第一篇：鐵路隧道塌方事故案例分析

隧道塌方事故案例分析

洛湛鐵路（茂名段）古欖隧道7.15坍塌一般事故

一、工程及事故概況

洛湛鐵路（茂名段）古欖隧道進口里程為DMK480+725，出口里程為DMK484+295，全長3570米。建設(shè)單位為廣鐵集團公司，施工單位為中鐵**局，設(shè)計單位為鐵道第**設(shè)計院，監(jiān)理單位為廣東**監(jiān)理公司。當時進口掌子面施工里程為DMK481+181，仰拱及仰拱填充里程為DMK481+150，二襯里程為DMK481+105。塌方中心里程約DMK481+150，離進口洞門425米，圍巖為V級，涌水量大。

洛湛鐵路（茂名段）古欖隧道于2008年7月15日晚19：30時，開挖DMK481+150～+155段5米仰拱時，仰拱基坑基本開挖到位，挖機已退到DMK481+148填充面上對上述段進行清底作業(yè)。當時掌子面處于停工狀態(tài)，無人作業(yè)，仰拱開挖現(xiàn)場只有領(lǐng)班1人，汽車司機1人，挖掘機司機1人。22：35時在沒有明顯征兆的情況下，隧道左側(cè)邊墻突然發(fā)生掉塊，隨即洞內(nèi)發(fā)生大面積坍塌，立刻將DMK481+148里程前后完全掩埋。供電線路瞬間受損，隧道洞內(nèi)一片漆黑?，F(xiàn)場領(lǐng)班郭朝華快速跑向洞口方向，汽車司機楊正林駕車幸運地安全撤出危險地段。挖掘機司機陳其寶，正在挖掘機駕駛室內(nèi)操作，不幸困在坍塌體內(nèi)。事故發(fā)生后，現(xiàn)場及時組織了緊急搜救。由于塌方體極不穩(wěn)定，救援工作異常艱難，搶救作業(yè)面多次發(fā)生險情。為保障搶救人員的安全，經(jīng)搶險指揮部決定于7月23日停止對被困挖掘機司機的搜救，由設(shè)計單位出具加固處理設(shè)計方案后，再由施工單位對塌方段按設(shè)計方案進行處理，并進一步調(diào)查事故原因和搜尋被困人員。

古欖隧道DMK481+150~+155塌方段圍巖地質(zhì)情況，揭示圍巖為強風化砂巖夾頁巖，局部為全風化，巖體破碎，裂隙縱橫交錯,層理產(chǎn)狀不規(guī)則,巖層風化嚴重，多數(shù)呈軟弱夾層產(chǎn)出，局部巖層層理接近水平狀，巖體裂隙水和孔隙水豐富，受裂隙水和地表水滲透后，巖體自穩(wěn)性差。

二、塌方段原因分析

針對DMK481+150~+155產(chǎn)生塌方事故發(fā)生的原因

1、主觀原因分析：

（1）對新奧法理論認識不足：A如下臺階施工到仰拱施作時間間隔過長，達50天間，在軟弱破碎圍巖地段,使斷面及早閉合,以有效地發(fā)揮支護體系的作用,保證隧道的穩(wěn)定性，在實施中未能認識到早封閉的作用。B強支護方面，原材料粗骨料5~10MM碎石含泥量偏高現(xiàn)象時有出現(xiàn)，不能保證初支砼強度，格柵鋼架間距過大，格柵鋼架連接角鋼厚度不能滿足設(shè)計厚度要求，砂漿系統(tǒng)或鎖腳錨桿未能形成有效單元整體，節(jié)點角鋼厚度不足，剛度達不到承受鋼架整體受力要求，角鋼變形扭曲等現(xiàn)象造成錨桿,格柵鋼架,噴射初支砼等未能發(fā)揮支護抗力，支護結(jié)構(gòu)與圍巖未能粘結(jié)緊密,兩者共同工作,形成無彎矩結(jié)構(gòu)，隧道圍巖形成塑性滑移楔體,造成支護結(jié)構(gòu)的剪力破壞，強支護形同畫在圖紙上，落實在施工方案上，實施中大大縮水。C勤量測在實際施工中,未能按規(guī)定時間、規(guī)定頻率、固定專業(yè)人員進行量測,持久操作，信息未能及時反饋,導致施工指導失誤,預防措施不力而造成塌方。

（2）采用施工方法和措施不當：施工中存在施工方法與地質(zhì)條件不相適應,地質(zhì)條件發(fā)生變化,沒有及時改變施工方法；如在V類圍巖中未能采用三臺階開挖，上、下臺階未能短掘進，仰拱及時緊跟施作，下臺階在裂隙水極其豐富的圍巖中，采用兩側(cè)錯開拉槽開挖支護施工，后松土回填二側(cè)，初支底腳形成蓄水池，長時滲透圍巖，軟化圍巖基腳，當開挖仰拱時，初期支護抗力小于破碎圍巖承壓力時,圍巖急劇變形引起塌方。

（3）施工工藝操作欠規(guī)范，如施工過程中存在的格柵鋼架連接鋼筋焊接不飽滿，焊縫長度不能滿足規(guī)范要求，鋼架底托槽鋼未能按照設(shè)計施作，上、下臺階初支砼結(jié)合處圍巖泥土未能清除徹底，結(jié)合處初支砼出現(xiàn)夾層帶，側(cè)壓應力過大等工藝操作不符合施工技術(shù)規(guī)范要求，也是引起塌方的內(nèi)在因素。

（4）DMK481+150～+155段為強風化砂巖夾頁巖，局部為全風化，巖體破碎，裂隙縱橫交錯,層理產(chǎn)狀不規(guī)則,巖層風化嚴重,多數(shù)呈軟弱夾層產(chǎn)出，局部巖層層理接近裂隙塊狀結(jié)構(gòu)，整體性差，初期支護未早封閉，形成整體剛體結(jié)構(gòu)。

（5）近期連降暴雨，6月1日~7月15日，暴雨20天，中到大雨12天，總降雨量623.8毫米，受雨季強降雨水滲透作用影響，地表水沿裂隙通道滲透，使拱部圍巖受侵蝕，軟弱夾層軟化，強度降低，造成隧道初支背后水土壓力增加，圍巖力學性降低，自穩(wěn)性差。

（6）DMK481+150～+330段最大埋深約41．6 m，最小埋深約為9.7 m，右側(cè)徑向最小埋深為平均21．6 m，較淺，加之地表山體陡峻，由隧道塌方頂部可見，偏壓段也是誘發(fā)塌方處滲透地表水因素而導至塌方。

2、客觀原因分析：

（1）施工監(jiān)控管理不到位,質(zhì)量意識,安全意識不強也是造成塌方的另一個重要原因,常存在的施工質(zhì)量問題鎖腳錨桿未按照設(shè)計數(shù)量施作，錨桿砂漿不飽滿或強度尤其早期強度不足;噴砼強度厚度達不到設(shè)計要求;鋼支撐未完全由噴射砼包圍密實或鋼支撐與圍巖之間存在空隙及鋼支撐未置于穩(wěn)定堅固的基礎(chǔ)上等.以上質(zhì)量問題直接造成支護抗力未達到設(shè)計要求或圍巖未粘結(jié)緊密使無彎矩結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎矩而導致塌方。

