透析隧道坍方及预防

隧道塌方原因分析及预防摘要:根据新奥法支护结构设计原理对隧道塌方原因进行了分析,介绍了塌方前的征兆,并针对隧道塌方的原因,对防塌的措施进行了简要论述,对隧道施工具有一定的借鉴意义。

关键词:隧道,塌方,原因,征兆,预防新奥法是我国当前隧道结构设计和施工的重要方法,锚喷支护的应用为隧道大面积开挖施工创造了有利条件,隧道施工进度大大加快,但已锚喷支护的隧道发生塌方的事故仍经常发生,轻者给企业造成经济损失,重者施工人员丧失生命。

下面对隧道塌方原因、征兆、预防措施进行了论述。

1.新奥法支护结构设计原理隧道围岩形成塑性滑移楔体,造成支护结构的剪力破坏;支护结构与围岩粘结紧密,两者共同工作,形成无弯矩结构;由锚杆、钢支撑、喷混凝土等所提供的支护抗力,应与塑性滑移楔体的滑移体相平衡。

2.隧道塌方的原因2.1 地质原因隧道通过断层破碎带、各种松散堆积体、岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体、受地下水长期浸泡冲蚀溶解作用的岩体、膨润土地层、浅埋段、流砂层、严重偏压段时,在开挖后极易发生坍塌。

2.2 施工方案和措施不当忽略了围岩的变形规律,设计方案、施工方法和措施不当引发围岩突然变形,导致塌方。

如设计施工方案或施工方法与地质条件不相适应,地质条件发生变化,没有及时改变施工方法;爆破装药量太大,爆破振动扰动岩层;施工支护不及时,地层暴露过久,引起围岩松动、风化等。

2.3 工序失衡当开挖距离小于D(D为隧道开挖宽度)时,围岩两端由于受到二次衬砌混凝土和开挖掌子面支撑的约束作用,连续变形很小,主要是爆破后受振动影响的突然变形,而且在这个距离范围内,由于衬砌和开挖面支承的“空间效应”的影响,即使初期支护抗力不足抵抗围岩滑移力,亦不至于失稳。

但施工中,施工人员盲目加快掘进进度,仰拱、二次衬砌滞后,造成工序严重失衡,当二次衬砌和开挖掌子面距离大于2D~3D时,“空间效应”的影响完全消失,初期支护抗力小于滑移力,围岩急剧变形,来不及施工二衬,极易导致塌方。

隧道坍塌防范措施隧道坍塌主要原因是地质因素及施工方法措施不当造成，所以隧道施工必须按照设计及规范要求进行标准化、规范化作业施工，同时要加强围岩监控量测与地表沉降观测，及时与业主沟通，信息化指导施工，确保隧道施工安全。

(1)围岩坍方前兆围岩的变形破坏、失稳坍方，是从量变到质变的过程。

量变过程中，在围岩的工程水文地质特征及岩石力学反应出一些征兆。

根据征兆预测围岩稳定性，进行地质预报，保证施工安全，防治隧道坍方。

特殊和不良地质，如断层及破碎带、地下水、松散地层等稳定性差的围岩的变形破坏、失稳坍方，有以下征兆：①水文地质条件的变化，如干燥的围岩突然出水、地下水突然增多、水质由清变浊（地下水将断层泥带走）等都是即将发生坍方的前兆；②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坍方；③围岩节理面裂缝逐步扩大；④支护状态变形（拱架接头挤偏或压劈、喷射混凝土出现大量的明显裂纹或剥落等）、敲击发声清脆有力、甚至发出声响；⑤围岩或初期支护，拱脚附近的水平收敛率大于0.2mm/d，拱顶下沉量大于0.1mm/d，并继续增大时，说明围岩仍在发生变形，处于不稳定的状态，有可能出现失稳坍方。

