浅谈隧道坍塌的原因分析及处理

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1、浅谈隧道坍塌的原因分析及处理张越强（中铁二局股份有限公司四川成都610032）摘要：隧道坍塌一旦出现就会严重影响工作面的施工安全，必须立即进行处理，以防危害增大。隧道坍塌的原因是多方面的，木文从自然、设计、施工方面分析了其形成的原因，提出坍塌的处理原则，并以某隧道某次坍塌事故为例分析了其成因和处理措施，望对类似事故的出现提供处理借鉴。关键词：隧道坍塌；原因分析；处理一、隧道坍塌的原因分析（一）未预测地质变化隧道地质条件变化快，没有及时进行超前地质预报，没有有效掌握围岩变化情况，所以隧道开挖时释放了围岩的应力，围岩会产生大的位移，致

2、使出现塌方。（二）地下水丰富隧道在施工过程中围岩大面积出现涌水，没有有效的控制和排除，当隧道围岩破碎、自稳性差时就会出现塌方。（三）设计因素隧道工程设计方法主要有工程类比法、理论计算法及现场监控法等，这些方法又以工程类比法运用得最为广泛。在设计过程中若对围岩判断不准或情况不明，从而设计的支护类型与实际要求不相适应，也是导致施工中产生松驰坍塌等异常现象的原因，且设计中的地质勘查资料详细与否也是造成施工塌方事故产生主导因素之一。（四）施工因素1、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

3、吋改变施工方法；施工支护不及吋；地层暴露过久，引起围岩松动、风化；忽略了围岩的变形规律，围岩的变形同时具奋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）吋，围岩两端由于受到二次衬砌砼和开挖掌子面支撑的约束作用，连续变形很小，主要是爆破后的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”的影响，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吋，“空间效应”的影响完全消失，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、施工工艺及操作欠规范施

4、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冇锚杆长度不足；锚杆砂浆不饱满或强度尤其早期强度不足；喷砼强度厚度达不到设计要求；钢支撑未完全由喷射砼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。二、隧道坍塌的处理原则塌方段处理遵循“稳固塌体、填充空洞、注浆加固、谨慎通过”的总体处理步骤及以下处理原则：（一）安全实施原则坚决保障施工期间

5、人员安全，避免二次事故的发生，遵循“确保安全、宁强勿弱”的安全原则制定详细的、可靠可行的施工组织方案。（二）质量保证原则既要保障近期施工安全通过，冋吋也要保证交付运营后衬砌结构长期使用的可靠性，按照“一次实施、不留后患”的质量原则确定村砌参数。（三）内外协同原则洞内、洞外处理措施应在总体协调的原则指导下，通过现场条件、难易程度、效果、代价及设备等综合比较，采取“洞外防（排）水、防护、探查为辅助，洞内周边注浆加固为主”的处理方式。（四）相邻影响规避原则B线、A线隧道施工影响范围相叠加、塌体区域相贯通，应整体考虑两线塌方处理方案，但两

6、线隧道的开挖应分步实施。（五）可靠保障原则细化与落实包括人员、机具、设备、质量、管理在内的各项实施方案，尤应提高注浆技术水平及加强注浆效果检验，以确保处理方案的可操作性及实施效果。三、隧道坍塌的处理应用（一）坍塌概况笔者参与施工的黔桂线扩能改造工程大山隧道，隧道进口50m为V级浅埋偏压衬砌，支护设计为φ50注浆超前小导管，环向间距40cm,L=4.5m,搭接长度1.46m;初期支护为Φ25mm中空注浆锚杆，L=4.0m,@75×100cm,φ8mm钢筋网,@75×100cm，120a

7、工字钢钢拱架，间距75cm，喷早强混凝土25cm。隧道进口进洞30m后，上台阶施工于2005年3月3日晚十一点钟开始施工，循环进尺50厘米，7T•挖采用环形歼挖预留核心土法施工，3月4日下午三点钟，本循环初期支护施工结束。本循环施工过程中隧道左侧拱项及掌子面吋有掉块现象发生，3月4日下午掉块频率增加，掉块体积加大，3月4日下午五点二十分，隧道左侧拱顶部份出现较大坍塌，塌方穴体呈环向倒置漏斗型结构，坍塌纵向深度约6米，环向长度约8米，坍塌平均高度约6米，坍塌物渣体为强风化泥岩，红褐色，坍塌物中有两块孤石，每块孤石体积有50立方米左右

8、。本循环开挖结束吋对掌子面和拱顶围岩进行了初喷砼封闭，施工过程中两次对掉块部份围岩进行补喷砼封闭。根据塌穴的地质情况，分析认为，出现塌方的主要原因是洞顶覆盖层薄，围岩为强风化泥岩，遇水易软化，自稳较差，施工期间持续降雨，地质土含水量饱和，土压力较大