（2）現(xiàn)場監(jiān)理工作不到位，少數(shù)監(jiān)理人員有消極思想，管不住，管不了就放棄的錯誤思想，任憑作業(yè)隊我行我素施工。

（3）以上原因分析認為，認為造成事態(tài)的主要原因是客觀原因造成的。

三、事故措施

1、認真進行事故分析。7月24日，指揮部召集中鐵**局、M1標項目部、廣東**監(jiān)理公司及其JL1標監(jiān)理部、鐵**院、鐵**院洛湛項目部負責人及指揮部全體人員開會。要求施工單位從設(shè)備、管理和技術(shù)人員的投入與投標承諾的兌現(xiàn)、安全質(zhì)量保證體系、管理制度、施工組織、工藝和作業(yè)指導書、圖紙審核和技術(shù)交底、原材料進場檢驗與試驗、混凝土施工配合比、隧道開挖施工過程的管理與質(zhì)量安全、控制、隧道初期支護鋼架的加工、安裝與噴射混凝土施工、“三檢制度”的執(zhí)行、混凝土的養(yǎng)護與試驗、監(jiān)測、連續(xù)強降雨異常天氣情況下的應急措施等方面進行反思分析；要求監(jiān)理單位從公司對監(jiān)理部的管理體制與考核，投入的人員、設(shè)備與投標承諾的兌現(xiàn)情況，工點監(jiān)理人員的資歷與工程的相符性，對施工單位的安全質(zhì)量保證體系的檢查，平行檢驗、見證檢查、旁站、隱蔽檢查，問題整改的督促落實情況等方面進行反思分析。通過認真、深刻的分析，找出事故發(fā)生的原因，確定各單位應承擔的責任，制定整改措施。

2、加強現(xiàn)場監(jiān)督整改。指揮部由副指揮長***、工程部長***、主管工程師***等組成工作組，進駐古欖隧道工地，督促和監(jiān)督施工單位整改存在的問題、嚴格按照規(guī)范進行施工，同時督促監(jiān)理單位嚴格履行監(jiān)理職責。并準備在M1標古纜隧道工地設(shè)置長期的工作小組進行盯控，直至工程完成。

3、組織參觀學習。指揮部立即組織各施工單位項目部和作業(yè)隊負責人參觀中鐵**局施工的立新隧道。

4、完善有關(guān)管理辦法。指揮部立即完善和落實內(nèi)部各崗位的安全責任，制定并公布本段安全、質(zhì)量管理考核辦法、監(jiān)理工作考核辦法，將考核細化到各工點、工區(qū)、工序。

5、加大考核力度。指揮部與各施工、監(jiān)理單位補充完善施工合同中有關(guān)安全、質(zhì)量考核兌現(xiàn)條款，加大考核力度，簽訂工程建設(shè)包保責任狀，實行風險抵押金制度，訂立年度安全、質(zhì)量責任狀。

6、加強指揮部力量，增加安質(zhì)部和工程部人員。向集團領(lǐng)導請示，請求調(diào)配隧道專業(yè)人員；指揮部已從綜合部調(diào)1人到安質(zhì)部，使安質(zhì)部人員從3人增加到4人，最后調(diào)整到5人。

7、要求M1標項目部盡快完成人員調(diào)整，調(diào)整、完善施工組織方案，并將調(diào)整后的方案報往起上級審批后上報指揮部；完善有關(guān)制度和安全質(zhì)量保證體系，確保人員、設(shè)備、材料的投入，強化對作業(yè)隊的控制，真正做到管理標準化、作業(yè)標準化。中鐵**局要對M1標全標段進行安全質(zhì)量隱患排查，建立隱患登記臺帳，制定整改方案，落實整改責任，限期進行整改治理，并將整改方案

四、責任處理

1、由于施工單位中鐵**局洛湛鐵路M1標項目部未嚴格兌現(xiàn)合同造成事故，給予扣款20萬元，同時建議中鐵**局對相關(guān)責任人進行罰款，同意中鐵**局**公司撤換M1標項目經(jīng)理的報告。

2、由于監(jiān)理單位廣東**監(jiān)理公司洛湛鐵路JL1標監(jiān)理部未嚴格兌現(xiàn)合同造成事故給予扣款5萬元，同時建議廣東**監(jiān)理公司對相關(guān)責任人進行罰款，對該工點的監(jiān)理給予開除。3、7月份指揮部全體人員扣減月度生產(chǎn)獎30%，并再對指揮長、書記扣月度生產(chǎn)獎2500元，副指揮長、總工扣2200元；副總工程師扣2000元，工程部、安質(zhì)部部長及主管工程師分別扣2500元和2100元。

4、至藝監(jiān)理公司JL1標監(jiān)理部要對現(xiàn)有人員進行清理，對不合格人員予以清退；配齊人員和設(shè)備，保證人員素質(zhì)；強化監(jiān)理檢查手段；對全標段進行安全質(zhì)量排查，限期整改，并將整改結(jié)果報指揮部。至藝監(jiān)理公司要對有關(guān)責任人進行嚴肅處理，并將處理結(jié)果在其公司內(nèi)通報，同時抄報指揮部。

5、全線各參見單位要認真吸取7.15事故教訓，舉一反三，采取有力措施，加強力量、加強管理，嚴格按設(shè)計、規(guī)范施工，防止事故的發(fā)生。

第二篇：隧道塌方事故應急演練總結(jié)

東莞地鐵項目部隧道坍塌事故應急演練總

結(jié)

為檢驗《坍塌事故現(xiàn)場處置方案》的針對性和可實施性，切實提高預防和處置突發(fā)坍塌事故的應急救援水平，全面檢閱項目部各部門“快速反應、部門聯(lián)動、專業(yè)保障、綜合處置、事故調(diào)查和善后處理”的能力，2013年3月25日上午9點30分，隧道坍塌事故應急救援演練在東莞市軌道交通R2線2309標臨時豎井成功舉行，現(xiàn)將演練的有關(guān)情況總結(jié)如下。

一、演練基本情況

本次演練由東莞地鐵項目部項目經(jīng)理胡瑞任總指揮，項目安全總監(jiān)曾愛明任副總指揮各部門參加演練，參演人員16人，本次演練以臨時豎井隧道在進行掌子面施工過程中由于土方發(fā)生小面積巖體坍塌，二名作業(yè)人員被砸傷為背景，應急救援預案啟動、各部門協(xié)同救援為主線，人工施救、專業(yè)施救等手段展開救援，演練歷時一小時，達到了預期效果，取得圓滿成功。

二、演練的主要工作

1、指定方案，分解任務(wù)，扎實做好籌備準備工作。為確保演練能夠安全順利進行，使演練更具操作性和實效性，演練《演練過程》經(jīng)過嚴格細化和審核。從內(nèi)容上深化了各個階段，從實戰(zhàn)上強化了各種環(huán)節(jié)。

1、組織有力，明確責任，切實做好協(xié)調(diào)配合工作，項目部要求各參加演練部門根據(jù)演練總體目標，按照演練方案明確各自在坍塌事故現(xiàn)場處置方案中職責、任務(wù)，細化演練分工，落實演練車輛，人員和裝備。為貫徹“安全第一”的方針，本著發(fā)現(xiàn)問題，完善方案的原則，各部門在項目部安質(zhì)部的組織下，積極配合，協(xié)同作戰(zhàn)，在3月25日上午9點30分進行了一次演練。

2、深化內(nèi)容，落實措施，堅實做好各項保障工作。本次演練所需資金由項目部安全專項資金解決。在人員、裝備、通訊得到保障的同時，為演練提供了有力的資金保障。

三、演練成效及存在問題

本次演練時間緊，任務(wù)重，全體參加部門和人員沒有絲毫懈怠發(fā)揚了密切配合，群策群力，協(xié)同作戰(zhàn)、精益求精的工作作風。使演練取得了圓滿成功。演練成效主要，表現(xiàn)三個方面：

