隧道防坍塌技术措施研究

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1、隧道防坍塌技术措施研究摘要：坍塌是隧道施工过程中的第一要害，在隧道安全事故中占到半数以上。随着隧道工程技术和管理的不断发展，事故次数和伤亡人数呈下降趋势。引起隧道坍塌的主要因素包括自然、工程、人为等因素。针对性地采取预防技术和控制措施，可广泛应用于隧道施工防坍塌。Abstract：Thecollapseisthefirstvitalintunnelconstructionprocess,accountsformorethanhalfofsecurityincidentsinthetunnel.With

2、thecontinuousdevelopmentoftunnelconstructiontechnologyandmanagement,thenumberofaccidentsandcasualtiespresentdeclinedtrend.Themainfactorsthatcausedthetunnelcollapseincludenatural,projectandhumanfactors.Targetedtotakepreventiveandcontrolmeasurestechnology

3、canbewidelyusedintunnelanti-collapse・关键词：隧道；坍塌；防止；措施Keywords：tunnel；collapse；prevention；measures中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1006-4311(2014)11-0093-031工程概况新建铁路长沙至昆明客运专线玉屏至昆明段TJ-3标段,全长35.6km,投资约33个亿，是包括路、桥、隧、轨道专业在内的综合性工程。其中隧道10座/14.6km,按时速350km/h双线设计，横断面积约150m2,

4、IV、V级围岩比例高，穿越多处断层，岩溶发育，隧道坍塌风险极高。分析坍塌因素，加强综合管理，避免了隧道坍塌事故的发生。2坍塌的危害查阅以往隧道施工事故的统计和分析资料，坍塌、物体打击、透水、冒顶片帮等事故类型占事故总数的主要部分，其中坍塌是施工过程的第一要害[1],占列隧道施工事故的半数以上。隧道坍塌所致死亡人数也是占到40%左右。坍塌的形式主要有：①掌子面坍方。如2007年石太客专南庄隧道出口的上导坑坍塌，同年太中银铁路吴堡隧道3#斜井掌子面左侧拱脚塌方。②软弱围岩变形坍塌、初支强度不足引起的塌方。

5、这种坍塌占多数，原因也复杂多样，多数表现为掌子面后方坍塌，如2007年武广客专高岭隧道进口掌子面后方30m处坍塌、会宁铁路亭子山2号隧道换拱时发生局部塌方等。③隧道洞口边仰坡塌方。如2006年武汉安康铁路增建二线襄胡段王家沟隧道明洞洞口上部边坡坍塌。④另外，由于局部断层、岩溶引起的坍塌也屡见不鲜。3隧道坍塌因素分析3.1自然因素隧道施工中局部地质构造变化，断裂带、断层破碎带、软弱夹层等不良地质条件和变化；岩土中水的变化，季节性雨水的渗入，水沿岩体软弱面流动，破坏岩体组织，造成岩体失稳而发生坍塌；浅埋、

6、偏压、顶部重载道路等，也是诱发隧道坍塌的重要因素。3.2工程因素隧道施工开挖引起地质、水文变化，使岩体应力、变形重新分配和平衡，支护不足时极易坍塌。3.3人为因素对不良地质的判断不足，岩石类型虽易判断，但断层节理发育情况却千差万别，存在岩层破碎、顺层、溶洞等多种不利因素，致使设计措施不力；施工组织问题，包括不合理施工方法，施工预防措施不当，支护不及时,施工中的偷工减料，地表水处理不当，开挖进尺和安全步距过大等不利因素。4隧道坍塌预防措施按照风险管理流程，对风险事件、因素进行判识，对风险程度做出判定，选

7、择合理的应对策略，制定预防措施，把具体措施落实到现场操作和岗位，做好风险的动态监控。4.1技术措施4.1.1掌子面防坍塌掌子面外凸作用引起了隧道掌子面失稳，将后方初支剪切破坏，造成隧道坍塌。超前管棚、小导管对前方土体的约束，起到了很好的作用，但要注意根据岩土的内摩擦角、分层情况，确定超前支护的合理长度和角度；预留核心土也能起到减小临空面和反压稳定的作用。4.1.2软弱隧道防坍塌软弱围岩隧道施工中坚持'‘管超前，严注浆，短开挖，强支护，快封闭，勤量测”的施工原则，对土质隧道大变形进行研究和有效控制。可以

8、根据现场情况采用不同的加固形式或组合。①双层拱架。在浅埋软弱围岩地段，尤其是水体下渗、软化土体的环境下，常有支护强度不足、拱架变形明显，此时可采用双层拱架的加强方案。根据监控量测数据，初支、拱架变形细微，整体下沉的情况不适合采用。②托梁管桩结构。台阶法施工时上台阶为简支梁受力体系，为提高承载力，对原设计的分开式槽钢支垫提出优化措施，改用托梁设计。有时为提高承载力、减小变形，在钢托梁上增加管桩设计，见图lo初支、拱架变形细微，整体下沉的情况适合采用。③钢管