隧道安全事故分析案例

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1、兰新铁路第二双线小平羌隧道“4·20”重大事故由中国中铁二局集团有限公司承建的新建兰新铁路第二双线西宁至张掖段站前工程LXS-8标，设计里程为DK345+155～DK407+122，线路长61.363正线公里，位于甘肃省中牧山丹马场和张掖市民乐县境内，海拔高度3500米～2700米。小平羌隧道地处祁连山中高山区，位于甘肃省张掖市山丹县西南方向祁连山小平羌沟至大平羌沟之间，平均海拔高度为3100～3800米。洞身地表起伏较大，地表自然坡度30～40度；隧道起讫里程为DK345+329～DK349+312，隧道长度39

2、83m。小平羌隧道距民乐县城约120公里，距张掖市约187公里。事故发生的经过：2011年4月19日23时30分，钢筋班组安装完成DK349+035处最后一环工22a型钢拱架，经领工员王伟检查无异常后，喷浆班组13人操作3台喷浆机喷浆。4月20日4时05分，带班员陈吓文出去组织后续施工材料，当走到距离作业面约40米处时突然听见身后一声巨响，回头看见隧道喷浆作业面上方围岩发生了坍塌，导致初期支护的工22型钢拱架及喷浆作业台架被砸跨，12名作业人员全部被埋入坍塌体中，事故发生后，中铁二局兰新线甘青项目部三工区立即组织抢

3、险救援，于4时40分发现一名遇难者遗体，后因连续发生坍方，抢险工作被迫停止。经勘察事故现场，坍塌范围里程为DK349+035～DK349+050，距离地表深度约100～110m。坍塌岩石块体约400方（最大块径约1米左右），塌腔高8～10米。直接经济损失约908万元。事故原因分析：小平羌隧道位于祁连山区域地质构造带（纵向长约1000km,横向宽200～300km）石炭系灰岩夹页岩、泥灰岩，泥盆系砂岩等软硬相间的地层中，由于多期构造运动挤压作用强烈，洞身发育多个向斜、背斜相间组成的复式褶皱。地表覆盖风化残积土层较厚，

4、基岩露头较少。开挖揭示DK349+050～+035洞段总体位于背斜构造北翼，岩层倾角较陡，节理发育，岩体破碎；岩层的层间结合力较差，加之小平羌隧道洞顶地表冻土冬春后开始融化，冰雪融水下渗软化软弱结构面，致使围岩抗剪强度降低，是该起事故发生的潜在客观因素。资料2011年3月29日，设计、施工、监理四方针对这种复杂的地质结构，进行了会商，对DK349+060～DK349+040段进行了设计变更，将原设计Ⅲa-2型衬砌支护提升至Ⅲb-2型支护，但由于作业班组未按变更后的Ⅲb-2型衬砌支护进行施工，仍按原设计Ⅲa-2型衬砌

5、支护施工，2011年4月4日4:00时左右，DK349+035掌子面爆破引起岩体扰动，20分钟后DK349+055～DK349+035段（20米长）左侧顶部塌方，塌方高度0～4m，所幸没有造成人员伤亡。4月4日的初次塌方经业主、设计、施工、监理四方会商认为是施工单位“现场隧道作业班组未按2011年3月29日现场会勘后确定的变更给定的工程措施施工（仍按原设计Ⅲa-2型衬砌支护参数进行开挖及支护），DK349+060～DK349+040段拱部初期支护180度范围未设置钢筋网及格栅钢架，喷混凝土厚度不够，系统锚杆未完全按

6、设计施做，加之现场施工、监控量测不到位是导致塌方的主要原因”（4月4日四方认可的会商纪要原文）。4月4日塌方后，业主、设计、施工、监理四方又针对此次塌方再次提出了处理方案，采用全断面钢拱架，挂钢筋网，网喷混凝土加厚至28cm,衬砌结构采用Ⅳb-2型，预留注浆管对塌方的空腔进行压注水泥砂浆回填处理，支护级别实际提升到了Ⅳ级。4月4日的塌方已经是可能再次发生塌方事故的前兆，此时，隧道上部围岩受力发生了很大变化，岩体已经处在一个极不稳定的临界状态。设计、施工、监理知道围岩结构不好，极不稳定，但没有引起足够的重视，在方案制

7、定时对施工过程中作业人员的安全保障措施不详细，也未严格按照规定程序办理相关审批手续，施工单位按照四方口头商定的处理方案进行处理，对已塌方段施工处理不及时，加之监理单位的监理监督检查不到位，截止4月19日，尚未处置完毕，引起岩体失稳，导致DK349+050~DK349+035段（15米长）发生二次塌方，造成重大人员伤亡。（一）直接原因资料1、小平羌隧道岩层倾角较陡，节理发育，岩体破碎,岩层的层间结合力较差，加之小平羌隧道洞顶地表冻土冬春后开始融化，冰雪融水下渗软化软弱结构面，致使围岩抗剪强度降低，是该起事故发生的潜在

8、客观因素。2、施工单位在4月4日塌方后，依四方商定的会议纪要作为技术交底内容，未单独编制塌方处理方案且未向监理报验，已塌方段施工处理缓慢，在4月5日至19日仅完成初期支护，未及时对上部空腔进行压注水泥砂浆回填处理，没有形成有效抵抗塌方冲击荷载的结构体系。3、由于4月4日塌方处理施工进度缓慢，拱顶空腔围岩临空暴露过久，引起围岩松动、风化，导致上部围岩抗剪强度进