1、提高了應急管理工作的認識，增強了應急演練的意識。加強應急管理，是關(guān)系國家經(jīng)濟社會發(fā)展全局和人民群生命財產(chǎn)安全的大事。是全面落實科學發(fā)展觀，構(gòu)建社會主義和諧社會的重要內(nèi)容，是中鐵十一局集團有限公司堅持以人為本、安全第一、健康至上、環(huán)保優(yōu)先、誠信守法、優(yōu)質(zhì)高效、持續(xù)改進的重要體現(xiàn)。通過演練，讓我們看到重視應急管理工作，開展經(jīng)常性、針對性德演練是十分必要德。演練還教育了廣大參建人員，對增強他們隧道安全工作和應急救援處置的認識起到了積極作用。

2、鍛煉了隧道救援隊伍的能力，提高了應急救援的水平。通過演練，進一步提高了隧道應急救援隊伍的技能熟練程度和專業(yè)水平，為隧道坍塌事故實際救援處置提供了經(jīng)驗和方法，為確保建立一支拉得出、打的響、戰(zhàn)得勝的優(yōu)秀應急救援隊伍奠定了基礎(chǔ)，同時，通過演練，進一步明確了各部門在應急救援中的職責和任務(wù)，并熟悉掌握應急救援處置程序、方法和注意事項，有效地提高了整體應急救援的反應能力、指揮水平和實戰(zhàn)能力，增強了各部門、人員之間的協(xié)調(diào)。

3、完善了隧道應急救援的體系，增強了預案的可操作性。事前預防固然重要，但事后救援也必不可少。演練可以發(fā)現(xiàn)問題、檢驗預案的可行性，為實現(xiàn)“統(tǒng)一指揮、反應靈敏、協(xié)調(diào)有序、運轉(zhuǎn)高效”的應急管理機制目標和進一步健全完善隧道事故應急救援預案體系和處置程序探索了方法、提拱了經(jīng)驗、明確了目標。找到了差距。通過演練和組織觀摩，進一步促使各項安全措施、防范措施、應急預案真正的落實到實處。

雖然演練取得了成功，但是，我們也從中發(fā)現(xiàn)一些問題，需要我們在日后的工作中加以改進：一是演練中通訊不夠暢通。今后做好通訊設(shè)備的調(diào)試工作，并要有相應的備用通訊方式。二是演練后要加強現(xiàn)場安全警示及現(xiàn)場除險工作。為切實確保安全，應在演練場地區(qū)域設(shè)置明顯的警示標志，防止人員進入，發(fā)生意外事故。

四、今后工作打算 在以后的安全生產(chǎn)中以隱患排查治理為主線，深化安全生產(chǎn)和應急管理工作，切實提高我部應對突發(fā)事件的能了，主要做好以下幾個方面：

1、要提高認識，增強應急管理責任、緊迫感和使命感。為強化應急管理工作，要全面落實科學發(fā)展觀，堅持以人為本、預防為主，以落實和完善應急預案為基礎(chǔ)，居安思危，增強憂患意識，正確分析突發(fā)事件的風險和挑戰(zhàn)，進一步提高對應急管理工作重要性的認識，明確責任，常抓不懈，努力提高我部的應急體系建設(shè)管理水平。

2、要健全體制，要根據(jù)實際情況制定和完善相應的應急預案，明確各類突發(fā)事件的防范措施和處置程序。并加強對預案的動態(tài)管理，很抓預案落實工作，經(jīng)常性德開展預案演練，不斷增強預案的針對性和時效性。

3、要突出重點，開展對各類安全生產(chǎn)隱患的排查和治理。要組織力量認真開展安全生產(chǎn)隱患排查治理工作，全面掌握本合同段各類安全生產(chǎn)隱患情況，建立分級、分類管理制度，落實綜合防范和處置措施，實際動態(tài)管理和監(jiān)控，加強協(xié)作隊伍之間的協(xié)調(diào)配合。對可能引發(fā)的安全隱患，要組織力量限期整改，特別是要加強對高危險業(yè)的安全檢查，發(fā)現(xiàn)隱患要采取措施，盡快消除。

4、要預防為主，加強對突發(fā)事件的信息報告和預警工作，要進一步建立健全信息報告工作制度，明確信息報告的責任主體，對遲報、漏報、瞞報、謊報行為要依法追究責任。在加強信息報告工作的同時，通過建立舉報獎勵制度，不斷擴寬信息報送渠道。建立預警信息通報與發(fā)布制度。

東莞地鐵項目經(jīng)理部 二0一三年三月二十五日

第三篇：隧道塌方整治

寶蘭二線新玉石咀1號隧道塌方整治對策探討

摘 要 寶蘭二線新玉石咀1號隧道施工中曾多次發(fā)生塌方、掉塊，其中進口端較大的一次塌方5600m3，并有11人困于洞中，搶險及整治施工十分危險，隨時有發(fā)生更大規(guī)模塌方的可能，形勢險迫，經(jīng)過及時勘察，合理整治，成功通過了塌方段。本文分析了隧道的工程地質(zhì)條件、影響隧道施工的地質(zhì)因素及病害產(chǎn)生原因，針對塌方整治的難點，總結(jié)了處理和預防塌方的對策措施。關(guān)鍵詞 隧道塌方 整治 對策

1.概況

寶蘭二線新玉石咀1號隧道為雙線曲線隧道，位于隴西土店子站東渭河北岸，隧道進口里程為DK1536+125，出口里程為DK1536+688，隧道全長為563m。隧道開挖由進口端開始，通過黃土進入巖層后掉塊，塌方事故不斷。在掌子面掘進至SK1536+270、護拱打至DK1536+260~+270，隧道襯砌到DK1536+

216、仰拱做到DK1536+230時，發(fā)生在DK1536+270段的5600m3塌方為最大，洞頂形成一直徑10余米、高10余米的穹窿，造成施工人員11人困于洞中，生死不明（后經(jīng)全力搶救脫險）。由于塌方段穹窿頂與洞外沖溝溝底對應，頂板薄，且均為土體，隨時有塌通天甚至引發(fā)洞外高陡山坡塌滑的可能，加之圍巖松動，掉塊不斷，給搶險施工帶來極大的風險，因而，搶險措施和塌方整治對策成為隧道繼續(xù)施工掘進的焦點和重點。

2.隧道工程地質(zhì)特征

2.1 地形地貌

隧道位于渭河峽谷區(qū)，兩岸地形起伏較大，相對高差大于100m，北岸自然山坡高陡，坡度一般在40o以上，地表植被貧乏，黃土地貌景觀，沖溝、陷穴等現(xiàn)象發(fā)育。2.2 地層巖性

勘察與施工揭示，工點范圍內(nèi)地層有第四系上更新統(tǒng)風積砂質(zhì)黃土，有由接觸變質(zhì)、動力變質(zhì)及區(qū)域變質(zhì)作用形成的壓碎巖、板巖、片巖和燕山期花崗巖。

1）砂質(zhì)黃土淡黃色，土質(zhì)均勻，粉粒為主，具孔隙及垂直節(jié)理，半干硬，II級普通土，σ0=150kpa，II類圍巖；具IV級自重濕陷性，濕陷土層厚12m。主要分布于隧道進口及洞身段山體表層，厚10~30m。出口處為坡積成因，夾雜碎、塊石，工程地質(zhì)相對較差。

2）壓碎巖以花崗巖為主，局部礦物呈定向排列為花片麻巖，顏色澠雜，青灰、灰黑色為主，壓碎或鱗片變晶結(jié)構(gòu)，帶狀及片麻狀構(gòu)造，節(jié)理、裂隙發(fā)育，風化嚴重，局部呈砂、土狀，IV級軟石為主，σ0=500~1000kpa，III~IV類圍巖，多見于花崗巖與板巖、片巖接觸帶附近。

