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1、目录前 言6第一章 隧道坍塌征兆及主要原因分析7第一节 隧道坍塌前的主要征兆7第二节 隧道坍塌的主要原因分析8一、地质和水文条件8二、设计原因8三、施工原因8第二章 隧道防坍塌技术及管理措施11第一节 隧道防坍塌的技术措施11一、洞口工程11二、超前预报11三、超前支护123.1 超前小导管123.2 超前大管棚13四、开挖方法154.1 全断面法154.2 台阶法154.3 分部开挖法17五、初期支护215.1 初期支护方式215.2 初期支护受力特征215.3 技术要求22六、二次衬砌24七、监控量测24第二节 隧道防坍塌的管理措施27一、技术管理措施271.1 隧道工程施工组织设计（施工
2、技术方案）必须按照危险性较大的分部分项工程管理办法进行管理。27二、组织管理措施28三、施工过程管理措施283.1 监控量测管理283.2 坚持安全检查日检制，能及时发现、排除隧道坍塌的安全隐患293.3 加强过程控制，以确保安全质量可控29四、其他管理措施30第三章 隧道坍塌处理措施31第一节 处理坍塌方的一般措施31一、增加临时支撑31二、注浆加固（止水）322.1 注浆加固322.2 注浆止水或引流33三、加强支护参数33第二节 处理坍塌方的特殊措施33一、坍坑回灌填充34二、大管棚注浆超前支护34三、增加生命通道343.1 钻孔343.2 顶管35第四章 应急救援及逃生36第一节 隧道
3、坍塌的应急预案要求36一、应急预案编制的原则36二、应急预案的编制程序362.1 编制准备362.2 编制程序36三、预案编制的要求373.1 基本要求373.2 其他要求38四、预案编制的主要内容38第二节 隧道坍塌的应急物资储备及管理要求40一、隧道应急物资储备的原则40二、隧道坍塌事故应急救援设备、物资、工具基本配置402.1 救援设备及工具基本配置表402.2 救援物资基本配置表41三、隧道坍塌事故救援物资、设备等选配表423.1 救援设备、物资及工具选配表42四、隧道洞口应急物品配备表42五、应急物资的管理要求435.1 应急物资仓库设立435.2 坚持“分工负责、归口管理”和“谁主
4、管、谁负责”的原则，做到“专业管理、保障急需、专物专用”。435.3 应急物资的管理43第三节 隧道坍塌的应急救援要求45一、应急救援目的45二、隧道坍塌应急程序45三、隧道坍塌应急方法473.1 小导坑救援法473.2 顶管救援法493.3 竖井救援法513.4 明挖救援法52第四节 隧道坍塌的应急逃生要求及方法53一、应急逃生的基本要求53二、应急逃生通道的设置54第五章 隧道防坍塌相关安全规定56第一节 基本规定561.6喷射混凝土631.7二衬防坍塌安全规定641.8监控量测防坍塌安全规定641.9施工排水防坍塌安全规定65第二节 卡控红线73第三节 隧道施工安全九条规定83前 言隧道
5、施工最大的安全风险是坍塌，一旦发生，要么造成隧道关门、要么出现群死群伤，直接经济损失巨大，社会影响严重。按照股份公司精细化管理要求，依据国家、行业相关隧道施工规范，结合股份公司隧道施工防坍卡控红线，以及近期国家四部委下发的隧道施工安全九条规定，指挥部组织编制了这本工程隧道防坍塌施工手册。本手册从隧道坍塌征兆及主要原因分析、隧道防坍塌技术及管理措施、隧道坍塌处理措施、应急救援及逃生、隧道防坍塌相关安全规定等5个方面入手，对隧道施工坍塌进行全面的分析，明确了相应的应对措施，以及简明扼要的提出了现场管理及施工操作要求，为指挥部各级管理人员、现场操作人员提供了简明实用、可备查、可操作的程序化管理、操作