(2)发生塌方地隐患①地质因素a、隧道穿过断层及其破碎带，一经开挖，潜在应力释放，承压快，围岩失稳而坍塌。

b、当通过各种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌。

c、在挤压破碎带，岩脉穿插带、节理密集等碎裂结构地层中。

岩块间互相挤压钳制，一经开挖则失稳，常见围岩掉块、坍落。

在软弱结构面发育的情况下，或泥质充填物过多，均易产生较大坍塌。

d、薄层岩体在构造运动的作用下形成的小褶曲、错动发育地段，施工中常常发生坍方。

e、岩层软硬相间或有软弱夹层地岩体，在地下水的作用下，软弱夹层地岩体强度大大降低，因而发生滑塌。

f、地下水地软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍落。

②、施工方法和措施不当a、施工方法选择不当，或工序间距安排不合理。

公路隧道塌方的预防和处理分析公路隧道塌方是一种严重的自然灾害，除了对交通运输带来的影响，还会直接威胁人民的生命和财产安全。

为了降低公路隧道塌方的发生率和减少塌方事件的危害，需要对预防和处理进行充分的分析和研究。

1. 确定地质条件公路隧道建设前必须对地质条件进行详细调查和分析，选择地理条件良好的区域开展建设。

需要清楚的了解岩体的物理力学特性、地下水位、岩体的裂隙分布状况等方面的信息，从而可以有效地掌握隧道建设中可能出现的风险。

2. 合理设计在隧道设计过程中，应充分考虑地下水位、岩体的力学性质和岩体的裂隙状态等因素，设计合适的支护结构和排水系统，确保隧道的安全和稳定性。

隧道建设过程中，必须采用严格的施工规范，进行现场监测，及时发现问题。

3. 健全的检测体系建成的隧道必须实行持续的监测制度，及时发现隧道内的水位变化、地下水情况、岩体移位等问题，并进行处理。

同时，要建立健全的应急预案，面对不同的危机情况，能够及时做出反应。

二、应急响应和处理方法1. 紧急疏散在发生公路隧道塌方时，首要的任务是进行交通疏导和安全疏散，保障人员安全。

2. 快速评估针对隧道灾害的具体情况，需要开展现场调查和快速评估，分析影响范围和严重性。

然后可以根据实际情况启动应急预案，确定应对措施。

3. 灾后处理对于塌方区域的整治与修复需要进行适当的处理措施。

其中包括清理掉落物、2019年12月实施年度检修及日常养护保养等工作，以恢复路段通行功能。

综上所述，公路隧道塌方可能发生的原因有很多，建设前、建设中以及隧道通行过程中都需要采取适当的措施进行干预和管理。

同时，也需要建立健全的预警和应急响应机制，及时采取有效的应对措施，最大程度的降低社会影响和人民财产的损失。

隧道施工塌方预防及处理方案1、预防坍塌的措施隧道施工预防坍方首先做好地质预报，选择相应的安全合理的施工方法和措施。

在施工中主要做到以下几点：（1）、先排水。

在施工前和施工中均应采取相应的防排水措施，尽可能将隧道外之水截于隧道之外。

（2）、短开挖。

各部开挖工序间的距离要尽量缩短，以减少围岩暴露时间。

（3）、弱爆破。

在爆破时，要用浅眼、密眼，并严格控制用药量。

（4）、强支护。

针对地压情况，确保支护结构有足够的强度。

（5）、快衬砌。

衬砌工作须紧跟开挖工作面进行，力求衬砌尽快成环。

（6）、勤检查、勤量测。

对围岩发现有变形或异状，要立即采取有效措施及时处理隐患。

2、坍塌处理方法（1）、防止坍方扩大隧道塌方后应先加固未塌方地段，防止塌穴扩大，继续发展，同时应加强防排水工作。

a、在坍方范围的顶部与侧壁危石及大裂缝，应先行清除或锚固。

b、加强原有支护。

对坍方范围前后原有的支护进行加固，以防止坍方扩大。

c、在坍方范围内架设支撑或喷射混凝土，必要时加设锚杆。

d、加快衬砌。

对坍方两端应尽快作好局部衬砌，以保证坍方不扩大。

（2）、处理坍方当塌方规模较小时，应首先加固塌体两端洞身，尽快施作喷射混凝土或锚喷联合支护，封闭塌穴顶部和侧部，然后清渣。

亦可在保证安全的情况下，在塌渣上架设施工临时支架，稳定顶部而后清渣。

当塌方规模很大，塌渣体堵死洞身时，宜采取先护后挖的方法。

在查清塌穴规模大小和穴顶位置后，可采用管棚法或注浆凝固法稳固围岩体和渣体，待其稳定后再按先上部后下部的顺序清除渣体。

对塌方冒顶，在清渣前应支护陷穴口，地层极差时，在陷穴口附近地面应打设地表锚杆，洞内可采用管棚支护和钢架支撑。

在塌方处，模筑衬砌背后与塌穴洞孔周壁间必须紧密支撑。

塌方较小时，可用浆砌片石或干砌片石将其填充；塌穴较大时，可用浆砌片石回填厚2m，其上空间应采用钢支撑等顶住稳定围岩。

特大塌穴将根据具体情况作特殊处理。

塌方地段应采取有效措施，防止地表水流或下渗到塌穴和塌渣体内。

隧道洞内塌方原因及预防1,不良地质及水文地质条件(1)隧道穿过断层及其破碎带，或在薄层岩体的小曲褶、错动发育地段；通过各种堆积体；在软弱结构面发育或泥质充填物过多地段。