3）板巖、片巖灰色、灰褐色為主，變晶結(jié)構(gòu)，板狀、片狀構(gòu)造，受接觸蝕變及構(gòu)造影響，板理、片理及小的斷層構(gòu)造發(fā)育，巖層破碎，風化嚴重，IV級軟石為主，σ0=600~800kpa，III~IV類圍巖。一般見于花崗巖之上，局部呈捕虜體于花崗巖之中。4）花崗巖青灰、灰白色，礦物成分以石英、長石、云母為主，中、粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖體受構(gòu)造影響嚴重，節(jié)理、裂隙發(fā)育，石質(zhì)堅硬，風化嚴重或極嚴重，風化層一般2~5m，局部厚達10m，為10m, 級軟石，σ0=500~800kpa，以下V級次堅石，σ0=1200kpa，IV類圍巖。2.3 水文地質(zhì)

隧道在勘測及施工期間未遇到較大地下水，僅在雨季施工時偶見少量下滲的基巖裂隙水，對隧道圍巖及施工不構(gòu)成影響。

3.影響隧道施工的地質(zhì)因素

3.1 地形地貌因素

本隧位于渭河峽谷區(qū)北岸既有線靠山一側(cè)，線間距20~50m，既有線在此以填方或半填半挖形式通過山坡坡腳，高陡的山坡，發(fā)育的沖溝、陷穴，對隧道進、出口的塌方往往直接影響，由于塌方，引起洞頂?shù)乇黹_裂變形，對坡角的既有鐵路構(gòu)成重大安全隱患，處理不當，變形進一步發(fā)展勢必直接威脅既有線行車安全，給II線隧道施工造成極大困難。故而，必須嚴控和妥善處理好隧道進、出口段的塌方。3.2 地層巖性因素

隧道原設(shè)計圖系根據(jù)進口一個鉆孔和現(xiàn)場調(diào)查資料填繪，與工程有關(guān)只顯示上更新統(tǒng)砂質(zhì)黃土和燕山期花崗巖兩種較單一地層。然在隧道施工開挖中實際還遇到壓碎花崗巖（部分為花崗片麻巖）及板巖、片巖等較軟弱巖層。而且，在隧道施工中，開挖掌子面較多在侵入的花崗巖與板巖、片巖等的蝕變接觸帶附近。巖相的復雜與變化，嚴重制約了隧道的掘進，帶來了許多意想不到的麻煩。3.3 地質(zhì)構(gòu)造因素

勘察及開挖顯示，本隧未穿越大的斷層構(gòu)造，但從隧道掘進中所遇巖性、巖相變化大，較多為動力變質(zhì)、區(qū)域變質(zhì)作用形成的巖層；圍巖節(jié)理、裂隙發(fā)育，局部有斷層破碎帶寬度1~2m的小的斷層切割，巖層破碎等情況仍可認定：隧道圍巖受構(gòu)造影響嚴重，巖層風化破碎，而原資料勘測人員顯然對此認識不足，很大程度上影響了隧道設(shè)計和施工掘進。

3.4 不良地質(zhì)因素

主要為高自重濕陷性黃土問題。隧道范圍廣布的"級自重濕陷性黃土及衍生的黃土沖溝、陷穴等，是隧道尤其是進、出口段施工的隱患，往往給隧道施工帶來意想不到的不利影響，本隧道施工中幾次較大的坍方變形，與其不無關(guān)系。

4.塌方原因分析

縱觀本隧施工所遇幾次較大塌方，除前述地質(zhì)因素外，分析原因無外乎以下幾點：（1）對隧道地質(zhì)條件的變化及復雜性認識不足，工程措施不到位或針對性不強。這其中有勘測設(shè)計存在的問題，更有監(jiān)理、施工的因素，出現(xiàn)問題及時反映，及時有針對性采取變更加強措施，即可避免事故或減少損失。

（2）施工單位急功近利，為趕工期、搶進度，往往忽視設(shè)計文件中要求或設(shè)計、配合施工人員屢次強調(diào)的“做好超前支護、控制臺階的開挖長度，做到先棚后挖，支護襯砌緊跟”的施工原則，在進、出口段及軟弱巖層開挖中，臺階過長、二次襯砌與掌子面距離過大，以至出現(xiàn)坍方，影響了隧道的正常施工。（3）部分工程施工措施不到位，如對進口端洞頂沖溝內(nèi)黃土陷穴的調(diào)查、回填不及時，對塌方的產(chǎn)生起到了一定的促進作用。（4）由于在一定段落內(nèi)隧道位于侵入巖與片巖的蝕變接觸帶及部分斷層與風化破碎帶中，蝕變接觸帶等出現(xiàn)在隧道開挖面的里程段落不定，沒有規(guī)律，而且片巖捕虜體在開挖斷面上的位置也毫無規(guī)律，給制定隧道的施工方案及支護參數(shù)帶來了一定的困難，在遇到地質(zhì)條件變化時，不能及時的改變施工方法，是造成塌方的一個因素。

5.塌方整治的難點及對策措施

5.1 進口端5600m3 塌方整治難點及對策措施 本塌方發(fā)生在進口端DK1536+227~+247 長20m段，向前距開挖掌子面23m.，往后距隧道襯砌終點11m。塌方處初期支護垮塌，洞頂已塌至黃土層中，形成高十余米的穹窿，距其外對應的沖溝溝底僅約10m。鑒于塌方后圍巖松動，掉塊不斷，洞頂土體薄，隨時有塌通天甚至引發(fā)洞外高陡山坡的塌滑變形，給清坍搶險帶來更大風險，因而，安全施工，避免變形擴大至難以控制，成為塌方整治的難點。

針對塌方整治的難點，經(jīng)多方共商，集思廣益，制定施工搶險措施如下：

（1）對DK1536+216（二襯終點）~+227長11m段既有施工支護進行加強，采用Φ42焊管（4m長）梅花形布置，注漿錨固；加噴C20混凝土10cm厚，確保塌方段兩端不再繼續(xù)產(chǎn)生塌方。（2）從DK1536+224開始在拱部用Φ100鋼管按環(huán)向間距0.5m做棚架（攔擋大塊落石）并掛網(wǎng)（攔擋小塊落石），同時按1榀/m架立型鋼做為棚架支撐，并用Φ200鋼管做豎向支撐至塌方頂，至DK1536+247止，長23m。

（3）在已完成棚架保護下清理塌落堆積物，同時用焊接方法按每次1m向前延伸棚架和型鋼支撐，并做豎向支撐、清坍，循環(huán)作業(yè)一直到未塌方支護地段（DK1536+247）。（4）在塌方段支護穩(wěn)定后，塌方頂部噴射C20混凝土15cm防護層；在該段起拱線以上部分做排架和模板，泵送混凝土澆筑1m厚護拱（拱頂）。

（5）在拱部護拱混凝土強度達到70%以后，拆除排架、模板，切割豎向支撐鋼管進行下部施工———采用馬口形式開挖，架立鋼架支撐、澆筑混凝土，在護拱強度達到要求后，緊跟進行襯砌混凝土施工，在DK1536+216~+260長44m段采用鋼筋混凝土襯砌予以加強。