6、指南。由于施工现场情况错综复杂，设计图纸未完全到位等原因，这次编写的隧道防坍塌施工手册为试行版。我们将在实施过程中根据实际情况不断完善和改进，并根据相关政策法规及指挥部相关规定对本手册予以及时更新，以更好地适应和服务工程施工管理需要。第一章 隧道坍塌征兆及主要原因分析第一节 隧道坍塌前的主要征兆1. 正常钻孔中出现不正常的卡钻，钻进速度变快、堵孔或钻孔内流出来的水较为浑浊，预示地质状况变坏，开挖后易出现坍塌。2. 水文地质条件发生变化，如突然出水，地下水突然增多，涌水量增大。水质由清变浊往往是即将发生塌方的前兆。3. 开挖面上有可能不稳定岩体的出露，尤其是小断层或其他软弱结构面和围岩的节理裂隙
7、构造的出露处，往往是围岩局部塌方的部位。4. 拱顶不断掉下小石块，甚至较大的石块相继掉落，预示着围岩即将发生塌方。5. 岩石裂隙周围出现岩粉或洞内无故发现有岩粉飞扬时，也说明可能即将发生塌方。6. 围岩发生裂缝，并逐步扩大，说明围岩松动在进一步加剧，支撑体系抗力不足，很可能发生塌方。7. 支护受力变形发出声响时，说明围岩受力增大，有塌方的可能。8. 喷射混凝土出现大量的明显裂纹，亦说明围岩压力很大，有可能出现失稳塌方。9. 钢支撑扭曲变形，边墙支撑中间鼓出或支撑连接点明显变形、错位，说明支撑强度不足，可能即将发生坍方。10. 拱顶下沉或水平收敛数据阶梯上升或根据监控量测数据绘制的回归曲线斜率不
8、断变大（向上翘曲) ，预示围岩处于不稳定的状态未得到有效约束，在朝不利方向发展，可能出现坍方。第二节 隧道坍塌的主要原因分析一、地质和水文条件1.1 隧道通过褶皱构造、断层，节理发育一般都较为充分，岩层本身整体性差、破碎，难以形成“拱环”，造成“掉落”坍塌。1.2 虽不处于不良地质构造地带，但由于地质成因，围岩本身不稳定或已割成碎块,造成围岩强度低、结构松散，节理面有泥质物及岩屑充填，且支护的不及时而暴露时间过长，导致围岩风化加剧，强度进一步降低，形成大变形而坍塌。1.3 岩层产状不利，形成“铺盖”层，开挖后锚杆未及时施作，形成掉块、坍塌。1.4 对于、级围岩由于岩土中水的变化，水沿岩体软弱面
9、流动，带走裂隙中的填充物，破坏岩体原来的稳定存在形式，造成岩体应力发生变化引起刚体失稳而发生塌方事故；对于、级围岩而言，渗流除造成围岩孔隙率增加外，水流的渗透变化还会造成围岩粘聚力大大降低和重新固结变形而塌方。 二、设计原因2.1 由于钻探间距或勘测单位对钻探松于管理等原因，对隧道所在区的地质情况勘查不精确，地质资料不详细，甚至与现场实际不符，对可能遭遇的断层、富水等情况估计不足甚至未能考虑。2.2 为减少工程投入，安全支护措施少，不能起到有效支护、稳定围岩的作用。三、施工原因3.1 部分现场管理人员对“新奥法的基本原理不熟悉或一知半解，未真正认识到”管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤
10、量测“的实质内涵和操作要求，因无知而胆大，造成本不该坍方而坍方。3.2 现场人员对工程地质不重视，或多或少存在侥幸心理，尤其是发现围岩弱于设计围岩等级时，为防止设计单位更改开挖工法造成工效降低，在工期紧张的情况下，故意不上报设计单位处理。3.3 现场人员对工程地质认识的能力不足，体现在不能察觉围岩细微变化，对围岩自稳能力过高估计，造成思想上的麻痹大意。3.4 不重视爆破参数及时调整，造成爆破对围岩的扰动过大、超欠挖严重，改变原设计的轮廓线，造成围岩应力集中和自稳能力变差。3.5 开挖后围岩暴露时间过长、风化程度加剧，造成应力重分布，使得原来不应塌方段，因岩体失稳而产生塌方。 3.6 开挖方式不
