范文一：【doc】公路浅埋土质隧道塌方原因分析

公路浅埋土质隧道塌方原因分析 150

公路与汽运Highways&AutomotiveApplications第3期 2005年6月

公路浅埋土质隧道塌方原因分析

王静法,徐伟

(1.温州市交通工程质量检督站,浙江温州325000;2.永嘉县交通工程公司,浙江永嘉325100)

摘要:某隧道由于地质条件差,傍山浅埋,覆盖层薄,围岩变化复杂,在开挖施工过程中发生

大规模塌方,塌方量迭11000m,文中分析了该隧道的塌方原因.介绍了塌方处理技术及经验.

关键词:隧道;塌方;浅埋土质:处理技术

中图分类号:U458.3文献标识码:B文章编号:1671—266812005)03—0150—02 1工程概况

浙江省某一级公路隧道,长1110m,净宽12

m,开挖跨度14.8m.根据地质详勘报告,出口段

有180m属于浅埋土质,土的物理力学性质变化大,

埋深高度由6m逐渐变化到16m,覆盖厚度与跨度

比为0.41,1.1,属于典型浅埋大跨度隧道.针对

该地质情况,在设计阶段采取围岩预加固和强支护

措施,施工中采用上半断面留核心土环形开挖法.

浅埋段地质情况:隧道位于一古沟谷中,地层变

化大,完整性,稳定性极差,为I类围岩.主要以粘

性土碎石,块石为主,结构松散.局部地段夹厚层状

软土,为灰黑色软流塑含砾砂亚粘土.隧道边墙下

部及仰拱位置主要为熔结凝灰岩,由强风化层逐渐

变化为弱风化层.基岩浅部节理发育,节理面充水, 第四系空隙水下渗至基岩接触面形成富水带,雨季 时水量较大.

2设计支护参数

K3+950,K3+770段为土质,浅埋隧道,采取 围岩预加固和加强初期支护措施.

2.1超前支护

出口K3+950,K3+920段,隧道埋深由6m 逐渐变化到10m,采用+108mm,长30m的大管 棚.环距50cm,设计注浆量为3.2m3.洞身K3+ 920,K3+770段.埋深由16m逐渐变化到10m, 采用似0mm的超前注浆小导管,单根长4.5m,环 距50cm.外插角25.,每隔一榀格栅式钢拱架(60 cm一榀)打一排小导管,设计注浆量为6.8m3.大 管棚和小导管注浆液均采用水泥一水玻璃双液. 2.2初期支护

初期支护为24.4cm的喷射砼,由外侧向内侧 依次为4cm的钢纤维喷射砼一钢筋网一16cm的 格栅式钢拱架一3cm的喷射砼.系统锚杆为忆2 mm的药包锚杆.考虑到隧道埋深不同,调整格栅 式钢拱架的环向主筋:K3+770,K3+920段,采用 忆2的?级钢筋;K3+920,K3+950段,采用忆5 的?级钢筋.初期支护仰拱封闭.

3隧道塌方

3.1塌方形成过程

塌方发生在K3+889,K3+860段,离出洞口 69m.2001年10月14日下午按计划对隧道K3+ 871.8左侧下断面施作格栅钢拱架二榀(含左侧仰 拱)和喷射砼.该段地质:上断面顶部为黑色淤泥,

拱腰格栅拱架钢板连接处以下1m为黄土,水量丰 富,下部为风化岩石.下午4:30分开始打眼,晚上 7:00下部风化岩爆破出渣,晚上8:30渣快出完时, 上断面K3+870处当天上午出现的一条环向细裂 缝开始明显扩大,立即组织人员抢险,架立下断面格 栅和封闭仰拱并喷射砼,在左侧下断面格栅拱腰处 打设6m临时斜支撑.在处理过程中发现K3+ 868.2,K3+861.4段已施作完初期支护上断面的 拱腰处出现土体向外挤的痕迹,并有两处出现1,2 m高的环向裂缝.10:40分K3+870处的环向裂缝 发展至顶部,拱部左侧出现纵向弯曲裂缝,并偶然有 喷射砼掉块现象.11:30分左侧环向裂缝明显增大 增多,下断面刚施作完的两榀格栅上部出现弯曲变 形.伴随着纵向裂缝的发展,顶部喷射砼掉块越来越 多,块体也越来越大,掌子面停止喷射砼.12:02分 塌方开始,土体随着上断面掌子面K3+861.4第一 榀格栅左侧向下涌出,然后由里向外产生大面积塌 方.塌方后的松散土体沿隧道出VI方向推进,直至 K3+917,形成斜面堆积体,充填已完成初期支护的

总第108期

公路与汽运

Highways&AutomotiveApplications151

隧道空间.

3.2塌方现状

塌方发生在K3+889,K3+860段,纵向长29 m,横向宽35m,塌方直至地表,塌方高13m,形成 漏斗状大坑.隧道塌方前,剩余39m尚未开挖施 工,东湾口上台阶K3+871.8,K3+861.6段已完

成开挖和初期支护,塌方后该段初期支护全部破坏, K3+889,K3+871.8段拱腰和拱顶位置的初期支 护部分或全部被破坏,仰拱未破坏.

3.3原因分析

1)土压力.塌方段隧道埋深为13m,覆跨比 为0.89,基本无偏压,围岩从地表向下依次为含砂 性黄土层8,10m,黑色淤泥质含砾砂软塑状粘土 层3,4m,粘性黄土层4,5m,风化岩.从掌子面 看,左侧和右侧上断面格栅钢拱架拱脚以下1m为 风化岩,且岩体沿开挖方向向上倾斜,坡度不大.这 种地质条件造成初期支护不但承受来自围岩的垂直 力与水平力,还承受来自围岩前方的轴向推力,这一 现象可从塌方前土体的变形特征及左侧拱腰部分格 栅钢拱架的变形情况得到验证.中铁隧道工程局资 深专家研究认为:当隧道在洞轴方向失去约束时,围 岩岩土体因洞轴向"体动"变形,使之进入"一维重力 的应力集中";变形方面,既有径向地压,又有洞轴的 推力.其荷载与结构比值由原始的1:1发展为8:1 的极其恶化状态.因此,轴向推力是造成这次塌方 的主要原因.

2)变形.由于采用上半断面留核心土环形开 挖法,台阶长度控制在10m以下,上半断面格栅架 立后,右侧拱脚立在风化岩上,而左侧立在含水量较 大的粘性黄土上,距下部风化岩还有1m,尽管左侧 格栅架立后,在底部设置了方木垫板,打设了锁脚锚 杆,但由于锚杆打在土体中,受力不好.由于上断面 拱脚约束力不够,引起拱脚向下向内变形,这种变形 引起软塑性的土体呈现流变性,引起大变形,大地压 及结构的整体失稳.量测资料也验证了这一推断,

上断面初期支护施作完成后,10d内拱顶和地表累 计下沉量分别达17.7cm和11cm,当初期支护仰 拱封闭后,结构马上趋于稳定.