（6）塌方段拱部襯砌背后穹窿空洞采用黃土水泥漿（水泥摻量10%）注漿回填。5.2 出口端1000m3塌方整治難點及對策措施

塌方發(fā)生在DK1536+625~635段，拱部以上覆蓋層約20m, 已塌通，山體表面形成一直徑約10m，深12m左右的井狀陷坑，坑壁陡直，靠山側(cè)表層坡積碎石厚8~10m，中密狀，下伏向河陡傾的片巖、板巖。陷坑所在山坡高陡，坡度近45o；洞內(nèi)進口端襯砌至DK1536+599，出口端襯砌至DK1536+640，相距41m；進口端施工掌子面在DK1536+627，出口端施工掌子面在DK1536+630，相距僅3m，已為塌落物覆蓋，塌方尤其陷坑的進一步發(fā)展，勢必造成上方山體的失穩(wěn)，危及位于坡腳的既有線行車安全，形勢險迫。為此，現(xiàn)場提出的治理原則是，迅速先治理洞外塌落的陷坑，避免其進一步發(fā)展，引起山坡變形，危及行車安全，后進行洞內(nèi)塌方整治施工。采報措施以下。1）陷坑的處理

（1）查明陷坑外山坡變形情況，觀測變形發(fā)展，增設(shè)觀測、預警崗哨；準備防水布，雨天及時封蓋坑口，防止表水流入，惡化坡體條件。

（2）根據(jù)現(xiàn)場實際情況（地形條件、材料及機具設(shè)備等資源），在確保坑壁及坡體穩(wěn)定和行車安全的前提下，靈活采取包括坑內(nèi)掛網(wǎng)、錨噴、支護；坑外截、排水，夯填地表裂縫等措施。2）隧道內(nèi)的處理

（1）鑒于隧道上半斷面曾以導坑貫通，坍塌后地表陷落，塌方體以松散碎、塊石土為主，同意DK1536+627~630長3m, 段圍巖類別由IV類變更為1類。（2）施工支護予以加強，設(shè)1榀/m的格柵鋼梁，拱部設(shè)超前小導管。

（3）DK1536+620~+640長20m 段襯砌類型采用“專隧（93）0030~23”，襯砌拱墻采用C20鋼筋混凝土。

（4）DK1536+627~+630長3m 段以2榀/m鋼筋格柵加強支護，并模筑C20混凝土50cm厚護拱。（5）塌方段襯砌完成后，及時對陷坑進行恢復原地表回填夯實，并在表面設(shè)粘土隔水層，厚50cm。

6.結(jié)束語

本隧道在各方關(guān)注和施工單位努力下業(yè)已掘通，各種塌方事故依照所制定整治措施也已順利治理完成，回顧和反思隧道施工所遇塌方問題，有以下經(jīng)驗教訓值得汲取。（1）隧道與其它工程的不同之處是對施工安全的要求更高，任何疏漏、謬誤，在隧道施工中都有可能造成無法挽回的人員傷亡和經(jīng)濟損失；而隧道工程地質(zhì)勘察又不能做到像其他工程那樣慎密，從而導致隧道工程施工地質(zhì)條件變數(shù)較大，本隧道及本線其他一些隧道事故多發(fā)，變更頻繁的事例再次證實了這一點?？刂七@個變數(shù)，靠得是一線地質(zhì)人員深入細致的地質(zhì)工作，靠的是廣大地質(zhì)工作者的責任心和事業(yè)心。

（2）縱觀本線多個隧道施工中出現(xiàn)的塌方掉塊問題，絕大部分與隧道初期支護不及時或二次襯砌距施工掌子面距離過遠密切相關(guān)，各方尤其是施工單位對此應充分加以重視，急功近利，往往因小失大，得不償失。魏家磨1號、琥珀等巖質(zhì)隧道，二襯距掌子面最遠時達230m、190m，在基巖裂隙水及風化作用下，初期支護無力抵抗變形發(fā)展，以至隧道多次發(fā)生塌方、掉塊、變形、開裂，教訓可謂深重。

（3）隧道施工工程地質(zhì)條件的變化固然無法精準地預料，然施工單位對不同地質(zhì)條件的施工應變能力應是可以調(diào)整的，至少做到遇地質(zhì)條件變化及時向設(shè)計單位反饋、及時采取調(diào)整變更措施是容易的。而現(xiàn)在較多的施工單位不知何故，遇事或遇地質(zhì)條件變化不反映或不聽從設(shè)計單位意見，自行解決，處理措施不當時，往往惡化了施工地質(zhì)條件，給后續(xù)工作帶來許多無謂的困難和麻煩，問題的癥結(jié)有待查找、總結(jié)。最后要強調(diào)的是，隧道施工，安全與質(zhì)量并重，工期與進度從屬，無論是建設(shè)單位、施工單位還是監(jiān)理單位都應遵從這一點。

第四篇：紅棉隧道出口塌方分析報告

關(guān)于紅棉隧道出口掌子面坍塌情況的分析報告

紅棉隧道出口DK491+770～DK491+754段發(fā)生坍塌，施工單位和監(jiān)理單位均在第一時間趕到現(xiàn)場，勘察了解現(xiàn)場情況后，當即要求封鎖現(xiàn)場。并及時與有關(guān)領(lǐng)導做了情況匯報。通過幾天來的原因分析，情況如下：

一、事情經(jīng)過：

11月13日17點40分左右，紅棉隧道出口DK491+770～DK491+754段發(fā)生坍塌冒頂事件，塌頂處成圓弧形，直徑約16米，土石方約1500m3，未造成人員傷亡。

現(xiàn)場施工里程至：線右上導DK491+754，線左上導DK491+762，仰拱DK491+770，二襯DK491+785.8，安全距離符合要求。該段洞身位于強風化砂巖層中，地表覆蓋較厚素填土、粉質(zhì)粘土層，洞頂原覆土厚度約23m，后由于市政紅棉路施工刷成1:1的防護坡，正洞采用Φ89mm洞身長管棚，配合Φ42mm超前小導管注漿預支護，四步CD法開挖后采用Ⅰ20型鋼，0.6m/榀噴錨支護。經(jīng)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)顯示，支護后圍巖基本穩(wěn)定。

二、原因分析： 1、11月8日～10日連續(xù)中雨，紅棉路邊坡坡頂天溝排水流經(jīng)此段。由于地表覆蓋為較厚素填土，粉質(zhì)粘土層，土層吸水飽滿下滲，失去自穩(wěn)能力，向掌子面的臨空面滑動，線右瞬間突進大量土石，擠壓中隔壁層失穩(wěn)。

其次，圍巖偏壓，紅棉路施工對洞頂覆蓋土進行刷破，洞頂處于第一級邊坡下，導致兩側(cè)土壓力不均衡，且線左圍巖風化程度強于線右。通過對洞頂觀測DK491+750處有一斷層，成圓弧分布，斷面光滑。初步認定上述原因疊 加造成了該段塌方的發(fā)生。

2、從施工作業(yè)和管理方面的情況分析，主要原因為：

1四步CD開挖法，在開挖工序安排上工序亂、欠周密，左、右側(cè)導坑未○拉開相應距離。為確保安全施工，強調(diào)和注重了二襯和仰拱的跟進施工，使掌子面施工封閉停工時間較長，且掌子面的噴射混凝土平整度、厚度不足不飽滿，未及時回噴密實。

2上導坑采用大機械開挖，○鏟車、挖機上下作業(yè)時使路面低于兩側(cè)拱架底最高到1m，鋼架的臨空面大，中隔壁易變形失穩(wěn)；超前支護注漿未到位，漿液配合比不符合設(shè)計要求，存在較大誤差。

3鋼架連接板偏薄，采用M24（設(shè)計為M30）型螺栓連接，焊接鋼架不○補強，中隔壁鋼架沒有弧度，部分鋼架安裝間距、垂直度、橫向偏差不符合要求，鋼架鎖腳錨管與鋼架焊接不牢固。

4現(xiàn)場施工管理人員安全質(zhì)量意識不強，○監(jiān)管不力，缺乏責任心。安全預警卡控落實不到位，監(jiān)控量測人員不足，超前地質(zhì)預報未真正納入工序管理。

