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1、2011年1月 北京,汇报人：谢勇涛,隧道塌方的原因分析、注意事项及处理措施,中铁第五勘察设计院集团有限公司,一、概述 二、洞内塌方实例 三、洞内塌方总结 四、边坡塌方实例 五、边坡塌方总结,隧道塌方的原因分析、注意事项及处理措施,第一部分 概述,中铁第五勘察设计院集团有限公司,隧道塌方的原因分析、注意事项及处理措施,目前我院开工的铁路线有5条，隧道较多，大家配合施工中常遇到塌方、变形、岩溶、突水突泥等事故，塌方是最为常见、比较典型的一种事故，给施工带来了巨大困难，且延误工期，耗费资金，是大家比较关心的问题。现结合工程情况将解决的方法与大家交流一下。,概 述,隧道开挖时，导致坍方的原因有多种，
2、概括起来可归结为： 1、自然因素 地质状态、受力状态、地下水变化等 2、人为因素 不适当的设计，或不适当的施工作业方法等,概 述,目前，从塌方的形式、规模、形态、机制、发生部位等方面有不同的分类方法。按照塌方发生的位置不同，分为洞内塌方和洞口边坡塌方，下面将分别进行介绍。,概 述,洞内塌方,边坡塌方,第二部分 洞内塌方实例,中铁第五勘察设计院集团有限公司,隧道塌方的原因分析、注意事项及处理措施,洞内塌方实例赣韶铁路(一),一、钨都大余隧道出口工区DK54+750+930 1、原设计情况 钨都大余隧道位于低山丘陵区，出口工区DK54+750+985段埋深较浅，沟谷发育，地层破碎，全-强风化板岩。
3、原设计该段为级围岩，其中DK54+985920、DK54+840750段采用a型复合式衬砌支护，全环格栅钢架间距0.8米，超前小导管每环29根，每根长3.0米，DK54+920840段采用b型复合式衬砌支护，全环I18型钢钢架间距0.8米，超前小导管每环29根，每根长3.0米.,2、施工情况 2010年6月19日，上台阶开挖至DK54+930，掌子面揭示地质为全-强风化板岩，裂隙水从线路前进方向右侧拱顶分散流出，围岩经裂隙水冲刷稳定性差，易产生掉块现象。2010年6月25日约5:30，上台阶开挖至DK54+922，开挖过程中线路前进方向右侧拱顶开始掉块，伴随出现股状地下水流出，水量明显增大。股
4、状流水夹带大量泥土冲出，已经施工初期支护拱部范围覆盖层冲刷后形成初支外露，施工单位及时对地下水采取引排处理，封闭掌子面并适当加固受影响范围初支。,洞内塌方实例赣韶铁路(一),洞内塌方实例赣韶铁路(一),3、塌方原因分析 粉质黏土与全风化板岩间所夹粗角砾土层赋存水中富，涌水量明显增加对隧道工程影响增大，现场易形成初支壁后掏空和初支大变形。由于该段地表埋深较浅，穿越冲沟两处覆盖仅为4.55m，DK54+840+920为设计断层带。,洞内塌方实例赣韶铁路(一),4、处理方案 （1）原则同意该范围采取大管棚加小导管注浆预支护措施，并对原设计支护参数进行必要加强，局部范围可考虑根据实际条件采取双层小导管
5、注浆预支护通过。由于涌水量较大可采取双液浆拱部止水，边墙范围结合实际条件采取适当径向注浆。 （2）请设计单位结合施工单位处理建议进行变更设计，施工单位配合提供所需技术资料。,洞内塌方实例赣韶铁路(一),（3）施工单位要加强变更里程范围的施工安全管理，组织好各项工序衔接，确保施工工艺质量。 （4）施工单位及时完善工程变更设计相关手续。监理单位切实加强现场监理工作力度，督促施工单位严格按设计变更方案实施，并现场核实变更设计后的工程数量。,洞内塌方实例赣韶铁路(一),洞内塌方实例赣韶铁路(二),二、岭足下2号出口溜塌 1、原设计情况 DK68+765-DK68+630为级围岩，采用级围岩复合式衬砌，
