《隧道塌方的预防》word版

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1、隧道塌方的预防1 引言隧道属于地下工程，是典型的地质工程，地质条件存在不确定性。在施工过程中岩石既是成洞开挖的对象，开挖后又是支护对象，岩石在开挖后，原有的岩体结构和受力平衡被破坏，岩体在自重的作用下，应力重新分布，构成新的受力平衡体系，因此准确掌握地质情况，充分了解围岩的性质和围岩的自稳能力，以采取合理有效的开挖方法和支护措施，不仅能有效预防隧道塌方的发生，还能保障工程施工安全、工期和节省工程投入，本文就塌方产生的原因和一些基本的预防作简要的阐述。2 塌方产生的原因2.1  设计的失误隧道在设计时，由于业主担心勘察费用过高或勘察设备方法的简陋，对隧道所在区的地质情况了解不清，

2、地质资料不详细，对可能遭遇断层、富水、岩爆、瓦斯情况估计不足，对可能遭遇塌方以及产生塌方后的处理缺乏思想准备和相应的技术措施，以及工期安排不合理，盲目追求进度，对不稳定围岩没有进行有效合理的支护；另可能为减少工程投入，安全支护参数过小，未能取到支护稳定围岩的作用，而最终导致较大塌方的发生。2.2  客观地质原因由于地质条件的复杂多变，地下工程难免会通过褶皱构造、断层、节理裂隙发育地带，或由于围岩本身不稳定和已切割成碎块而强度低，结构松散，节理面有泥质物及岩屑充填，并且支护的不及时而暴露时间过长，导致围岩风化严重，或因通过断层，突然遇到较高水压富水洞段，地下水向洞室内漏出，淘空了

3、断层构造带中破碎岩体和充填物时，以及由于岩层产状不利或因岩爆等诸多地质原因而产生不同程度的塌方。几种常见地质条件引起塌方示意图如下：2.3人为因素在施工过程中由于施工人员对地下工程所通过的地质情况不了解，忽视围岩细微变形，对围岩自稳能力作过高的估计，造成思想上的麻痹大意，抱着盲目乐观和侥幸心理，对不良地质洞段没有采取合理的开挖方法，支护不及时，在开挖时，爆破对围岩的扰动过大，开挖后围岩暴露时间过长，风化程度加剧，或由于设计不当，中途进行二次扩挖和更换支撑，造成应力再次重分布，使得原来不应塌方洞段，因岩体的失稳而产生较大塌方。3 塌方的预防3.1  设计过程中塌方预防3.1.1准

4、确地质勘察能有效的预防施工过程塌方的发生由于塌方是发生在施工阶段，似乎与设计关系不是很密切，因而人们往往忽视设计过程对塌方的预防，导致在施工过程中塌方的发生。设计过程对塌方的预防主要有以下两个方面：隧道是典型的地质工程，大量的理论研究和实践表明，地质条件是制约地下工程安全、质量、工程投资的关键因素，塌方的产生与地质条件的好坏有着密不可分的关系，不良的地质条件，如断层、涌水、岩爆等都会直接导致塌方，地质勘察的科学性、准确性对预防隧道的塌方起着至关重要的作用。在国内许多工程中，特别是埋深大的特大隧道，由于业主担心勘察费用过高，或因勘察设备、方法简陋，地质勘察都相当粗糙，不能提供较为

5、详尽的地质资料，给隧道施工带来很大的盲目性，造成不同程度的塌方。因此在施工前，进行详尽合理的地质勘察是非常有必要的，首先使设计时能够采取最优的选线，在施工时能引起施工单位的重视，对通过不良地质洞段，有很好的思想、技术方案和物资准备，从而选择合理开挖方法，及时采取有效的支护，预防塌方的产生。3.1.2 合理的设计能有效避免和预防塌方的产生⑴选择设计在掌握隧洞区的宏观地质背景、构造特征、地质地貌特点和较为详细的其它地质资料花圃，分析隧道区的断层、富水带、高应力分布情况，合理进行隧道的线型设计，尽量避免通过大断层、富水和高应力集中地段，既为保证了施工时的安全，又能避免因地质条件不好，

6、过多的支护造成工程投入的增加，能很好预防塌方的发生。⑵支护参数设计岩石在开挖成洞后，由于受力结构平衡体系的破坏和应力的重分布，应及时采取支护，在隧道的设计过程中都要进行支护参数设计，如何选定既安全有效又节省的支护参数，对隧道塌方的预防起着不可忽视的作用。由于地质围岩的分类只是一个定性的概念，不是定量的，同一类围岩，其结构产状不尽相同，其自稳能力就不一致，此时支护参数的设计尤为重要，支护参数过大，增加工程的投入，支护参数过小，相同类别围岩自稳能力较差可能因支护强度不够，或要求更换支撑造成地应力再一次重分布，而引起塌方。特别是在临时支护方面，为减少工程投入，支护参数一般都较小，达不

7、到国家标准要求。3.2  施工过程中塌方的预防3.2.1 施工过程中的地质预测隧道是一个线状的隐蔽工程，一些长大隧道往往穿越崇山峻岭，穿过多种岩类，多个构造，跨越几个地质单元，因而隧道本身就十分复杂，施工前设计阶段的地质勘察只能从宏观上分析整个隧道区的基本地质情况，对可能出现的大断层、富水洞段和高应力段没有标识，或由于设备、方法的简陋，对垂直和水平埋深较大的洞段无法进行勘察，造成局部地质资料不足，因此施工过程中的地质预测预报必不可少，由于及时跟进掌子面的地质预测预报，对可能出现的局部地段围岩