3)水.隧道出口坡积层厚,地势平缓,植被茂 盛,地下水极为丰富,特别是风化岩与粘性黄土分界 处水量丰富.从现场看到,在不透水层风化岩斜面 上有几小股水向隧道工作面方向流,水的存在减少 了土石之间的摩擦系数,增大了轴向推力,加剧了围 岩的变形;同时由于台风降雨造成地下水补给充分, 土体吸水饱和,增大了地压荷载,且软化土体减少了 围岩自身的承载能力.水的因素也是造成土体失稳 的重要原因.

4)爆破震动.由于下半断面为岩石,所以开挖 时需进行爆破.采用毫秒雷管左侧下半断面1.2m 进尺一次起爆,爆破引起的震动导致瞬间巨大的松 动地压力,使围岩原有自承力减少,增大了初期支护 的荷载,使支护体系破坏.

5)台阶长度.出口段采用上半断面留核心土 环形开挖法,上下台阶的长度主要根据核心土和施 工机械的需要确定,9.4m上台阶长度,加之仰拱封 闭不及时,上半断面沉降量过大导致结构失稳. 6)现场信息反馈.虽然现在隧道设计,施工中 对周边围岩,水文地质进行调查勘查的手段已有很 大进步,但对围岩详细的节理,产状走向,水的渗流 场仍很难准确判定.目前超前预报技术和装备在我 国的应用不成熟,因而隧道工程相对风险较大,施工 中不确定因素较多,这也是难以控制塌方产生的原 因之一.

综上所述,不良的地质条件是引起隧道塌方的

根本原因,不当的施工方法是引起隧道塌方的重要 原因,现场信息反馈滞后是引起塌方的关键. 4结束语

隧道穿过浅埋土质,极度风化且已失岩性的松 散体或软弱土层时应严格按"管超前,严注浆,短进 尺,强支护,紧封闭,勤量测"18字方针组织施工. 开挖软弱围岩时应尽量减少对围岩的扰动;爆破时 应尽量少装炸药或采取微震爆破方法,短进尺,并采 用多次分层爆破.地下水对不良地质隧道施工的危 害极大,它不仅使施工条件恶化,而且软化岩层,促 使围岩丧失稳定性或导致软塑膨胀,增大地压,产生 塌方.因此,应慎重对待水害,加强治水工作. 参考文献:

[1]曹桢楹.管棚及注浆加固在隧道坍方治理中的应用 [A].中铁隧道工程局科学研究所第一届学术交流会 论文集[C].2000.

[2]国兆林.关于洋碰隧道粘土段的设计施工认识[A]. 隧道工程局大跨度隧道技术交流暨研讨会论文集[C]. 200】.

收稿日期:2005—04—19

范文二：浅埋隧道施工塌方原因分析及对策

浅埋隧道施工塌方的原因分析及对策

摘要：塌方事故在隧道工程施工中屡见不鲜，特别是浅埋段更是事故多发地段。本文对引发塌方事故的主要因素进行分析，并提出相关的处理建议，目的在于提高工程施工质量，确保施工安全。 关键词：隧道工程；塌方；应对措施

中图分类号：u45 文献标识码：a 文章编号：

近年来我国公路建设项目繁多，其中不乏隧道工程施工，虽然施工技术水平有了较以往有了很大进步，但是在实际工程施工中还是难免出现塌方事故，既造成财产损失，又威胁到施工人员的生命安全，应引起高度重视。因此，采取有效措施对塌方事故进行预防是十分必要的。

一、导致发生隧道浅埋段塌方冒顶事故的主要因素

1. 工程水文地质条件

在进行隧道设计以及隧道施工的过程中一定要充分考虑所在工程项目的水文地质条件情况。而对于隧道浅埋段来说，通常都是经过较长年代的变化发展逐渐形成的，受到了各种自然因素以及人为活动的影响。与此同时，还可能出现大量水的活动并深受其影响，由此可见，隧道浅埋段水文地质条件主要有三大特点，分别是复杂性、不确定性以及多样性等。到目前为止很多设计单位在开展地质工作的时候都会先从宏观认识逐渐到微观认识，采用从区域地质研究到工点地质研究的方法。如果隧道地质条件相对复杂，还需要在勘测的时候展开加深地质工作。此外，还进一步加强了对重要隧道的勘

范文三：浅埋隧道施工塌方原因分析及对策

浅埋隧道施工塌方原因分析及对策

韩永友

(中铁隧道集团一处有限公司 重庆 401121)

摘 要 塌方是隧道施工的常见事故 ,浅埋隧道又是隧道塌方事故的重灾区 。本文主要分析了浅埋隧道施工塌

方的主要原因 、特点并介绍了一些常用处理措施 。

关键词 浅埋隧道 施工 塌方 原因分析 对策

合理安排施工程序 ,修正不合理的设计和进行日常 1 引言 施工管理 。 “新奥法理论”核心在于动态设计与施

塌方是浅埋隧道施工中最为常见 、比较典型的工 ,但在

一种事故 ,给隧道施工带来极大危害 。塌方以其高 实际操作中 ,常存在未能按规定进行量测 ,或信息反 发性 、高危性严重威 胁着 工 程设 备和 人 员安 全 , 防 馈不及时 ,导致决策失误 、措施不力而造成塌方 。

() 2新奥法支护结构要点 塌 、治塌工作已成为浅埋隧道施工的首要问题 。

?支护结构与围岩粘结紧密 ,两者共同工作 ,形 2 塌方原因 成无弯矩结构 ;

我们知道 ,导致隧道塌方的原因主要可分为自 ?由锚杆 、钢支撑 、喷混凝土等所提供的支护抗 然因素与人为因素两部分 。对于浅埋隧道 ,自然因力 ,应与塑性滑移楔体的滑移力相平衡 。

对于 ?点 ,锚喷支护结构要成为无弯矩结构 ,其 素主要是岩体破碎导致的自稳能力差 、埋深浅易受

地表水影响等 ,而现阶段隧道的设计和开挖都以新 前提是支护结构与围岩二者共同工作 ,二者须粘结 奥法理论为指导 ,对浅埋隧道的设计和施工拥有丰 紧密 ,而实际施工中往往因为超挖严重而进行回填 ,