(2)隧道穿越地层覆盖过薄地段。

(3)水是造成塌方的重要原因之一。

2隧道设计考虑不周(1)隧道选定位置时，地质调查不细，未能作详细的分析，或未能查明可能坍方的因素，没有绕开可以绕避的不良地质地段。

(2)缺乏详细的的地质及水文地质资料，引起施工指导或施工方案的失误。

3施工方法和措施不当(1)施工方法与地质条件不相适应；地质条件发生变化，没有及时改变施工方法；工序间距安排不当；施工支护不及时,支撑架立不合要求，或抽换不当〃先拆后支〃；地层暴露过久，引起围岩松动、风化、导致塌方。

(2)喷锚支护不及时，喷射混凝土的质量、厚度不符合要求。

(3)新奥法施工的隧道，没有按规定进行量测，或信息反馈不及时，决策失误、措施不力。

(4)围岩爆破用药量过多，因震动引起坍塌。

(5)对危石检查不重视、不及时，处理危石措施不当，引起岩层坍塌。

预防施工措施1选择合理的施工方法隧道施工预防坍方，选择安全合理的施工方法和措施至关重要。

应采取〃先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测〃的施工方法。

2加强塌方的预测预测坍方常用的几种方法：(1)观察法(2)一般量测法(3)微地震学测量法和声学测量法3加强初期支护控制塌方(1)隧道发生坍方，应及时迅速处理。

(2)处理坍方应先加固未坍塌地段，防止继续发展。

并可按下列方法进行处理：①小坍方，纵向延伸不长、坍穴不高。

首先加固坍体两端洞身，并抓紧喷射混凝土或采用锚喷联合支护封闭坍穴顶部和侧部，再进行清昨。

②大坍方坍穴高、坍昨数量大，坍昨体完全堵住洞身时，宜采取先护后挖的方法。

③坍方冒顶，在清昨前应支护陷穴口，地层极差时，在陷穴口附近地面打设地面锚杆，洞内可采用管棚支护和钢架支撑。

④洞口坍方，一般易坍至地表，可采取暗洞明作的办法。

公路隧道塌方的预防和处理分析随着城市化进程的加快，道路建设对于城市交通和经济发展至关重要。

而道路建设中的隧道建设，不仅增加了交通的便利性，同时也提高了路段的安全性。

然而，隧道建设带来的风险也是不可避免的。

公路隧道在使用过程中容易出现塌方等事故，例如2016年发生在中国重庆市的隧道塌方事故。

因此，对公路隧道的预防和处理是至关重要的。

公路隧道塌方的原因复杂，不仅源于自然因素，也与人为因素有关。

自然因素包括地质构造、地质灾害、雨水、地震等等。

人为因素则是由设计、施工、维护等方面影响。

为了预防和处理隧道塌方事故，应从以下几个方面着手。

首先，应从隧道设计阶段开始，加强地质勘查和工程设计。

在隧道设计阶段，必须根据地形、地质等基础条件，制定科学合理的设计方案。

特别是在隧道穿越地质灾害区域的情况下，应根据地质灾害的类型和程度，制定专门的防灾措施。

针对可能出现的不同情况，如滑坡或者地面沉降，应当设计相应的预留体和防护措施，保证隧道的安全稳定运行。

其次，应从施工阶段加强质量监管，建立安全防范系统。

项目安全防范系统应由业主、监理、施工总承包和专业承包等相关责任方共同参与管理，采取全方位的风险控制措施，确保隧道施工质量与安全。

特别是在困难施工环节，例如地质条件恶劣，施工技术强度大等，应特别加强安全管理措施，确保安全生产。

第三，应加强维护和监测，定期进行巡视和检查。

公路隧道是长期使用和磨损过程，需要定期检查和维护。

应对隧道内部的水管、电气、通风等设施设备进行定期检查和维护，以免出现问题影响隧道的安全性。

同时，隧道的结构稳定性和地质环境监测也是必要的。

应设置监测点位，实施可靠、持续的监测，并及时发现和处置可能出现的安全隐患。

最后，应加强事故应急预案和应急演练的制定和实施。

提前制定灾害应急预案，在事故发生时及时组织应急处理和救援。

应急预案要有详细的预案方案和演练流程，同时要进行足够的应急演练，以检验预案的有效性和可行性。

综上所述，预防和处理隧道塌方事故是一个长期而复杂的过程，需要从设计、施工、维护和应急等多个方面入手，形成综合性的管理和控制体系。

隧道塌方原因分析及预防措施预防隧道塌方，要全面详尽了解隧道区的基本地质情况，充分认识围岩特性、各种不良地质发展趋势、不利因素间的联系及其可能诱发的地质灾害，对可能出现的塌方有充分的思想准备和相应的技术措施，采取合理的开挖和支护方法，消除各种影响因素。

（1）塌方产生的原因对隧道的地质情况了解不清，地质资料不详细，对可能遭遇断层、富水等不良地质情况估计不足，对可能遭遇塌方以及产生塌方后的处理缺乏思想准备和相应的技术措施，以及盲目追求进度，对不稳定围岩没有进行有效合理的支护。

由于围岩本身不稳定和已切割成碎块而强度低，结构松散，节理面有泥质物及岩屑充填，支护不及时，暴露时间长，导致围岩风化严重，或因通过断层，突然遇到较高水压富水洞段，地下水向洞室内漏出，淘空了断层构造带中破碎岩体和充填物时，以及由于岩层产状不利或因岩爆等诸多地质原因而产生不同程度的塌方。

在施工中，忽视围岩细微变形，对围岩自稳能力作过高的估计，造成思想上的麻痹大意，抱着盲目乐观和侥幸心理，对不良地质洞段没有采取合理的开挖方法，支护不及时，在开挖时，爆破对围岩的扰动过大，开挖后围岩暴露时间过长，风化程度加剧，或由于中途进行二次扩挖和更换支撑，造成应力再次重分布，使得原来不应塌方洞段，因岩体的失稳而产生较大塌方。

（2）塌方预防措施1）做好施工过程中的地质预报,施工过程中的地质预测预报必须按要求实施，及时跟进掌子面的地质预测预报，对可能出现的局部地段围岩破碎引起失稳、塌方和可能遭遇的断层、涌沙、涌水都能及时预测清楚，有明确的位置、桩号、规模及发展趋势标识，能及时提醒设计和施工人员采取合理的支护措施和施工方法，预防塌方的发生。

