用均勻布孔、局部強(qiáng)化的鉆探方法，確定巖盤前方溶腔邊界。

3巖溶隧道技術(shù)第四步：打開溶腔●確定巖盤厚度。采用工程類比、理論計(jì)算、數(shù)值回歸方法確定巖盤安全厚度。根據(jù)宜萬鐵路巖溶地質(zhì)、水文地質(zhì)及開挖斷面條件，通過工程類比、理論計(jì)算、數(shù)值回歸等方法，確定巖盤安全厚度一般為2.5～3m。3巖溶隧道技術(shù)●精確爆破。通過巖盤爆破前的厚度修正、鉆孔爆破與洞室爆破方法的選擇、爆破參數(shù)的合理確定，實(shí)現(xiàn)巖盤一次安全爆破揭示。①近接巖盤爆破修正在近接巖盤段，逐漸修正到巖盤安全厚度。1～2倍洞徑段循環(huán)進(jìn)尺不超過2m。1倍洞徑內(nèi)循環(huán)進(jìn)尺1.5～1m為宜，直至修正到巖盤安全厚度。3巖溶隧道技術(shù)②爆破方案根據(jù)不同充填物，泥砂型選用鉆孔爆破方案，淤泥型選用鉆孔與洞室組合爆破方案。3巖溶隧道技術(shù)第五步：處治溶腔溶腔打開后的三種情況完全釋放水釋放、充填物部分釋放水釋放、充填物未釋放3巖溶隧道技術(shù)完全釋放回填護(hù)拱法處治溶腔3巖溶隧道技術(shù)水釋放、充填物部分釋放清方置換法處治溶腔3巖溶隧道技術(shù)水釋放、充填物未釋放充填物穩(wěn)定時(shí)采取臺階法開挖3巖溶隧道技術(shù)充填物不穩(wěn)定時(shí)采取超前加固方法處治3巖溶隧道技術(shù)2）永久泄水洞導(dǎo)排設(shè)置永久泄水洞，對高壓巖溶水進(jìn)行導(dǎo)排，確保隧道結(jié)構(gòu)運(yùn)營安全。3）支護(hù)結(jié)構(gòu)對高壓富水充填溶腔的支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，采用加強(qiáng)型襯砌。3巖溶隧道技術(shù)4）工后監(jiān)測對溶腔段隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓力、應(yīng)力、位移、沉降，水壓、水量監(jiān)測。3巖溶隧道技術(shù)3.6巖溶隧道結(jié)構(gòu)處理型式

結(jié)構(gòu)型式1：巖溶管道處理標(biāo)準(zhǔn)模式3巖溶隧道技術(shù)結(jié)構(gòu)型式2：巖溶管道引排水標(biāo)準(zhǔn)模式3巖溶隧道技術(shù)結(jié)構(gòu)型式3：隧道底部板跨處理模式3巖溶隧道技術(shù)結(jié)構(gòu)型式4：隧道底部鋼管樁處理模式3巖溶隧道技術(shù)結(jié)構(gòu)型式5：隧道底部樁基承臺處理模式3巖溶隧道技術(shù)結(jié)構(gòu)型式6：隧道底部回填路基處理方案3巖溶隧道技術(shù)結(jié)構(gòu)型式7：隧道頂部立柱支頂處理模式3巖溶隧道技術(shù)立柱支頂3巖溶隧道技術(shù)結(jié)構(gòu)型式8：護(hù)罩-拱跨處理模式4瓦斯隧道技術(shù)4瓦斯隧道技術(shù)煤礦方面1942年4月26日遼寧本溪煤礦瓦斯爆炸，死亡1549人2007年12月6日山西洪洞煤礦瓦斯爆炸，死亡105人2009年11月21日黑龍江鶴崗新興煤礦瓦斯爆炸，死亡108人2010年3月31日河南伊川煤礦瓦斯爆炸，死亡108人據(jù)國家安監(jiān)總局和國家煤礦安全監(jiān)察局統(tǒng)計(jì)，僅2011年上半年，我國煤礦瓦斯事故62起，死亡245人。瓦斯爆炸是煤礦、鐵路、公路等地下工程建設(shè)中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一，施工中極易發(fā)生災(zāi)難性的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。4瓦斯隧道技術(shù)鐵路方面1959年1月27日滇黔鐵路巖腳寨隧道瓦斯爆炸，死亡34人；1994年4月3日達(dá)成鐵路炮臺山隧道瓦斯爆炸，死亡13人。公路方面2005年12月22日四川都汶高速公路董家山隧道瓦斯爆炸，死亡44人。4瓦斯隧道技術(shù)四川都汶高速公路董家山隧道瓦斯爆炸4瓦斯隧道技術(shù)瓦斯爆炸基本條件瓦斯?jié)舛纫鹪囱鹾?瓦斯隧道技術(shù)瓦斯隧道施工關(guān)鍵技術(shù)（四個(gè)加強(qiáng)、四個(gè)必須）：加強(qiáng)管理，必須控制火源進(jìn)洞加強(qiáng)改裝，必須確保機(jī)電防爆加強(qiáng)通風(fēng)，必須保證通風(fēng)質(zhì)量加強(qiáng)監(jiān)測，必須確保達(dá)標(biāo)施工4瓦斯隧道技術(shù)必須控制火源進(jìn)洞4瓦斯隧道技術(shù)改裝設(shè)備必須防爆改裝部位改裝部位4瓦斯隧道技術(shù)必須確保隧道通風(fēng)質(zhì)量4瓦斯隧道技術(shù)必須確保達(dá)標(biāo)施工（0.3%、0.5%、1.0%）5清淤和搶險(xiǎn)救援5清淤和搶險(xiǎn)救援隧道發(fā)生突水突泥后，不進(jìn)行清淤難以恢復(fù)施工。但清淤風(fēng)險(xiǎn)極高，稍有不慎，極易發(fā)生規(guī)模更大的突水突泥，甚至出現(xiàn)人員傷亡。因此，突水突泥后，不應(yīng)貿(mào)然清淤。必須對清淤風(fēng)險(xiǎn)評估。計(jì)算合理清淤長度，預(yù)留可靠淤泥安全距離，原則上不少于10米。清淤前應(yīng)制定施工組織。清淤過程中隨時(shí)觀察，及時(shí)封堵。清淤時(shí)宜采取臺階法。盡量減小清淤斷面。5.1隧道突水突泥后清淤5清淤和搶險(xiǎn)救援典型突水突泥隧道清淤統(tǒng)計(jì)隧道名稱突泥量/m3

淤積長度/m 清淤情況南嶺 11550177 地表垂直注漿封擋后清淤圓梁山4200 329 清淤距離掌子面179m處封閉馬鹿箐 80000 2600 地表施作洞內(nèi)堵水塞后清淤野三關(guān) 50000 500 清淤距離掌子面38m處封閉