这样支护结构就不能有效地与围岩粘结紧密或因为 富的辅助手段 ,可以保证浅埋段隧道施工的安全顺

围岩表面光滑喷混凝土也无法 有效 与围 岩 粘结 紧 利 。总体上说来 ,施工中出现的绝大多数塌方事故

都属于人为因素造成的 ,归纳起来有以下三点 。 密 。由于上述原因 ,锚喷支护结构违背设计原则 ,存

在塌方隐患 。 2 . 1 对新奥法理论认识不足

(1) 新奥法基本要点 对于 ?点 ,围岩在施工锚喷支护后不断收敛而

最终趋于稳定的前提是支护抗 力大 于或 等 于滑 移 ?开挖作业宜采用对围岩扰动较少的控制爆破

力 。如果设计支护抗力小于滑移力或由于施工方法 技术和较少的开挖步骤 ,避免过度破坏岩体的稳定 ;

不当造成支护抗力小于滑移力 ,皆可导致塌方 。 ?隧道开挖应尽量利用围岩的自承能力 ,充分

发挥围岩自身的支护作用 ; 2 . 2 采用施工方法和措施不当 施工中经常存在施

?根据围岩特征 ,采用不同的支护类型和参数 , 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 ; 施 及时施作密贴于围岩的柔性支护如钢拱架 、喷射混

工支护不及时 ;地层暴露过久 ,引起围岩松动 、风化 ; 凝土和锚杆等 ,以控制围岩的变形和松弛 ;

忽略了围岩的变形规律 ,围岩变形同时具有连续变 ?在软弱破碎围岩地段 ,使断面及早闭合 ,以有

( 形和突然变形的特征 。当开挖距离小于 D D 为隧 效地发挥支护体系的作用 ,保证隧道的稳定性 ;

) 道开挖宽度时 ,围岩两端由于受到二次衬砌混凝土 ?二次衬砌原则上是在围岩和初期支护变形基

和开挖掌子面支撑的约束作用 ,连续变形很小 ,主要 本稳定的条件下修筑 ,使围岩和支护结构形成一个

是爆破后受震动影响的突然变形 ,而且在这个距离 整体 ,从而提高了支护体系的安全度 ;

?尽量使隧道断面周边轮廓圆顺 ,避免棱角突 范围内由于衬砌和开挖面支承的“空间效应”影响 ,

即使初期支护抗力不足 ,围岩滑移力亦不至于失稳 。 变处应力集中 ;

?通过施工中对围岩和支护结构的动态观测 , 当这个距离为 1 . 5D,3D 时 “, 空间效应”的影响完

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()公路隧道2009 年第 2 期 总第 66 期

全消失 ,初期支护抗力小于滑移力的问题即刻暴露:一般采取如下措施

() 出来 ,围岩急剧变形 ,极易引起塌方 。 1封闭塌体 ,加固塌体后方 。采用喷混凝土封

闭塌腔 ,其作用在于避免小石块松动掉落 ,进而引发 2 . 3 施工工艺及操作欠规范 ,工程质量不合格 施工

过程中存在的工艺操作不符合施工技术规 更大规模的塌方 ,而围岩变形也会及时反映在喷混凝 范要求 ,施工管理不到位 ,质量意识 、安全意识不强 土表面上 ,为准确判断围岩稳定提供依据 。在塌方后 也是造成塌方的另一个重要原因 。常发生的施工质 方 5,10m 范围采用钢支撑及小导管注浆进行加固 。

() 量问题有锚杆长度不足 、锚杆砂浆不饱满或强度尤 2塌方冒顶后 ,应及时对塌方漏斗地表周围进 其早期强度不足 、喷混凝土强度厚度达不到设计要 行截水 ,必要时搭避 雨 棚以 防地 表水 灌 入塌 体内 。 求 、钢支撑未完全由喷射混凝土包围密实或钢支撑 待洞内处理完毕后 ,采用土石夯填要略高出原地面 , 与围岩之间存在空隙及钢支撑未臵于稳定坚固的基 待填土下沉稳定后 ,用浆砌片石铺砌 。

() 3有条件的情况下 ,在塌体后方 5,10 m 范围 础上等 。以上质量问题直接造成支护抗力未达到设

施作二次模筑衬砌 ,较稳妥地稳固后方 ,并及时施作 计要求或围岩未粘结紧密 ,使无弯矩结构产生弯矩

而导致塌方 。 仰拱 ,使之形成完整的支护体系 ,以阻止围岩继续变

形坍塌 。 3 浅埋隧道塌方主要特点 4 . 2 塌体处理 塌体处理一般在初期处理完成后及

一般来说 ,浅埋隧道的最大埋深不超过 20 m ,其 塌方暂时达

围岩破 碎 、稳 定性 差 , 基本 属于 V 级 或 ?级 围 岩 。到自稳时进行 。常用方法有管棚法 、超前小导管注

由于浅埋隧道埋深浅 ,其塌方时常会造成地表塌陷 , 浆法 、地表注浆法 、明挖回填法等 ,同时对隧道开挖

方法应根据实际情况慎重选择 ,多选择导洞法 、三台 即“冒顶”现象 。规模较小且处理及时也可不冒顶 。

浅埋塌方冒顶主要分为两种情况 : 阶法等 ,施工时应坚持“弱爆破 、短进尺 、强支护 、早

() 1由于支护强度不够或顶部荷载突然加大 ,造 封闭 、勤量测 、紧衬砌”的原则 。此外 ,因塌方段衬砌 成结构整体塑性 破坏 , 上 方 地表 直接 下 陷 , 多 形 成 荷载比在未塌方前增大 ,衬砌结构必须加强 ,可考虑 “梯形状”陷坑 ,此种塌方一般规模较大 ,危害和损失 提高混凝土标号 、加密钢筋及衬砌加厚等措施 。

() 也较大 。 1管棚法 管棚法适用于塌方严重 、影响较大的

() 2由于施工支护不及时或超前支护等支护不 塌方 ,根据

φφ塌方 大 小 , 可 选 用 89 或 108 钢 管 , 长 度 10 , 到位造成隧道局部坍塌或掉块 ,后期处理也不及时

30 m ,通过在拱顶设臵超前管棚 ,对塌体及周边围岩 或支护不足或留有空洞 ,造成岩体蠕动变形过大 ,最

终失稳 ,从下往上慢慢坍塌至顶部 ,多呈“漏斗状”; 进行预加固 ,配合钢拱架 、钢筋网等支护形成整体结 若处理过程中 ,突遇地表水巨增等因素 ,极易形成第 构 ,保证塌方体的穿越 。管棚法施工时管棚长度宜 () 1种塌方 。 长不宜短 ,以减少施作时间 ,加快施工进度 。

() 不论是上述哪种塌方形式 ,浅埋隧道的塌方对 2超前小导管注浆法

隧道结构最大的影响是改变了 隧道 结构 的受 力 模 小导管注浆法适用于塌体不大 ,地质条件较松

φφ式 ,成为“荷载或半荷载结构”模式 ,必须根据埋深或 散的塌方 ,多选用42 或50 钢管 ,长 5,9 m ,同管 塌高情况对支护结构进行必要的加强 。 棚法一样 ,需要与钢拱架和喷射混凝土相结合对塌