6、钢架为格栅钢架，间距1.0m，钢筋网为8 2020cm，拱部采用中空注浆锚杆，边墙采用砂浆锚杆，间距为1.2m1.0m（环纵），长度3.0m。,2、施工情况 DK68+755处线路左侧拱顶处初期支护破坏，大量破碎岩体及地表土坍落，堵塞整个洞口。溜坍形成的土坡松散堆积。坍落物主要为全风化板岩及粉质黏土，岩质松软易碎呈块状，土质干燥松散。 DK68+755DK68+748段地表塌陷，形成一直径15m、深8m的坑洞。周边及时布置警戒线，严禁人员靠近。,洞内塌方实例赣韶铁路(二),洞内塌方实例赣韶铁路(二),地表坑洞,洞内照片,3、塌方原因分析 （1）DK68+755DK68+748段地表成V型沟谷地
7、貌，冲沟发育，土体松散破碎，水土流失严重，无法形成有效地地表支撑。 （2）DK68+755DK68+748段拱顶埋深仅15m，小于两倍洞径，处于浅埋段，极易出现土体失稳等事件。,洞内塌方实例赣韶铁路(二),4、处理方案 （1）在地表塌陷处周围进行永久性截水沟施工，对塌陷处进行临时封闭。 （2）溜坍坡面处理 对己形成坡面（溜坍造成的松散坡面）采用锚喷防护，喷射混凝土采用C25喷射砼，厚度8cm，8钢筋网，网格间距25cm25cm。采用22砂浆锚杆加固，锚杆长3m，间距1m1m呈梅花型布置。之后采用42，t=3.5mm钢管对坡体进行注浆施工，间距1m1m梅花形布置，每根长度3m。待注浆固结后进行开
8、挖，形成工作平台，保证安全施工。,洞内塌方实例赣韶铁路(二),（3）溜坍段上部开挖及初期支护 超前支护采用双层超前小导管，导管采用42，t=3.5mm热轧钢管，钢管长3.5m；钢管环向间距0.4m，每环设置58根，纵向一榀钢架一环，施工外插角510。导管穿过钢架并插入岩体，并注浆加固。 （4）溜坍段下部开挖及初期支护 开挖前采用22，L=3m砂浆锚杆进行径向注浆加固，间距（环纵）为1.01.0m，梅花形布置，布置范围为DK68+757 DK68+747，共10m。,洞内塌方实例赣韶铁路(二),（5）溜坍段仰拱及二衬施做 仰拱紧跟下部开挖的施工进程，保证初期支护受力系统及早形成。及时进行监控量测
9、，当围岩变形速率小于0.2mm/d或趋于平稳时，优先对坍塌段进行二衬施工，衬砌类型为V级围岩复合式衬砌，待二衬施工完毕，混凝土达到设计强度时，再进行地表回填和夯实，地表回填采用原地表土，分层进行填筑、夯实，并进行砼施工对土体表面进行封闭。,洞内塌方实例赣韶铁路(二),一、大南山隧道出口工区DK174+225塌方 1、原设计情况 大南山隧道出口DK174+229.8DK174+218.25段设计为IV级围岩加强衬砌，强风化-弱风化花岗岩，岩体较破碎，裂隙发育，埋深约31m。初支参数：格栅钢架间距1.2m/榀，初支喷C25砼20cm；拱部设7根3m长中空锚杆/延米；边墙设8根3m长普通砂浆锚杆/延
10、米。,洞内塌方实例锦赤铁路（一）,2、施工情况 掌子面施工里程至DK174+193.25，在开挖DK174+225左侧大避车洞时坍塌，坍塌空腔纵向长约11.55m，宽约4.64m，高度由大避车洞拱顶延伸至正洞拱顶，并造成初支破坏，影响范围为DK174+229.8DK174+218.25。,洞内塌方实例锦赤铁路（一）,洞内塌方实例锦赤铁路（一）,3、塌方原因分析 （1）坍塌面为一节理面，面上为泥质充填，从左下向右上延伸至正洞拱顶。 （2）施工时爆破震动过大导致坍塌。,洞内塌方实例锦赤铁路（一）,4、处理方案 （1）塌腔内初喷10cm厚C25混凝土封闭，塌方段及其前后2m范围采用3m长22普通砂浆
11、锚杆加固，间距1m1m（环纵）。 （2）补立格栅拱架与左侧未破坏的拱架闭合成环，挂网喷C25混凝土至设计厚度，及时施作二次衬砌。 （3）塌腔采用C25泵送混凝土回填。 （4）避车洞位置视围岩情况可适当调整。 （5）施工单位要尽快处理坍塌腔体，施工过程中，派专人进行岩体观察，有异常及时撤出所有施工人员，确保施工安全。,洞内塌方实例锦赤铁路（一）,二、烧锅地隧道DK156+695DK156+707段塌方 1、原设计情况 烧锅地隧道DK156+695DK156+707段埋深为7m至9m。该段围岩为第四系中更新统黏质黄土，呈硬塑坚硬状，夹有细角砾土透镜体，地表DK156+689处有一处冲沟。 本段设计
