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1、隧道防坍塌预警方案第一部分：安全隐患在不良地质段和特殊岩土地段的隧道施工如施工不当，就容易引 起不同程度的塌方，造成安全事故。造成隧道塌方的原因主要分为：自然因素、管理因素和施工因素 三大类。自然因素主要是地质条件，如断层破碎带、互层围岩、强风化围 岩、层理面软弱、砂质围岩、涌水段，其次连续强降雨对浅埋隧道或 黄土隧道也有影响；管理因素有：地质资料不详，施工方法及措施欠缺，技术交底不 清，现场指导不力，材料及加工构件供应和加工质量差，施工制度、 责任制度不健全，工序不衔接，监控量测信息反馈不及时或未得到重 视，不按设计要求，随意修改爆破参数等。施工因素有：施工方法不当，在断层带中拉中槽、抢工期
2、大断面 开挖、大进尺，忽视地质因素，不良地质条件下长距离不衬砌，破碎 岩层中不设超前支护，支护不到位、不按设计施工，出现塌方迹象时 不即使采取措施，这些都是造成坍塌或使坍塌扩大的原因； 第二部分：预防措施在造成隧道坍塌的三大原因中，自然因素是无法改变的，因此要 制定有效的安全技术措施和管理措施，避免和防止坍塌的发生。 一、安全技术措施1施工前应编制详细的实施性施工组织设计。实施性施工组织 设计的施工方案、技术措施、工程进度计划应根据项目的施工进展情 况进行动态调整。应做好以下工作：1）认真进行施工调查、核对现场地质资料、地形、地貌，水文 地质。如隧道洞身通过山谷区、凹地，易形成堆积松散区、破碎
3、区， 由于地质构造作用易形成断层带，而且在有水出露地段更容易产生坍 塌，项目总工程师必须组织有关技术人员进行施工调查，并编写调查 报告。2）设计文件审核时，要认真熟悉隧道设计的地质勘探资料，并 随时与现场的实际地质情况相对照，比较洞口的位置、复核洞口仰坡 的稳定性，进行技术条件、设计原则、施工条件的分析。研究、讨论、 确定隧道进洞的方案、加固方法及隧道通过软弱围岩的技术措施。3）要详细审核不良地质地段（断层、软弱破碎围岩、岩溶等） 的设计方案，研究制订不良地质条件下的隧道施工方案。4）通过进行技术、经济、安全等方面的比选，制定详细的施工 方案。如遇隧道地质条件发生变化时，必须及时调整施工方法，
4、加强 支护，以及其他必要的技术处理手段。5）审核应有参加审核人员签字的书面的记录，审核中发现的问 题或设计与实际情况不符合时，要尽快向监理单位、设计单位及业主 书面报告，提出修改意见或建议新的施工方案，经批准后实施。2根据隧道施工特点要有针对性的编制隧道预防坍塌的作业指 导书，明确可能产生坍塌的里程、部位，制定详细的预防、控制方法， 经项目总工程师审核，公司总工程师批准后，由项目经理组织实施。3编制隧道监控量测作业指导书，由实施监控量测的具体负责 人编制、项目总工程师组织审核、公司总工程师批准，项目经理组织 实施，作业指导书应包含量测项目、范围、手段，采用的主要仪器、 设备，测点布置及实施计划
5、。4做好各种设备、仪器的检验、标定，以保证设备的正常使用 和仪器的准确性。工地试验室要做好各项材料的进场检验及试验。严 禁使用不合格的材料。5建立地质超前预报制度，成立超前地质预报小组，配备相应 的仪器、设备，由项目技术负责人组织实施，超前地质预报小组制定 预报方案，为调整隧道施工及增加预加固措施提供必要的资料。对地 质情况复杂，项目部可委托专业地质预报机构探测掌子面前方地质情 况，以保证预报的准确性。施工过程中如发现开挖面地质情况异常， 要及时汇报，以便项目经理部采取相应措施。超前预报必须要做到“及 时”反馈，严禁事后补资料的做法，地质预报应填写超前地质预报 表。6隧道进、出口的洞口段，地质