方进行处理 。 4 处理方法 () 3地表注浆加固法

塌方一般处理原则是先加固 、防扩展 、后处理的 对于岩体特别破碎的塌方 ,可以通过地表注浆 ,

充填岩体孔隙并固结 ,改善其岩体力学性能 ,提高岩 原则 ,要求处理塌方宁早勿迟 ,宁强勿弱 。浅埋隧道

体自稳能力 ,最后配合超前管棚或导管 ,使隧道顺利 一般塌方冒顶后就基本稳定 ,对规模小的塌方可直

接进行塌体处理 ,而对埋深相对较深 、塌体破碎 、影 安全通过塌体 。常用注浆材料为 1 ?1 水泥砂浆 ,注

φφ响范围大的塌方可分为初期处 理与 塌体 处理 两 部 浆管采用70,100 PV C 花管 ,间距 1 . 5,3 . 0 m 。

() 分 。 4明挖回填法 部分塌方埋深较小或地表塌

坑坑壁稳定性较 4 . 1 初期处理 初期处理的目的是为了防止塌体的

好 ,可先采用锚喷支护加固塌坑 ,再从洞内直接清除 继续发展 ,

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韩永友 浅埋隧道施工塌方原因分析及对策

塌体并施做初期支护 ,完成后于拱架顶部设臵护拱,浅埋段长约 560 m ,埋深是典型的浅埋大跨度隧道 直接回填 ,此方法方便快速 、费用低 ,但必须保证施 在 2,18 m 之间 ,主要岩性是灰岩 ,少量页岩 、砂岩 。 工中塌腔壁的稳定 。 节理裂隙发育 ,受断裂影响岩石破碎 ,灰岩段受地表

水侵蚀 ,溶蚀较严重 ,溶槽发育 ,设计为 ?级和 ?级 5 实例介绍 围岩 。

洞山隧道是淮南市山南新区重点工程 ,隧道净 隧道在浅埋段施工过程中 ,由于地质 、施工及水等

多方因素 ,履次发生塌方事故 ,主要情况分析如表 1 。 宽 14 . 5 m ,左右线隧道总长 1823 m ,隧道南端洞口段

表 1 洞山隧道塌方原因分析及处理方案

位臵塌方规模及情况原因分析主要处理方案 YK1 + 374 6m ,雨后施工土体含水量大 ,局部 , 数 量 、长 度 不 够 ; ? 埋深 ? 超 前 支 护 不 足 φ采用 50 超 前 小 导 管 注 左侧 导泥夹石 ,拱顶先发生高 1 m ,宽 2m 坍塌 , 未及时封闭开挖临空面 ,围岩暴露时间 浆加固 , 间 距 20cm , 交 错

布臵 ,长 6 m 洞 塌方 逐布发展变大 ,最后冒顶 ,形成直径 3 m 过长 ,变形过大至失稳 ; ? 围岩含 水量

的圆坑 大 ,自稳能力差 ? 对 塌 方 后 部 5 m 范 围 φ采用 环 向 50 导 管 注 浆 ? 未封闭开挖临空面 ,造成局部掉块发 YK1 + 331 埋深 8m ,上部土石混杂 、多孤石 。立架 加固 , 防 止 塌 方 扩 散 ; ? 生 ,引起大的失稳 ; ? 超前支护强 度偏 右线 导施工时 ,局 部 小 块 塌 落 , 引 起 顶 部 一 块 φ塌体 采 用 50 超 前 小 导 弱 ,无法支撑大块孤石 ; ? 超前支 护注 洞 塌方 4x3 x5 m 的 孤 块 坠 落 , 随 后 冒 顶 , 形 成 管注 浆 加 固 , 交 错 布 臵 , 浆效果差 ,跑浆严重 5x6 m 左右的塌坑 长 6,9 m φ埋深 8,9m ,位于 ?级和 ?级围岩过渡 ? 对 塌 坑 四 周 采 用 50 地段 ,上部 岩 石 层 厚 4 , 5 m , 节 理 裂 隙 注浆导 管 + 锚 喷 支 护 加 发育 ;出渣 后 正 要 立 架 , 掌 子 面 顶 部 塌 固 ,保 证 塌 腔 壁 稳 定 ; ? Z K1 + 289 落一块 4x2 x6 m 的巨石 , 造成 已 施 工 左 对洞内塌腔 口加固 , 由 洞 施工工法 不 当 , 未 预 留 核 心 土 , 对 掌 子 主洞 塌侧导洞 4 榀 、右 侧 2 榀 拱 架 被 砸 坏 , 随 内清除塌方 体 , 重新施 做 面无支挡能力 方 后上方土体失稳 ,地表形成直径 12m 圆 初期支护 ,拱架背后设 臵 形陷坑 80cm C25 混凝土护拱

埋深 13 . 8 m , 受 断 层 影 响 , 节 理 裂 隙 发 育 ,岩层被切割成大块状 ; 出渣过程中 , Z K1 + 244 Z K1 + 244 掌 子 面 出 现 塌 方 , 造 成 已 施 ? 开挖进尺过大 ,未及 时封闭开挖面 , 工初支 7 榀拱架及凿岩台车被砸坏 ,拱 , 同时工法也不当 ,未预留 核心土 ; ? 已 部出现 6 ×5 ×5m 的 塌腔 , 落 下 一 块 4 基本同上 Z K1 + 248 施工段拱顶回填不密实 ,拱架背后空洞 ×4 ×4 m 的 巨 石 , 后 基 本 稳 定 ; 但 夜 间 主洞 塌方 较多 ; ? 降雨 突然降雨 , 使 塌 方 发 展 至 地 表 , 陷 坑 直 径约 10 m

会造成更大范围的松动 ,且开挖后暴露时间过久会 体会6 加剧围岩风化作用 ,降低其自稳能力 。

() 1新奥法在隧道施工中应用非常广泛 ,但在实 参考文献 践中工程技术人员对其原理的 理解 和实 施仍 有 差

( )[ 1 ] 铁道部 第 二 工 程 局 . 铁 路 工 程 施 工 技 术 手 册 隧 道 距 。“设计 - 施工 - 量测 - 设计”是新奥法的根本 ,

[ M ] . 北京 :中国铁道出版社 ,1995 . 对浅埋隧道 ,由于其总体地质条件差 ,复杂多变 ,严

[ 2 ] 关宝树 . 隧道工程施工要点集 [ M ] . 北京 : 人民交通出 格按新奥法施工显得尤其重要 ,往往一小点的疏忽

版社 ,2003 . 会造成严重的后果 。 卓益平 . 萝卜顶隧道塌方处理探讨 [ J ] . 公路交通技术 , [ 3 ] () 2在浅埋隧道施工过程中 ,应严格遵循“短进 () 2007 , 4. 尺 、弱爆破 、紧支护 、勤量测”的指导方针 。实践证 [ 4 ] 周应麟 ,陈秋南 . 隧道软弱围岩塌方处理技术 [ J ] . 中外 明 ,紧支护及开挖后及时初喷 2 , 3c m 厚混凝土的 () 公路 ,2005 , 4.