2）当地下工程通过断层、断层影响带，或岩石比较破碎，风化严重时；或岩层产状、结构不利组合地段时，合理的开挖方法，能很好预防塌方的发生。

3）及时支护是预防塌方的主要措施。

洞室开挖后，在围岩自稳时间内及时给予支护封闭，可有效限制围岩变形的自由发展，防止岩体因松动、脱动、脱位而造成塌方。

探析隧道施工塌方的预防及处理措施在地质不良地段修筑隧道常会遇到洞顶围岩下塌、侧壁滑动等现象甚至会发生冒顶等严重事故这些现象在施工中称为塌方，塌方威胁人生安全、使施工延误工期、围岩更不稳定故在施工中应预防其发生发生塌方后需及时准确处理减少塌方带来危害1造成塌方原因及预防措施塌方一般是地质不良、设计定位不当、施工方法不正确等原因引起地质条件是造成塌方基本因素,穿越断裂褶皱带穿越严重分化破碎带、堆积层等容易产生塌方地下水往往也是重要因素,地下水丰富易造成塌方地质勘探需要仔细周密掌握资料不够时本应避绕不恰当位置会错误定位通过绘施工留下了隐患或因准备在施工时造成塌方施工是引起塌方直接因素对地质情况掌握不够从而选择不合适施工技术（如不恰当急于进洞、炸药用量过多、支护不及时不牢靠、围岩暴露过长、爆破方法选择不恰当等)或选择了不合适围岩情况施工方法（如本应小断面开挖结果采用了大断面开挖法或应先拱后墙法而采用了先墙后拱法等)并且又未采取其他补救措施则会造成围岩塌方甚至由于塌方处理不当也会造成再次塌方或引起更大塌方对于塌方应以预防为主首先要认真做好勘察工作必要钻探及所需要地质和水文地质资料收集工作应详尽做好隧道位置选择应尽量避免不良地质区段洞口位置选择要慎重施工设计支护设计要合理要符合实际情况施工前要仔细核对设计文件并需作必要补测和验证预防可能发生塌方区段事先做好必要准备并在施工中采取相应措施如在不良地质段采用先排水、短开挖、弱爆破、强支护、快衬砌、各工序紧跟措施消除不利因素尽快修好衬砌避免塌方发生塌方似乎是突然发生但实际上是有一定征兆在施工中还需要观察分析例如顶部围岩裂缝旁出现岩粉或洞内无故尘土飞扬、或不断掉小石头、或围岩裂缝逐渐张大等说明塌方即将发生;支撑压坏或变形加大说明围岩压力再加大有塌方可能性；围岩中突然出水或水压突然增加要注意是否即将发生塌方；地下水冲走裂隙中填充物会使围岩松动下榻当水有浊变清说明裂隙中充填物已冲走很多水量加大则可能有塌方;洞顶滴水位置不定来回移动表明岩体在变形当变形达到一定程度有可能塌方即所谓“汉留淋漓塌方先兆”还有许多在实践中总结得出塌方征兆应当在施工中注意观察一般说来塌方是可以预见当支撑变形加大或被压坏则应及时加固以防围岩进一步松动而造成塌方观察到异常情况应认真分析交接班时要交待清楚做好准备及时处理2塌方处理措施当遇到塌方