5現(xiàn)場施工作業(yè)工班長技術(shù)水平隊伍素質(zhì)，○不適應鐵道部風險隧道的要求。作業(yè)不標準、不規(guī)范，安全質(zhì)量意識差。個別施工作業(yè)人員施工盲目性、隨意性強，不嚴格按施工規(guī)范組織作業(yè)。

6現(xiàn)場監(jiān)理工程師盯控督促檢查上力度不夠，○個別工序施工監(jiān)理工作不細，缺乏反復盯、盯反復。監(jiān)理工作缺乏精細化，缺乏真抓、實管、細致、認真。監(jiān)理在施工全過程中盯控有空擋，與設(shè)計等單位溝通聯(lián)系不夠。

三、整改措施

1、施工單位要吸取此次深刻教訓，認真對全體施工作業(yè)人員進行一次全面的質(zhì)量安全教育和培訓，認真查找施工作業(yè)中存在的各類問題和原因。加強現(xiàn)場施工管理力度，認真落實安全預警卡控制度和辦法。嚴格作業(yè)程序，規(guī)范施工。認真按11月15日召開的四方會議形成的處理方案組織實施。

2、加強紅棉隧道出口的監(jiān)理人員和監(jiān)理工作的監(jiān)管力度。監(jiān)理工作從細處著眼，從小處著手，認真排查梳理存在的各方面問題和安全質(zhì)量隱患。逐一研究認真整改。隱蔽工程必須旁站到位，全過程盯控。原則問題絕不手軟，不當老好人，不當罪人，嚴格監(jiān)理，盡職盡責。

3、監(jiān)理工作狠抓原材料進場使用關(guān)，逐一梳理排查不合格產(chǎn)品、材料。對檢測和檢驗不合格材料堅決不準進場投入使用。對現(xiàn)場加工制作的半成品、成品嚴格按標準要求加工制作，不合格不準使用。

4、認真熟悉設(shè)計文件資料，主動參加現(xiàn)場技術(shù)交底和生產(chǎn)會議，重點地段、關(guān)鍵工序，穩(wěn)扎穩(wěn)打，監(jiān)理工作做到精細化，加強巡查力度次數(shù)，減少空擋，把住安全質(zhì)量關(guān)。

經(jīng)過分析，監(jiān)理單位已建議和提出對此次事件的相關(guān)人員進行批評教育處罰，個別不稱職不合格的管理和作業(yè)人員堅決立即組織清退出場，加強和補充調(diào)整現(xiàn)場管理人員和技術(shù)力量，確保紅棉隧道的施工安全和質(zhì)量。

同時，對現(xiàn)場監(jiān)理工程師的工作，我們也進行了認真的分析研究，增加現(xiàn)場監(jiān)理人員和加強現(xiàn)場監(jiān)理工作的力度。對此問題的相關(guān)監(jiān)理人員相應納入考核處理。特別是當前要認真抓好此次整改方案的實施工作，按整改處理方案組織施工時，要制訂好周密可行的安全措施，做好技術(shù)交底工作。無安全措 施和技術(shù)交底不準擅自組織施工，防止和杜絕次生事件的發(fā)生。對監(jiān)理工作中不斷發(fā)現(xiàn)的問題認真抓好整改到位的工作。監(jiān)理工作做到穩(wěn)扎穩(wěn)打，主動出擊，全面盯控，不斷改進和提高監(jiān)理工作水平，確保實現(xiàn)安全年。

附：變更設(shè)計會審紀要

北京瑞特監(jiān)理廈深項目部

2011年11月23日

第五篇：隧道塌方總結(jié)1

隧道圍巖大變形研究分析

due to the influence of natural geological conditions, collapse accident often bring enormous damage to the tunnel construction in the large section tunnel excavation of road(or railroad)construction.engineering equipment and the safety of personnel are seriously threatened by the collapse of tunnel which has the character of high incidence and high risk.1、primary influence factors and types of tunnel collapse 1.1 The main factors of tunnel collapse There are many influence factors in tunnel collapse, generally can be divided into external and internal factors, internal factors are mainly refer to the engineering geological and hydrogeological conditions, external factors are mainly refer to improper design and construction.1)unfavorable geological conditions unfavorable geological mainly includes the weathered metamorphic rock, fractured rock mass and rock pile area, fault, karst cave, landslide, mudslide, swelling strata, etc.when the tunnel encountered to those geological condition,some slight negligence may lead to the collapse of tunnel.2)underground water Groundwater is one of the important factors influencing the stability of surrounding rock.it not only reduces the strength of rock which has high softening coefficient, and also reduces the shear strength of structure plane.3)geostress geostress mainly includes the bias, plasticity, landslides and high ground stress area, etc.,there are many instances of collapse happened in the entrance zone of the tunnel were caused by bias and landslide,extrusion destruction of tunnel is often caused by plastic pressure,and rock burst often occured in high ground stress area, etc.4)improper design and construction.At present, “New Austrian Tunnelling Method” is used to design and construction in most of the tunnel, However, the deviation understanding of the concept and connotation of the principle led to many failure in engineering.collapse of tunnel is induced by many factors and the mechanism is of more complex, therefore, improper treatment measures for the complex geological during the construction will easily cause the occurrence of collapse disasters.1.2 analysis of collapse types there are many types of partitioning method, generally based on the cause of collapse, form, scale, mechanism, etc.it mainly divides into the following five kinds of forms.1）Partial collapse：Mainly happened in large blocky rock mass, the rock mass is cutted by structure surface and formed into different shapes of unstable structure.After cavern excavation, the friction direction of unstable structure surface slide and collapse occured.2）Arch collapse：Typically occur in layered rock mass or broken rock mass, it has two kinds, one kind is in the range of the pit, only occur in the arch department;Another kind is expanding arch collapse, including wall collapse.3）Deformed collapse：collapse induced by special geological conditions(caves, sinkhole, etc.), shallow buried and bias.4）swelling rock tunnel collapse：Due to high inflation pressure acts on the shotcrete support;The expansion of the rock body reduces the friction and shear strength;High water pressure accumulation。

5）Large deformation of tunnel the rock burst：surrounding rock large deformation problem of deep buried,long-large tunnels and underground engineering under high geostress condition has become a problem in underground engineering and become a major issue to be solved.2、deformation analysis for surrounding rock of tunnels With the rapid development of tunnel and underground engineering, the characteristic of its long-scale-deep are increasingly obvious, and it is prone to geological disasters，such as large deformation of surrounding rock in certain geological and environmental geological conditions.Based on a lot of literature retrieval, it is obviously that surrounding rock large deformation is a kind of great hazardous geology casualty of tunnel and underground engineering.2.1 current research of large deformation of Tunnel surrounding rock though a lot of domestic and foreign scholars have done a lot of exploration efforts, due to the large deformation theory research is not mature, as well as the complexity of on-site geological rock mass condition, the current research work is mainly manifested in the following aspects.1）The concept for large deformation there is no form a consistent and clear definition About the large deformation of surrounding rock, Some scholars according to whether the deformation of surrounding rock is within the reserved deformation of primary support to define it.Also some scholars think it shouldn't be defined by the absolute value of the deformation which is the external performance of large deformation problem.It should be defined by the essence that the surrounding rock occurs shear deformation，deflection，rupture and failure under the shear stress, and causes the rock mass squash the underground cavity.2)analysis of the soft rock so far，Rock engineering community has been unable toreach a consensus on the concept of soft rock, the definition of soft rock is more than a dozen.the definition of soft rock of ISRM(international society for rock mechanics, 1990，1993)is refers to the uniaxial compressive strength of rock was 0.5 ~ 25 mpa;In 1984 coal mine term discussion(kunming)，soft rock is defined as “l(fā)ow strength, high porosity ,poor cementation and affected by structural plane cutting and weathering or contains a lot of expansive clay minerals and loose, soft rock(body)”;And some scholars also divide it into geological soft rock and engineering soft rock and so on.3)