工序至关重要 ,破碎围岩中往往几个小石块松动 ,就

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范文四：【doc】浅埋土质隧道塌方原因分析

浅埋土质隧道塌方原因分析

第25卷第5期

2009年3月

甘肃科技

GansuScienceandTechno1 最25?D.5

Mar.2O09

浅埋土质隧道塌方原因分析

王锋

(中铁二十一局集团第三工程有限公司,陕西成阳721000)

摘要:河南济邵高速公路柳庄隧道由于地质条件差,覆盖层薄,围岩松软,节理发育,

施工中发生塌方,塌方规模

大,塌方量大,通过对该隧道塌方原因进行了分析,对以后类似地质的隧道施工提

供了借鉴.

关键词:土质隧道;塌方

中图分类号:rI'U273.1

1工程概况

柳庄隧道位河南济邵高速公路邵原连接线上, 为一级公路隧道,隧道长度560m,净宽11.5m,开挖 跨度13.8m.隧道经过地层主要为第四系上更新统 风积砂质黄土,粘性黄土层及泥岩.隧道区由于受 区域地质构造的影响,岩层及节理产状多变.进口 端120m为浅埋土质隧道,埋深高度由5m变为 15m.针对该地质情况,隧道在设计阶段采取围岩 预加固和强支护措施,施工采用上半断面预留核心 土环形开挖法.

2衬砌,支护设计参数

隧道进口段K2+160,k2+280为土质浅埋 段,设计为V级围岩,该段支护采取围岩超前预加固 和加强初期支护措施,衬砌形式为复合式钢筋混凝 土衬砌.

2.I超前支护

进口段I(2+160一k2+190段,隧道埋深由5m 逐渐变化到10m,采用~108mm长30m的大管棚, 环距40em,设计注浆量为4.8m..洞身l(2+190, l【2+280段,埋深由10m逐渐变到15m,采用 q~42mm的超前小导管,单根长度4.5m,环距为 40cm,外插角2O.,纵向间距为3m,设计注浆量为 8m.大管棚和小导管注浆液均采用水泥一水玻璃 双液.

2.2初期支护

初期支护为网喷结构,喷射25cm的混凝土,挂 设8钢筋网,间距为20×20cm,Il8钢拱架设计 间距为lm,可根据埋深情况调整到0.8,1.2m,系 统锚杆拱部为5中空注浆锚杆,边墙为?22砂浆 锚杆.

3隧道塌方

3.1塌方形成过程

塌方区发生在K2+230一k2+250段,离洞口 70m.2005年6月1013下午按计划对隧道l【2+241 左下侧半断面进行施工,计划为施作左侧钢拱架二 榀(含左侧仰拱)和喷射混凝土.该地段地质为:上 半断面顶部为软土,拱腰以下为1m为黄土,水量丰 富,下部为风化岩石.下午3时3O分开始打眼,晚 上7时下部风化岩爆破出渣,晚上7时30分当渣快 出完时,现场班长和技术员发现,上半断面在l(2+

240位置,当天上午出现的一条环向细裂缝开始明 显扩大,便立即向项目部和监理汇报,组织人员抢 险,立即架立下半断面钢拱架和封闭仰拱并喷射混 凝土,对左侧下半断面钢拱架拱腰位置打设6m的 临时斜支撑.在处理过程中同时进行观察,发现I(2 +231.2,k2+237.8段,已施作完初期支护上半断 面的拱腰位置已有土体向外挤的痕迹,并有两处出 现1m一2m高的环向裂缝.1O点30分k2+240位 置的环向裂缝发展至顶部,拱部左侧出现纵向弯曲 裂缝,并偶然有喷射混凝土掉块现象.11时3O分 左侧环向裂缝明显增大增多,下半断面刚施作完的 两榀钢拱架上部出现弯曲变形,伴随着纵向裂缝的 发展,顶部喷射混凝土掉块越来越多,块体也越来越 大,掌子面停止喷射混凝土,人员退出危险区.12 时1O分塌方开始,土体随着上半断面掌子面k2+ 237.8第一榀钢拱架左侧向下涌出,然后由里向外 产生大面积塌方,塌方后的松散土体沿隧道进口方 向推进,直至l(2+223.5,形成斜面堆积体,充填已 完成初期支护的隧道空间.

经查塌方区发生在I(2+230,k2+250段,纵 向长度20m,横线宽度22m,塌方直至地表,塌方高 108甘肃科技第25卷

度10m,形成漏斗状大坑.洞口段K2+160,k2+ 230段结构稳定,无显着变化.

3.2原因分析

进口段的塌方,原因是多方面的,主客观因素同 时存在,塌方后经分析及近期洞内塌体出土的情况 看,主要由以下几方面原因:

a.土压力.塌方段隧道埋深为12m,覆跨比等

于0.87,基本无偏压,围岩从地表向下依次为:砂质 黄土层8,10m,粘性黄土层3—4m,泥岩风化层. 从掌子面看,左侧上半断面钢拱架拱脚以下1m为 风化岩,右侧上半断面钢拱架拱脚以上1m为风化 岩,并且岩体沿开挖方向向上倾斜,坡度不大.正是 由于这种地质条件,造成了初期支护不但承受了来 自围岩的垂直力和水平力,而且还承受了来自围岩 前方的轴向推力,这一现象从塌方前土体的变形情 况可以得到验证.中铁隧道集团国兆林顾问的研究 (详见国兆林:关于洋碰隧道粘土段的设计施工认 识.隧道工程局,2001年大跨度隧道技术交流暨研 讨会论文集)认为:当隧道在洞轴方向失去约束时, 围岩岩土体,因洞轴向"体动"变形,使之进入"一维 重力地应力集中,(27h)/单轴荷强度(R

R0/2)或(SS./2)",并且变形方面,既有径向地 压,又有洞轴的推力.其荷载与结构比值,由原始的 1:1发展为8:1极其恶化的状态.我认为轴向推 力是造成这次塌方的主要原因.

b.变形.由于隧道是采用上半断面留核心土环 形开挖法,台阶长度控制在10m以下.上半断面拱 架架立后,右侧拱脚立在风化岩上,而左侧立在含水 量较大的粘性黄土上,距下部风化岩还有1m,尽管 左侧钢架架立后,在底部设置了方木垫板,打设了锁 脚锚杆,但是由于锚杆打在土体中,受力不好.由于 上半断面左侧拱脚约束力不够,引起左侧拱脚向下 向内变形,正是由于这种变形引起软塑性的土体呈 现流变性,引起大变形,大地压及结构的整体失稳, 这也是造成本次塌方的重要原因之一.根据量测资 料也验证了这一推断,在上半断面初期支护施作完