时除迅速营救施工人员外要迅速加固未塌地段以防止塌方范围扩大并可为清理塌方而作准备同时摸清塌方情况调查塌方范围和塌方后围岩现状塌落原因及性质、间隙规律、塌方现场情况塌方大小是由塌方体规模及补给状况决定塌方体尚未堵实坑道基本停止塌落或再一次下榻间隙较长施工人员尚能进入塌穴观察、处理称为小塌方塌方体堵塞坑道规模大无法观察或塌方继续不停不断补给施工人员无法进入塌穴这种情况称为大塌方处理塌方应按“小堵塞大塌穿"及“治塌先治水”原则进行小塌方在隧道施工中较常遇到在坍塌间隙中可抓紧处理一般需要“先支后清”即应先支护塌穴和塌方口此时临时支撑可架在塌体上然后清楚塌方边清边换立柱各工序要紧跟上如塌穴较高可采用多层排架支护顶层排架与塌穴壁要顶紧条件适合也可用喷砼作临时支护处理塌方大塌方则无法支护塌穴大小无法查清时也不容许查清以防随清随塌使塌方范围迅速扩大因此采取“大塌穿"办法即在塌体中穿过去穿越塌体用“先护后挖”施工顺序首先加固塌方端部支撑及衬砌后一般用插板法施工插板视塌方体石渣软硬可选用木板、钢钎或钢轨等材料在插板掩护下清渣并及时架立牢固支撑扩大时亦需横向打入插板随扩大随支撑穿越塌体部位应从拱顶和上部断面穿过塌体然后向下施工用上下导坑法施工仅在上部塌方时需加固下导支撑并在上部做好防止塌方扩大支撑然后再由上导坑进行清渣或穿越通顶塌方是大塌方极端情况此时还需处理地表塌陷穴口需把穴口支紧以免继续扩大塌口四周挖排水沟防止地表水汇集塌陷坑并用黏土类材料填实四周裂缝穴口上方宜搭雨栅以防雨雪灌入塌方体治塌先治水是处理塌方经验水流动会加剧塌方发展所以在处理塌方时要防、排水并采取适当措施引离塌方段地下水大塌方处理时费工费时为加快施工进度可采取迂回导坑绕过塌体措施可使处理塌方与正洞施工同时进行但应注意在选择迂回导坑方案时要慎重避免在迂回导坑中再次发生塌方或者塌方扩大到迂回导坑中塌方段围岩极不稳定围岩压力加大因此衬砌结构需相应对围岩同时应采取加固措施如在衬砌外做浆砌石护拱、在塌方体内压水泥浆等并且做好排水工程以免后患3结束语隧道施工预防塌方非常关键也关系到企业信誉、职工生命和财产必须高度引起重视除按以上经验处理外要多注意观察问题及时处理好山体内围岩是千变万化地质复杂必须选择有经验施工队伍和技术管理人员有条件尽量选用先进施工技术新奥法是20世纪40年代开始发展起来它是以喷砼和锚杆为主要支护手段方法这种发放把坑道衬砌支护于围岩看作是相互作用整体即发挥围岩自承能力又使支护起到加固围岩作用在确保坑道稳定基础上使设计更加合理、经济新奥法与传统矿山法相比更能结合实际地质条件目前被广泛采用另外洞口处理好也是关键“洞口如咽喉只有洞口段安全可靠使施工得以顺利进行故在施工中要充分重视。