People generally divide it into two types base on the formation mechanism of the surrounding rock large deformation.The first type is caused when redistribution stress exceeds surrounding rock's strength after tunnel excavation, which makes the surrounding rock be plasticity.the other type is caused when certain minerals in the rock react with water and inflation.swelling mineral and water are significant for the expansion deformation.2.2 type and mechanism of Large deformation of tunnel surrounding rock Tunnel surrounding rock large deformation can be defined as: a kind of plastic deformation and failure with progressive and obvious time effect of tunnel and underground engineering surrounding rock, it is different from brittle failure of rock burst and distinguish it from collapse and slide, etc, which are caused by the rock's structure plane of surrounding rock loose zone.1)the type of Large deformation of tunnel surrounding rock According to the analysis of typical examples and the research on mechanism of large deformation, classification on the large deformation was carried out base on different controlled conditions: controlled by lithology of surrounding rock , controlled by the structure of surrounding rock and affected by artificial excavation disturbance.在公路(或鐵路)隧道大斷面開挖施工中,由于自然地質(zhì)條件、施工等的影響,常會發(fā)生塌方事故,給隧道施工帶來極大危害。塌方以其高發(fā)性、高危性嚴重威脅著工程設(shè)備和人員安全。本報告從塌方的類型、塌方的影響因素進行了總結(jié)，并對隧道中的大變形進行了一定的介紹。

1、隧道塌方類型及塌方主要影響因素 1.1隧道塌方主要影響因素 影響隧道塌方的因素很多，大體上可分為內(nèi)因和外因，內(nèi)因主要是指工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件,外因主要是指設(shè)計和施工不當。

1）不良地質(zhì)條件

不良地質(zhì)主要包括風化變質(zhì)巖體、裂隙發(fā)育巖體、崩塌巖堆地區(qū)、斷層帶、溶洞、滑坡、泥石流、膨脹性地層等,當隧道從這些巖體中通過時,如稍有疏忽,就可能發(fā)生大塌方。

2）地下水

地下水是影響圍巖穩(wěn)定的重要因素之一。這不但能使巖石強度降低，特別是軟化系數(shù)較大的巖石,而且使結(jié)構(gòu)面的抗剪強度減小。對于斷層,地下水影響更大,一般張性斷層是儲水結(jié)構(gòu),壓性斷層帶中斷層糜棱巖是隔水的,而另一側(cè)的破碎帶為含水的,當揭穿斷層后,便時常發(fā)生突發(fā)性涌水導致塌方。

3）地壓

地壓主要包括偏壓、塑性地壓、滑坡及高地應力區(qū)等,偏壓和滑坡在隧道洞口段造成的塌方實例很多,塑性地壓引起隧道擠出性破壞也時有發(fā)生,高地應力區(qū)的完整堅硬巖體常發(fā)生巖爆等。

4）設(shè)計和施工不當

目前,大多數(shù)隧道都號稱采用“新奧法”設(shè)計和施工,由于對“新奧法”概念和原則的內(nèi)涵理解有偏差,所以在許多工程中遭到失敗。

由于塌方誘發(fā)因素多、機理復雜，因此，在施工中針對復雜地質(zhì)時若處理措施不當，將極易造成塌方災害的發(fā)生。

1.2塌方類型分析

塌方類型的劃分方法有多種，一般根據(jù)塌方的原因、形式、規(guī)模、機理、發(fā)生的部位等進行劃分，主要分為以下五種形態(tài)：

1）局部塌方：主要發(fā)生在大塊狀巖體中，由于巖體被結(jié)構(gòu)面切割后構(gòu)成不同形狀的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體。洞室開挖后，不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)面的摩擦力向洞內(nèi)滑移而發(fā)生塌方。

2）拱形塌方：一般發(fā)生在層狀巖體或破碎塊巖體中，它有兩類，一類是在坑跨范圍內(nèi)，僅出現(xiàn)在拱部；另一類是包括側(cè)壁崩塌在內(nèi)的擴大的拱形塌方。

3）異形塌方：由于特殊地質(zhì)條件（溶洞、陷穴等），淺埋、偏壓隧道等原因產(chǎn)生的塌方。4）膨脹巖隧道塌方：由于高膨脹壓力作用在噴混凝土支護上；巖土體的膨脹原因使摩擦和剪切強度損失，造成很大的巖石材料重力荷載；高水壓力積聚等造成隧道塌方。

5）大變形的隧道和巖爆：高地應力狀態(tài)下的深埋、長大隧道及地下工程的圍巖大變形問題已經(jīng)成為困擾地下工程界的難題和尚待進行深人研究的重大課題之一。

2、隧道圍巖大變形分析

隨著隧道工程以及地下工程的迅猛發(fā)展,其長、大、深的特點日趨明顯,而在一定的圍巖地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)條件下則往往易于發(fā)生圍巖大變形等地質(zhì)災害。根據(jù)大量文獻檢索結(jié)果顯示,隧道工程圍巖大變形已是困擾地下工程界的一個重大問題。

2.1隧道圍巖大變形研究現(xiàn)狀

國內(nèi)外學者已經(jīng)做過不少的探索工作,但由于大變形理論的研究不盡成熟,加之現(xiàn)場地質(zhì)巖體狀況復雜性,目前的研究工作主要表現(xiàn)在以下方面。

1）大變形的定義

關(guān)于圍巖大變形,目前還沒有形成一致的和明確的定義。有的學者提出根據(jù)圍巖變形是否超出初期支護的預留變形量來定義大變形。也有的學者認為,不能從變形量的絕對值大小來定義大變形問題,具有顯著的變形值是大變形問題的外在表現(xiàn),其本質(zhì)是由剪應力產(chǎn)生的巖體的剪切變形發(fā)生錯動、斷裂分離破壞,巖體將向地下空洞方向產(chǎn)生壓擠推變形來定義大變形。

2）關(guān)于軟巖的分析

至今巖石工程學界仍未就軟巖的概念達成共識，軟巖的定義有十幾種之多。ISRM(國際巖石力學學會1990,1993)定義的軟巖是指單軸抗壓強度為0.5～25MPa的一類巖石；1984年煤礦礦壓名詞討論會(昆明)將軟巖定義為“強度低、空隙大、膠結(jié)程度差、受結(jié)構(gòu)面切割及風化影響或含有大量易膨脹粘土礦物的松、散、軟、弱巖層(體)”；還有的學者將軟巖劃分為地質(zhì)軟巖和工程軟巖兩類等等。

3）大變形機制

人們一般按形成機制將圍巖大變形分為兩類:一是開挖形成的應力重分布超過圍巖強度而發(fā)生塑性化。二是巖石中的某些礦物和水反應而發(fā)生膨脹。水及某些(膨脹性)礦物的存在,對于膨脹變形是必須的。

2.2、隧道圍巖大變形的類型與機制

隧道圍巖大變形可以定義為:隧道及地下工程圍巖的一種具有累進性和明顯時間效應的塑性變形破壞,它既區(qū)別于巖爆運動脆性破壞,又區(qū)別于圍巖松動圈中受限于一定結(jié)構(gòu)面控制的坍塌、滑動等破壞。

1）隧道圍巖大變形的類型分析

根據(jù)對圍巖大變形典型實例的分析和對大變形機制研究,可以按照不同的受控條件對大變形進行類型劃分:受圍巖巖性控制的大變形,受圍巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造控制的大變形和受人工采掘擾動影響的大變形三大類型