后,1O天内拱顶和地表累计下沉量分别达到了 17.7cm和1lcm,当初支护仰拱封闭后,结构马上趋 于稳定.

c.水.由于隧道出口坡积层厚,地势平缓,植被 茂盛,地下水极为丰富,特别是风化岩与粘黄土分界 处水量丰富.从现场看到,在不透水层风化岩斜面 上有几小股水向隧道工作面方向流,水的存在减少 了土石之间的摩擦系数,增大了轴向推力,加剧了围 岩的变形;同时由于降雨造成地下水补给充分,土体 吸水饱和,增加了地压荷载,且软化土体减少了围岩 的承载能力.水的因素也是造成失稳的重要原因. d.爆破振动.由于下半断面为岩石,所以开挖 时需进行爆破,而爆破采用毫秒雷管左侧下半断面 1.2进尺一次起爆,爆破引起的振动导致瞬间巨大 的松动地压力,使围岩原有自承力减小,增大了初期 支护的荷载,使支护体系破坏,这也是造成本次塌方 的原因之一.

e.台阶长度.进口段采用上半断面留核心土环 形开挖法,上下台阶的长度主要是根据核心土和施 工机械的需要而确定的,台阶长度9.4m是否过长? 仰拱封闭不够及时?而引起上半断面沉降量过大而 导致结构失稳,该原因还需进一步分析. f.现场信息反馈.隧道设计施工的周边围岩, 水文地质调查,勘察手段已有很大进步,设计图已有 明显说明,但对围岩详细的节理,产状走向,水的渗 流场是很难准确判断定的,超前预报技术和设备在 我国还不完善,还需进一步研究应用,这正是隧道工 程风险较大,不确定因素过多,容易产生塌方的原因 之一.所以,今后必须导用正确的现场信息化反馈

设计和施工.

在隧道塌方原因分析和技术处理措施认证会 上,中国工程院院士,隧道局隧道专家王梦恕也认同 了该原因分析,认为隧道塌方主要是由不可抗拒的 地质灾害造成的.

4结语

隧道穿过浅埋,土质,极度风化已失岩性的松散 体或软弱互层时应严格按"管超前,严注浆,短进 尺,强支护,紧封闭,勤量测"18字方针组织施工. 对软弱围岩的开挖应尽量减少对围岩的扰动,爆破 时应尽量少装药或采用微震爆破方法,短进尺,采用 多次分层爆破.

应用超前与环向结合的系统高强注浆锚杆,是 可靠的,有力的手段,但必须保证可靠性.对于大管 棚和注浆小导管超前支护的注浆材料选择上,应根 据不同的物理性质采用不同的注浆材料,而该隧道 的实际注浆量没有达到设计值,引起超前支护的效 果不理想.另外在施工阶段如果增加上半断面的临 时仰拱,对上半断面进行封闭,效果一定会好得多. 慎重对待水害,加强治水工作,地下水对不良地 质隧道施工,危害极大.它不仅使施工条件恶化,而 且软化岩层,导致软塑膨胀,增大地压,促使围岩丧 失稳定产生塌方.(下转第37页)

第5期陈怀录等:光合细菌处理明胶废水的研究37 合细菌处理该类明胶废水时,废水在PSB段的停留 时间可以控制在24h,以便处理更大量的废水.同 时,从图中曲线的走向也可以看出:对废水进行24 小时微好氧曝气,废水COD下降要明显高于6h曝 气的反应器.

3.3.3废水在PSB段氨氮含量的变化

由于明胶废水中含有大量的蛋白质,因此 NH一N含量比较高,本实验探讨了PsB段 NH一N含量的变化.利用分光光度法检测48h 微好氧曝气反应器中NH一N含量的变化情况, 结果如图3所示.

理J叫)和化学混凝法.本实验PSB出水的氯离子 浓度仍在3000mg/L以上,利用生物法处理难度非 常大,同时,试验出水由一定浊彪因此,试验采用化 学混凝法进行后续处理,向PSB出水投加一定比例 的聚合氯化铝,废水的浊度和COD都有很高的去除 率.浊度达到1.6,COD值见表4.

表4废水经PAC絮凝处理后COD的变化情况 编号1

318

19o

40%

2

274

162

40%

3

212

1o4

51%

4

184

86

53%

PSB出水COD/mgL

絮凝沉淀出水COD/mgL

COD去除率

0,…一……一…一"一一,一…….[4]谢磊,杨润昌,胡勇有.PSB在有机废水处理中的应

O481825TL谵48mEJ].

环境污染与防治,2000,22(4):36-38.

图3废水中NH.+一l-lN'J'I随时间变化情况[52国家环境保局?水和废水监测分析方法[M]?第3版?

从图3结果可以看出,经过PSB处理阶段后,,北京:中国环境科学出版社,994:254,283,354?

废水中NH.+一N的含量降低至10mg/L以下,说明[引Wu

.

Shubin:.

Linzhi:d.n.ofAs,-cMP.

光合细菌能高效去除废水中氨态氮,这是因为通过treatnt[J]. J.alE一.ntalScien懈,,12

酸化水解处理后,几乎所有的蛋白质都在酸化菌的….81-R5 作用下水解成为小分子的氨基酸,光合细菌在适宜[7]KenjiTake..RemovalofPhosphorufromoy8terFarm.

的条件下便能够高效地吸收并降解废水中的氨基

Md$edimentU.1'gaPhoto6yntheticBacterium, 酸,同时,在微好氧条件下,硝化细菌会将废水中部RhodobactersphaeroidesILl06[J].JournalofBiosei.

分NH4一N转化为NO3一一N,从而降低废水中氨eneeandBioe嚼neering,1999,88(4):410.415. 态氮含量.同时,从曲线中还可以看出,细菌在微[8]王宇新,刘春潮,钱新民.光合细菌处理淀粉废水的中

好氧初期(O,25h)时对氨态氮的降解效率最高.试研究[J]?环境科

学,1995,16(3):39-43?