11、合规。如：在软弱围岩台阶法开挖时，施工台阶过长而造成封闭时间延长；预留核心土未留置或留置不合规造成掌子面失稳；左右侧导洞掘进错开距离过大，不满足要求造成应力叠加引发支护体系失稳；3.7 任意改变施工工法，如将设计的台阶法开挖改为全断面开挖，致使开挖过程中拱顶和脚墙以上1m范围内围岩拉应力显著增大，造成围岩受弯破坏坍方。3.8 隧道超前支护未按规定施作。表现为超前导管施工存在角度、长度、数量、注浆压力、注浆量等不符合设计要求的现象。超前导管注浆目的是将掌子面前方松散岩体固化成为整体，避免出现失稳局部塌落引发整体塌落，但现场施工时会出现少注浆甚至不注浆现象，支撑强度降低后诱发坍塌。3.9 支护不及
12、时、不合规。支护不及时或支护质量达不到设计要求如：规定支护间隔距离最多不超过两榀支护一次，但现场往往出现三、四榀支护一次甚至更大距离，使岩体裸露时间过长；拱架间距超出设计要求，使支撑力降低；为方便掌子面开挖，干脆不做临时仰拱（支撑) ；初期支护背后空洞，初支未密贴岩面，支护与岩体未形成共同受力，使围岩始终处于不利的两向受力状态；个别偷工减料至拱架纵向连接筋、螺栓数量、纵向锚杆、锁脚锚管等不按设计标准施作，未满足设计要求，造成初期支护阶段的隧道坍塌。此环节质量安全不达标为坍塌事故主要诱因之一。3.10 仰拱步距过大和一次开挖长度不合规造成的坍方。现场往往因不利于施工组织等拉大仰拱步距；已塌案例证
13、明挖仰拱引发塌方概率最高，所以，仰拱开挖按不同围岩等级明确划分了一次开挖的最大长度。但作业现场为减少开挖和浇筑工序反复，一次开挖长度超标、浇筑混凝土间隔过长现象屡见不鲜。3.11 拆除初支或临时支撑过程不合规。隧道开挖后，为保证围岩稳定，采用初期支护措施，一般采取格栅钢架支撑、钢筋网片链接、锚杆锚固等喷射混凝土补强措施，但初支后个别断面会因围岩应力过大，发生二衬前初支钢架部分段落侵限进入二衬断面现象；大断面不良地质隧道开挖时为保证施工安全经常采用化大断面为小断面的开挖方式，如双侧壁导坑法、CRD、临时仰拱台阶法等方法，在施做二衬过程中，需有步骤拆除原有临时支撑实现受力体系转换。拆除初支一次长度
14、过长、未按设计要求跳拆或先支（加固补强) 后拆等措施使动态不稳定、微平衡的应力急剧、突然释放；拆除初支结构作业工序还包括二衬施工混凝土浇筑前拆除避车洞、设备硐室位置初支钢架造成段落性初支结构偏侧失稳，上述环节作业时间拉长，造成围岩变形并瞬间坍塌。3.12 不重视喷射混凝土施工质量，主要表现为喷射混凝土早期强度不足、喷射厚度不满足设计要求，造成初支刚度和强度减弱，不能有效约束围岩变形，致使因围岩变形过大造成坍塌。3.13 监控量测不到位，施工中往往因监控量测不到位，布点、量测等不准确或不符合要求，对施工起不到指导性作用，使本应预警的坍方未及时预报，造成坍方事故。第二章 隧道防坍塌技术及管理措施第
15、一节 隧道防坍塌的技术措施一、洞口工程1.1 隧道洞口应严格执行“早进晚出”原则，加强洞口段超前支护和边仰坡防护设计，埋深较浅的隧道洞口应延长明洞或采用半明半暗法进洞。1.2 隧道洞口施工应减少边仰坡开挖高度，并采取微震动控制爆破。洞口边仰坡应自上而下逐级开挖支护，及时完成洞口边仰坡加固、防护及防排水工程，边仰坡上可能滑塌的表土、危石应全部清除。洞外排水系统应避开不良、不稳定地质体。1.3 隧道洞口应按设计完成超前支护后，方可开始正洞的施工。洞口段应及时形成封闭结构，严禁采用长台阶施工。1.4 明洞位于破碎、松软地层时，宜先施作套（护) 拱，必要时还应在外侧施作挡墙，然后暗挖明洞土石方，并及时支护边墙，成形后再按暗挖隧道施作明洞衬砌。1.5 级围岩开挖120米