6、条件一般较差，埋深浅、围岩 风化严重、较破碎，施工难度较大，预防坍塌的主要措施有：1）开工前必须复核洞口的位置、洞口边、仰坡的稳定性。2）隧道洞口段开挖时严禁采用大爆破，宜采用控制爆破技术， 以避免对边、仰坡围岩的爆破冲击和扰动。3）洞口段的开挖根据地质情况，采用侧壁导坑法进行，当进洞1020 米后，及时修筑洞口段衬砌和洞门。4）洞口深路堑的施工，要尽快完成挡墙、护坡、截水沟、排水 沟，洞外路堑水不能流入掌子面，应将洞外排水沟与洞内排水沟连接， 将洞内水及时水排出，减少水流冲刷和洞内积水向隧道基础渗透，造 成洞口的坍塌。5）修建洞顶的高山蓄水池时，蓄水池底部要有防渗漏的措施， 防止渗水对围岩的
7、侵蚀作用。6）隧道设计有明洞的，要先修建明洞和明洞门，以保证洞口导 洞施工的安全。7洞身开挖1）开挖前应制定爆破设计方案和绘制爆破设计图，爆破设计方 案的内容应包括炮眼（临空眼、掏槽眼、扩槽眼、掘进眼、内圈眼、 底板眼、周边眼）的布置、数目、深度和角度，爆破器材、装药量和 装药结构，起爆方法和爆破顺序，钻眼机具和钻眼要求等；爆破设计 图应包括炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经 济指标及必要的说明和附图。爆破施工还应有书面交底。2）采用光面爆破、预裂爆破时，掌子面的周边眼布置应设专人 负责，检查、控制钻眼的外插角、眼距、眼深，每次炸药的用药量。 周边眼应使用同段位雷管同时起爆，
8、并与内圈炮眼的雷管跳段采用， 爆破后要求炮眼残留满足要求，轮廓圆顺。3）加强地质预报工作。如遇掌子面地质情况突然变化时，由技 术部门根据预报探测结果及时调整施工方案。4）软弱围岩的开挖，可采用预裂爆破方法或采用小断面开挖， 最后扩大成型，如采用导洞法，侧壁导坑法或环形开挖预留核心土的 方法等，减少爆破对围岩的扰动。施工中严格遵循短进尺、弱爆破、 强支护、快封闭的原则。5）开挖施工中严禁违章指挥、盲目冒进，重开挖、轻支护，重 进度、轻质量，造成工序衔接不紧密，忽视锚喷支护作用，造成围岩 暴露过久，变形过大产生坍塌。6）每次爆破完成后，技术部门应对爆破的轮廓进行测量，分析 爆破后的效果及爆破对围岩
9、的扰动情况，要不断地改进各项爆破参 数，使爆破后对围岩的扰动最小，轮廓圆顺。9锚喷支护1）开挖后，要及时进行锚喷支护。快速对围岩进行封闭，避免 围岩暴露时间过长，加重围岩的风化及围岩的变形。初期支护应分层 施作，第一次喷厚拱部35cm，墙部58cm,两次喷射间隔时间以 10分钟为宜；当时间间隔超过2h时，复喷前应用高压水湿润，确保 初期支护的质量。2）严格按设计要求施作锚杆。洞身开挖后，若发现局部有软弱 夹层、节理裂隙发育的部位，报请现场监理许可后，采取增加锚杆数 量、加大锚杆长度的做法进行局部补强，锚杆施作应垂直节理面。3）软弱围岩地段当量测围岩变形超过标准时，可采取临时增加 钢支撑的方法进
10、行支护或采取施做临时仰拱等措施，抑制软弱围岩过 度的变形。4）施工中钢支撑与围岩的间隙必须用喷射砼充填密实，并将钢 支撑全部包裹覆盖，保护层厚度不得小于4cm。保证喷混凝土层与钢 支撑形成整体，钢筋网片可焊在锚杆头部，围岩自稳能力较强的，可 先锚再喷，围岩自稳能力差的必须先喷再锚，要掌握好支护的时机。5）锚喷支护完成后，质检工程师应认真进行检查，主要检查喷 层的厚度、锚杆的数量。6）掌握好二次衬砌的时间。二次衬砌的施作应在围岩和锚喷支 护变形基本稳定，周边位移速率有明显减缓趋势，水平收敛速度在拱 脚附近小于0.2mm/d；或拱顶位移速度小于0.15mm/d，并且已产生的 位移量占总量的 80%
11、以上时方可施作。进出口地段的二次衬砌必须尽 早完成；通过不良地质地段的洞身，也应及早施作二次衬砌，带仰拱 的应尽早封闭，保证隧道的安全。10溶洞、断层、松散破碎地层的隧道防坍塌措施1）由于地质勘察的局限性，设计提供的地质资料具有相对性， 因此，隧道施工中要加强地质的超前预报工作，加强掌子面的地质观 测分析，宜采用TSP、地质雷达、红外线探水等较先进的探测技术和 设备，准确地获得掌子面前方的地质情况，特殊情况下也可采用超前 钻孔获取准确的资料。2）配备足够机具和材料，做好应急措施。3）不良地质隧道要“先治水、短掘进、弱爆破、强支护、早衬 砌、勤量测、稳步前进”为原则。应尽快使衬砌结构封闭，改善受