3.4废水的后处理工艺[9]朱核光,史家,徐亚同?光合细菌处理酒精废水的试验 …

要1,等.995).~-i--;i,llX.)言旋藻对啤降解效率很高,

但出BoD,coD还不能达到标准,需的净化与Jj磊.i: 进一步处理.后续处理方法主要包括生物法(小球1qr1,,7 藻或绿藻处理,活性污泥法或好氧生物膜法处

(上接第108页)[1]TB10204—2002,2002—02—16,铁路隧道施工规范 通过对塌方原因的分析,在后期的施工中针对[S]? 不同的地质采取不同的支护措施,并严格按照18字[22关宝树.<隧道工程施工>要点集[M]-人民交通出版

方针组织施工,在后期施工中未出现塌方,并顺利贯伍', 通.[.]家庄铁道学院?隧道工程[M]?北京:中国铁道出版

社.1995.

x陬:[4]TB10003—2005,铁路隧道设计规范[S]

范文五：[doc格式] 浅埋隧道施工塌方原因分析及对策

浅埋隧道施工塌方原因分析及对策

公路隧道2009年第2期(总第66期)

浅埋隧道施工塌方原因分析及对策

韩永友

(中铁隧道集团一处有限公司重庆401121)

摘要塌方是隧道施工的常见事故,浅埋隧道又是隧道塌方事故的重

灾区.本文主要分析了浅埋隧道施工塌

方的主要原因,特点并介绍了一些常用处理措施.

关键词浅埋隧道施工塌方原因分析对策

1引言

塌方是浅埋隧道施工中最为常见,比较典型的

一

种事故,给隧道施工带来极大危害.塌方以其高

发性,高危性严重威胁着工程设备和人员安全,防

工作已成为浅埋隧道施工的首要问题. 塌,治塌

2塌方原因

我们知道,导致隧道塌方的原因主要可分为自

然因素与人为因素两部分.对于浅埋隧道,自然因

素主要是岩体破碎导致的自稳能力差,埋深浅易受

地表水影响等,而现阶段隧道的设计和开挖都以新

奥法理论为指导,对浅埋隧道的设计和施工拥有丰

富的辅助手段,可以保证浅埋段隧道施工的安全顺

利.总体上说来,施工中出现的绝大多数塌方事故

都属于人为因素造成的,归纳起来有以下三点.

2.1对新奥法理论认识不足

(1)新奥法基本要点

?开挖作业宜采用对围岩扰动较少的控制爆破

技术和较少的开挖步骤,避免过度破坏岩体的稳定;

?隧道开挖应尽量利用围岩的自承能力,充分

发挥围岩自身的支护作用;

?根据围岩特征,采用不同的支护类型和参数,

及时施作密贴于围岩的柔性支护如钢拱架,喷射混

凝土和锚杆等,以控制围岩的变形和松弛;

?在软弱破碎围岩地段,使断面及早闭合,以有

效地发挥支护体系的作用,保证隧道的稳定性;

?二次衬砌原则上是在围岩和初期支护变形基

本稳定的条件下修筑,使围岩和支护结构形成一个

整体,从而提高了支护体系的安全度;

?尽量使隧道断面周边轮廓圆顺,避免棱角突

变处应力集中;

?通过施工中对围岩和支护结构的动态观测,

合理安排施工程序,修正不合理的设计和进行日常

施工管理.

“新奥法理论”核心在于动态设计与施工,但在

实际操作中,常存在未能按规定进行量测,或信息反

馈不及时,导致决策失误,措施不力而造成塌方.

(2)新奥法支护结构要点

?支护结构与围岩粘结紧密,两者共同工作,形

成无弯矩结构;

?由锚杆,钢支撑,喷混凝土等所提供的支护抗

力,应与塑性滑移楔体的滑移力相平衡.

对于?点,锚喷支护结构要成为无弯矩结构,其

前提是支护结构与围岩二者共同工作,二者须粘结

紧密,而实际施工中往往因为超挖严重而进行回填,

这样支护结构就不能有效地与围岩粘结紧密或因为

围岩表面光滑喷混凝土也无法有效与围岩粘结紧

密.由于上述原因,锚喷支护结构违背设计原则,存

在塌方隐患.

对于?点,围岩在施工锚喷支护后不断收敛而

最终趋于稳定的前提是支护抗力大于或等于滑移

力.如果设计支护抗力小于滑移力或由于施工方法

不当造成支护抗力小于滑移力,皆可导致塌方.

2.2采用施工方法和措施不当

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;施

工支护不及时;地层暴露过久,引起围岩松动,风化;

忽略了围岩的变形规律,围岩变形同时具有连续变

形和突然变形的特征.当开挖距离小于D(D为隧

道开挖宽度)时,围岩两端由于受到二次衬砌混凝土

和开挖掌子面支撑的约束作用,连续变形很小,主要

是爆破后受震动影响的突然变形,而且在这个距离

范围内由于衬砌和开挖面支承的”空间效应”影响,

即使初期支护抗力不足,围岩滑移力亦不至于失稳.

当这个距离为1.5D,3D时,”空间效应”的影响完

?

41?

公路隧道2009年第2期(总第66期)

全消失,初期支护抗力小于滑移力的问题即刻暴露

出来,围岩急剧变形,极易引起塌方.

2.3施工工艺及操作欠规范,工程质量不合格

施工过程中存在的工艺操作不符合施工技术规

范要求,施工管理不到位,质量意识,安全意识不强

也是造成塌方的另一个重要原因.常发生的施工质

量问题有锚杆长度不足,锚杆砂浆不饱满或强度尤

其早期强度不足,喷混凝土强度厚度达不到设计要

求,钢支撑未完全由喷射混凝土包围密实或钢支撑

与围岩之间存在空隙及钢支撑未置于稳定坚固的基

础上等.以上质量问题直接造成支护抗力未达到设

计要求或围岩未粘结紧密,使无弯矩结构产生弯矩

而导致塌方.

3浅埋隧道塌方主要特点

一

般来说,浅埋隧道的最大埋深不超过20m,其

围岩破碎,稳定性差,基本属于V级或?级围岩.

由于浅埋隧道埋深浅,其塌方时常会造成地表塌陷,

即”冒顶”现象.规模较小且处理及时也可不冒顶.

浅埋塌方冒顶主要分为两种情况:

(1)由于支护强度不够或顶部荷载突然加大,造

成结构整体塑性破坏,上方地表直接下陷,多形成

“梯形状”陷坑,此种塌方一般规模较大,危害和损失

也较大.

(2)由于施工支护不及时或超前支护等支护不

到位造成隧道局部坍塌或掉块,后期处理也不及时

或支护不足或留有空洞,造成岩体蠕动变形过大,最

终失稳,从下往上慢慢坍塌至顶部,多呈”漏斗状”;

若处理过程中,突遇地表水巨增等因素,极易形成第

(1)种塌方.

不论是上述哪种塌方形式,浅埋隧道的塌方对

隧道结构最大的影响是改变了隧道结构的受力模

式,成为”荷载或半荷载结构”模式,必须根据埋深或

塌高情况对支护结构进行必要的加强.

4处理方法

塌方一般处理原则是先加固,防扩展,后处理的

原则,要求处理塌方宁早勿迟,宁强勿弱.浅埋隧道

一

般塌方冒顶后就基本稳定,对规模小的塌方可直

接进行塌体处理,而对埋深相对较深,塌体破碎,影

响范围大的塌方可分为初期处理与塌体处理两部

分.