2）large deformation mechanism of Tunnel surrounding rock 2）隧道圍巖大變形機制研究

圍巖的變形破壞首先取決于圍巖性質(zhì),其中包括圍巖體的巖性、結(jié)構(gòu)條件,其次受到圍巖的環(huán)境條件即地應力的大小、地下水的發(fā)育分布狀況的影響,同時也與圍巖的支護條件密切相關(guān)。

一般而言，隧道變形將經(jīng)歷初始變形、等速變形及加速變形3個階段。在隧道開挖初期，由于圍巖變形剛開始，巖體內(nèi)應力場和位移場處于線性變化階段，處于力學平衡狀態(tài)，這時圍巖處于初始變形階段。隨著開挖過程的進行、圍巖地應力釋放、應力狀態(tài)重新分布，引起某些區(qū)域局部變形、微裂隙產(chǎn)生、應力增加，使得巖體內(nèi)部微裂隙不斷增加和擴展。這時圍巖處于等速變形階段。隨著圍巖變形的增長，裂隙進一步擴展、連通、叢集，甚至局部貫通，圍巖發(fā)生較大的變形，變形速率持續(xù)增加，直至整體失穩(wěn)坍塌，這時圍巖處于加速變形階段。若局部變形發(fā)展過程中，圍巖系統(tǒng)受到外界干擾（如：降雨、人工影響、振動等），則將促使其變形和破壞過程的加速發(fā)展。

3、隧道圍巖大變形的預測

在大變形的預測方面,目前國內(nèi)外尚無實用的預測大變形的方法、日本學者viladkar(1995)提出利用地層Q值的“臨界埋深法”,當實際埋深大于臨界埋深時,圍巖應視之為擠壓性圍巖,具有發(fā)生大變形的條件。但此種方法與開挖斷面及支護不發(fā)生關(guān)系,與支護變形量的大小也無內(nèi)在聯(lián)系,當實際埋深大于臨界埋深時可能發(fā)生的支護變形值有多大難以確定。

大變形的預測另一方法是,對于一個具有錨噴支護的洞室,采用彈塑性理論解析公式計算其在地應力作用下的最終洞壁位移,然后確定位移與地應力及巖體強度三者的關(guān)系(繪出曲線圖形),如已知地應力及巖體強度支護位移值及大變形的等級可從圖中查得。

4、隧道圍巖大變形的支護對策

交通隧道的支護包括初期支護和二次襯砌。對于軟巖隧道,支護的首要任務(wù)是如何遏制初期支護的大變形。隨著人們對大變形現(xiàn)象認識不斷深化,提出了各種各樣的支護措施和手段,這些支護措施基本可以分為以下三大類

1）剛性支護

這種支護措施的核心是通過加大支護結(jié)構(gòu)的強度和剛度來抵抗巨大的圍巖壓力，這種支護措施無論從技術(shù)上還是從經(jīng)濟上,都是欠合理的,現(xiàn)在已經(jīng)較少采用。

2)可縮支護

這種支護的理論依據(jù)是允許圍巖發(fā)生適度的變形,以降低作用于結(jié)構(gòu)的支護壓力,從而減少超挖量并降低支護強度。

可縮支護系統(tǒng)在國內(nèi)外煤礦巷道支護方面已經(jīng)取得一些成功的經(jīng)驗,但該方法只允許適度變形，若超出支護體系的允許變形范圍，這類支護結(jié)構(gòu)一般很難抵擋圍巖的巨大壓力，該方法在交通隧道支護中的應用效果并不理想。

3）錨、注一體化圍巖加固--支護系統(tǒng)

錨噴襯砌作為隧道初期支護的主要手段,也構(gòu)成了永久襯砌的重要組成部分。噴錨襯砌是一種加固圍巖、充分利用圍巖自承能力的一種支護襯砌形式,并且快速及時,可以節(jié)約勞動力及成本,作為復合式襯砌的初期支護在工程實際應用中日益受到重視。

5、隧道工程圍巖大變形實例

首例嚴重的交通隧道軟弱圍巖大變形應該是1906年竣工的長19.8km的辛普倫Ⅰ線隧道。此后,日本的惠那山(Enasan)公路隧道、奧地利的陶恩(Tauern)隧道、阿爾貝格(Arlberg)隧道等都是典型的隧道圍巖大變形災害工程事例。中國的青藏線4.0km長的關(guān)角隧道、寶中線3.136km長的木寨嶺隧道及1.904km長的堡子梁隧道、南昆線上的穿越煤系地層的家竹箐鐵路隧道、在建的國道317線鷓鴣山公路隧道(4.442km),以及鐵山隧道(2.099km)等工程均出現(xiàn)了不同形式和程度的圍巖大變形情況，給工程建設(shè)造成極大的困難。

木寨嶺隧道是國道212線連接西南和西北的重要通道之一，長1710m，東西引線總長9010m。隧道位于高海拔地區(qū)，不僅埋深較大(272.28m)，而且工程地質(zhì)條件極為復雜。自開工以來，隧道發(fā)生強烈變形和破壞，嚴重困擾著施工安全并影響工期。5.1木寨嶺隧道工程地質(zhì)環(huán)境

木寨嶺隧道為深埋大跨度公路隧道，由于其罕見的復雜地質(zhì)條件，斷層發(fā)育，巖體破碎軟弱、地下水豐富，地應力高，隧道成洞條件及自穩(wěn)能力極差，圍巖變形和隧道破壞嚴重。5.2木寨嶺隧道變形破壞特征 1）圍巖變形特征

隧道開挖后，圍巖變形非常強烈，其表現(xiàn)為變形量大、初期變形快且變形速率大、變形持續(xù)時間長、空間分布不均勻和不對稱、隧道某些地段重復性變形等特征。2）隧道破壞特征 木寨嶺隧道洞身主要為含炭頁巖，巖體軟弱破碎，褶皺發(fā)育，圍巖自穩(wěn)能力差。開挖過程中局部經(jīng)常出現(xiàn)掉塊和塌方現(xiàn)象。變形破壞最嚴重的區(qū)域為各斷層破碎帶。其主要的破壞特征有初期支護變形破壞、掌子面變形破壞、仰拱變形破壞和二次襯砌的變形破壞。5.3木寨嶺隧道圍巖大變形機理分析

木寨嶺隧道圍巖大變形是在巖性（(膨脹性巖石）、地下水和地應力場綜合作用下，因開挖卸荷，圍巖發(fā)生塑性流動和膨脹所致。隧道圍巖壓力同時包括形變圍巖壓力和膨脹圍巖壓力，此即為該隧道大變形和嚴重破壞的原因和本質(zhì)。5.4大變形處治實踐

通過正確認識圍巖變形破壞機制，根據(jù)圍巖動態(tài)演化規(guī)律，從塑性變形和圍巖膨脹兩方面，通過封閉工作面、錨注支護與自進式錨桿和聯(lián)合支護體系，快速“強行”支護，確保了大變形軟巖段返修成功，同時可為后續(xù)段的施工提供參考。

6、結(jié)語

進入21世紀,地下空間的開發(fā)利用將以新的深度和廣度發(fā)展,交通隧道、水工隧道及其它地下工程“長、大、深、群”的特點將更加顯著。深埋長大隧道工程軟巖大變形問題的進一步深人研究將是今后地下工程界的一個重大課題。對大變形機理的正確認識和合理描述、圍巖大變形預測、錨、注、噴一體化(錨、注為核心)圍巖加固--支護技術(shù)的進一步完善、優(yōu)化,是今后隧道圍巖大變形問題討論和研究的重點。