12、力 状态，确保衬砌结构的长期稳定。4）围岩破碎，节理、裂隙发育的特殊地质条件下，可采用超前 锚杆、超前小导管、管棚、地表砂浆锚杆、超前小导管周边注浆，深 孔注浆、旋喷桩、冻结等措施对围岩进行加固，再进行开挖。5）加强监控量测，利用量测来指导施工，控制围岩的变形，防 止坍塌的产生。6）溶洞地段必须通过超前地质预报，准确探测溶洞的大小，位 置，探明溶洞内的充填物。根据设计资料和现场实际探测的情况制定 详细的施工措施，严格按照规范进行施工，以“引、堵、越、绕”等 原则处理。当施工达到溶洞边缘时要做好各工序的安排，使工序衔接 紧密。严防涌水，流砂，涌泥等对后续工序的影响。11施工中的监控量测隧道施工的
13、监控量测是隧道施工管理不可缺少的重要环节，具 有特殊的作用，通过对围岩及支护系统的动态监控，判定围岩的稳定 及支护的可靠性，作为施工决策的依据。1）隧道监控量测要成立专门量测小组，编制量测实施计划、测 点布置图，根据实测的数据画出围岩支护的位移时间曲线图。收集、 保存、归档资料。2）量测分为 A 类量测（必测）和 B 类量测（选测）。应根据具 体情况确定量测的项目。3）隧道拱顶下沉、地表下沉以及隧道收敛变形等量测，要在每 次开挖后的 12h 内完成。量测频率要求见下页。量测频率要求位移速度（mm/d）量测频率$52次/d151次/d0.5 11次/23d0.2 0.51 次/3d0.21 次/
14、7d量测数据结果应进行回归分析：a. 数据异常时可采取加厚喷层、加长、加密锚杆、增加钢支撑 等措施。b. 净空变化速度持续大于10mm/d时，围岩处于急剧变形状态， 要加强支护系统。c. 围岩位移速率不断上升时，围岩进入危险状态，应停止掘进，加强支护。二、管理措施1 组织机构：项目经理部建立以项目经理为主的预防坍方领导 小组，项目经理为组长，项目书记、项目总工为副组长，相关各部门 负责人为小组成员。领导小组建立管理任务分工表，职责明确。2适时召开会议：预防坍方小组适时召开会议，分析目前施工 中或不良地质地段可能产生坍方的可能性、研究解决的问题办法、采 取的措施及由谁去落实。会议必须有专人负责记
15、录并保存，以便施工 中检查、落实、总结、改进、提高。3动态管理：隧道施工过程中必须随着情况的变化，对项目目 标的进行动态控制。通过比较、分析、预测、纠正、检查等一系列方 法，进行管理、控制，并不断循环，进行动态管理。4勤检查：一要对掌子面地质情况加强核对、对开挖成型部分 认真检查；二是观察初期支护开裂、变形程度。要特别注意围岩变形 无明显减缓、喷射混凝土层产生较大的剪力破坏时，应停止开挖，及 时采取加固措施。5施工中发现隧道内有险情，工班长或当班负责人应立即在危 险地段设立危险标识或派人看守，并马上向上级报告。若情况严重， 应立即将工作人员撤离危险地段。6派专人对爆破后的工作面进行找顶，将浮石、危石清理干净， 避免围岩及喷射砼剥落，产生坍塌。7钢拱架安装要牢固，基础应垫平，纵向联接牢固。如发现扭 曲、压曲现象时，应采取加固措施，必要时，应让其他人员撤至安全 地带，防止坍方造成伤亡事故。8二次衬砌距离开挖面不能太长，初期支护稳定后要抓紧进行 二次衬砌，力求衬砌尽快成环。三、围岩稳定日常观察1、已支护围岩应对初期支护进行观察，出现裂缝时应即使汇报， 并在裂缝处贴纸条，观察其变化情况，并在贴纸上记录日期及裂缝宽 度等。2、隧道坍方前有以下征兆：1）量测信息反应的围岩变形速度或数值超过允许值；2）喷射砼产生纵横裂纹或龟裂且裂缝在不断变化；3）隧道洞顶或坑壁发生不断掉块现象，缝隙