4.1初期处理

初期处理的目的是为了防止塌体的继续发展,

?42?

一

般采取如下措施:

(1)封闭塌体,加固塌体后方.采用喷混凝土封

闭塌腔,其作用在于避免小石块松动掉落,进而引发

更大规模的塌方,而围岩变形也会及时反映在喷混凝

土表面上,为准确判断围岩稳定提供依据.在塌方后

方5~lOm范围采用钢支撑及小导管注浆进行加固.

(2)塌方冒顶后,应及时对塌方漏斗地表周围进

行截水,必要时搭避雨棚以防地表水灌入塌体内.

待洞内处理完毕后,采用土石夯填要略高出原地面,

待填土下沉稳定后,用浆砌片石铺砌.

(3)有条件的情况下,在塌体后方5,lOm范围

施作二次模筑衬砌,较稳妥地稳固后方,并及时施作

仰拱,使之形成完整的支护体系,以阻止围岩继续变

形坍塌.

4.2塌体处理

塌体处理一般在初期处理完成后及塌方暂时达

到自稳时进行.常用方法有管棚法,超前小导管注

浆法,地表注浆法,明挖回填法等,同时对隧道开挖

方法应根据实际情况慎重选择,多选择导洞法,三台

阶法等,施工时应坚持”弱爆破,短进尺,强支护,早

封闭,勤量测,紧衬砌”的原则.此外,因塌方段衬砌

荷载比在未塌方前增大,衬砌结构必须加强,可考虑

提高混凝土标号,加密钢筋及衬砌加厚等措施.

(1)管棚法

管棚法适用于塌方严重,影响较大的塌方,根据

塌方大小,可选用89或~o108钢管,长度10,

30m,通过在拱顶设置超前管棚,对塌体及周边围岩

进行预加固,配合钢拱架,钢筋网等支护形成整体结

构,保证塌方体的穿越.管棚法施工时管棚长度宜

长不宜短,以减少施作时间,加快施工进度.

(2)超前小导管注浆法

小导管注浆法适用于塌体不大,地质条件较松

散的塌方,多选用42或50钢管,长5,9m,同管

棚法一样,需要与钢拱架和喷射混凝土相结合对塌

方进行处理.

(3)地表注浆加固法

对于岩体特别破碎的塌方,可以通过地表注浆,

充填岩体孔隙并固结,改善其岩体力学性能,提高岩

体自稳能力,最后配合超前管棚或导管,使隧道顺利

安全通过塌体.常用注浆材料为1:1水泥砂浆,注

浆管采用qo70~qolO0PVC花管,间距1.5,3.Om.

(4)明挖回填法

部分塌方埋深较小或地表塌坑坑壁稳定性较

好,可先采用锚喷支护加固塌坑,再从洞内直接清除

韩永友浅埋隧道施工塌方原因分析及对策

塌体并施做初期支护,完成后于拱架顶部设置护拱

直接回填,此方法方便快速,费用低,但必须保证施

工中塌腔壁的稳定.

5实例介绍

洞山隧道是淮南市山南新区重点工程,隧道净

宽14.5m,左右线隧道总长1823m,隧道南端洞口段

是典型的浅埋大跨度隧道,浅埋段长约560m,埋深

在2,18m之间,主要岩性是灰岩,少量页岩,砂岩.

节理裂隙发育,受断裂影响岩石破碎,灰岩段受地表

水侵蚀,溶蚀较严重,溶槽发育,设计为V级和?级

围岩.

隧道在浅埋段施工过程中,由于地质,施工及水等

多方因素,履次发生塌方事故,主要情况分析如表1.

表1洞山隧道塌方原因分析及处理方案

位置塌方规模及情况原因分析主要处理方案

YKl+374埋深6m,雨后施工土体含水量大,局部?超前支护不足,数量,长度不够;?

左侧泥夹石,拱顶先发生高lm,宽2m坍塌,未及时封闭开挖临空面,围岩暴露时间采用5O超前小导管注

导洞逐布发展变大,最后冒顶,形成直径3m过长,变形过大至失稳;?围岩含水量浆加固,间距20cm,交错

布置,长6m塌方的圆坑大

,自稳能力差

?对塌方后部5m范围

YK1+331埋深8m,上部土石混杂,多孤石.立架?未封闭开挖临空面,造成局部掉块发采用环向Q5O导管注浆

右线施工时,局部小块塌落,引起顶部一块生,引起大的失稳;?超前支护强度偏加固,防止塌方扩散;?

导洞4x3x5m的孤块坠落,随后冒顶,形成弱,无法支撑大块孤石;?超前支护注塌体采用5O超前小导

塌方5x6m左右的塌坑浆效果差,跑浆严重管注浆加固,交错布置,

长6,9m

埋深849m,位于V级和?级围岩过渡?对塌坑四周采用5O

地段,上部岩石层厚4,5m,节理裂隙注浆导管+锚喷支护加

ZK1+289发育;出渣后正要立架,掌子面顶部塌施工工法不当

,

未预留核心土,对掌子固,保证塌腔壁稳定;?

主洞落一块4x2x6m的巨石,造成已施工左面无支挡能力对洞内塌腔口加固,由洞

塌方侧导洞4榀,右侧2榀拱架被砸坏,随内清除塌方体,重新施做

后上方土体失稳,地表形成直径12m圆初期支护,拱架背后设置

形陷坑80cmC25混凝土护拱

埋深13.8m,受断层影响,节理裂隙发

育,岩层被切割成大块状;出渣过程中,ZK1+244

ZK1+244掌子面出现塌方,造成已施?开挖进尺过大,未及时封闭开挖面,

ZKl+248工初支7榀拱架及凿岩台车被砸坏,拱同时工法也不当,未预留核心土;?已基本同上

主洞部出现6X5×5m的塌腔,落下一块4施工段拱顶回填不密实,拱架背后空洞

×4×4m的巨石,后基本稳定;但夜间较多;?降雨塌方

突然降雨,使塌方发展至地表,陷坑直

径约10m

6体会

(1)新奥法在隧道施工中应用非常广泛,但在实

践中工程技术人员对其原理的理解和实施仍有差

距.”设计一施工一量测一设计”是新奥法的根本,

对浅埋隧道,由于其总体地质条件差,复杂多变,严

格按新奥法施工显得尤其重要,往往一小点的疏忽

会造成严重的后果.

(2)在浅埋隧道施工过程中,应严格遵循”短进

尺,弱爆破,紧支护,勤量测”的指导方针.实践证

明,紧支护及开挖后及时初喷2,3cm厚混凝土的

工序至关重要,破碎围岩中往往几个小石块松动,就

会造成更大范围的松动,且开挖后暴露时间过久会

加剧围岩风化作用,降低其自稳能力.

参考文献

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?

43?

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