12、为级围岩加强复合式衬砌，42超前小导管支护，全断面设置I16型钢钢架，间距80cm/榀，全断面采用网喷，喷射混凝土厚度为22cm。拱部设置22组合中空锚杆，边墙设置为 22砂浆锚杆，长度3.0m，间距1.2m1.0m。拱墙及仰拱采用C35钢筋混凝土衬砌。,洞内塌方实例锦赤铁路（二）,2、施工情况 烧锅地隧道DK156+690DK156+765上导于2010年7月27日开始施工，至8月4日施工结束。采用机械开挖，按设计要求进行超前小导管支护和初支。 2010年8月31日凌晨04点10分， DK156+695DK156+699段下导右侧边墙准备进行喷锚施工， DK156+695DK156+707段
13、左侧突然发生塌方，塌方范围从右侧拱腰至左侧最大跨处，塌腔最大深度3m。塌方牵引DK156+690DK156+695段左侧边墙初支开裂变形。,洞内塌方实例锦赤铁路（二）,洞内塌方实例锦赤铁路（二）,3、塌方原因分析 （1）隧道塌方段为中更新统黏质黄土，呈硬塑坚硬状，塌方段拱顶以上50cm有厚约50cm的细角砾土夹层。 （2）洞顶地形复杂，地表冲沟排水不畅，近期雨水较多，地表水下渗，导致围岩变软，压力增大，土体失稳。 （3）洞顶有临时便道，车辆反复碾压对隧道初支稳定性造成不利影响。 （4）下台阶施工进尺过大，初支未及时封闭成环。,洞内塌方实例锦赤铁路（二）,4、处理方案 （1）塌方段前后5m范围设
14、置临时横撑，横撑采用108钢管，并将横撑与钢架连接牢固，并对初支开裂部分采用42小导管注浆进行加固。 （2）DK156+695DK156+707塌方空腔内先采用8cm厚C25素喷混凝土封闭，然后架立I16型钢钢架，0.8m/榀，并与右侧未破坏的钢架连接牢固，钢架间采用22纵向连接钢筋连接，环向间距0.5m。 （3）塌方空腔体内预埋108钢管，待初支完成后向塌方空腔体内吹填C25喷射混凝土。,洞内塌方实例锦赤铁路（二）,5、注意事项 （1）加强塌方段的监控量测，对侵限部分初支进行拆换。 （2）严格控制施工进尺，初支及早封闭成环，二衬紧跟。 （3）做好地表水引排及洞顶低洼地段的防排水处理，防止地下
15、水下渗影响隧道安全。 （4）施工临时便道应远离隧道洞顶，防止重车反复碾压对隧道初支造成不利影响。 （5）设置专人在隧道内进行观察，发现异常情况及时撤离洞内施工人员。,洞内塌方实例锦赤铁路（二）,三、永兴隆隧道DK81+090DK81+098塌方 1、原设计情况 永兴隆隧道DK81+078DK81+098段设计为级围岩，采用级围岩加强复合式衬砌，环形开挖预留核心土法施工，初支采用全环I16型钢钢架，间距0.8m/榀，二衬采用C35钢筋混凝土结构，拱部采用42超前小导管注浆支护。,洞内塌方实例锦赤铁路（三）,2、施工情况 本段隧道采用上下台阶法开挖，2010年10月6日，上台阶掌子面开挖至DK81
16、+095并准备进行支护时，隧道拱顶覆盖土层发生塌陷，洞内坍塌范围为DK81+090DK81+098，地表出现一塌陷，宽度7米（纵向）5.5米（横向）5.0米（深）。,洞内塌方实例锦赤铁路（三）,洞内塌方实例锦赤铁路（三）,3、塌方原因分析 DK81+090DK81+098段隧道上方地表面为水流冲沟，埋深较浅，拱顶以上覆盖层为残坡积泥质粉砂岩，围岩松散破碎，且近期降雨较多，地表水下渗导致围岩失稳，造成塌方。,洞内塌方实例锦赤铁路（三）,4、处理方案 （1）对塌腔壁及掌子面采用C25喷混凝土封闭，喷砼厚8cm； （2）为防止塌方进一步扩大，DK81+080DK81+090段隧道拱部及边墙采用42小导管径向注浆加固地层，小导管长3.5m，间距1.21.2m，注浆材料采用1:1水泥浆； （3）DK81+090DK81+098塌方
