隧道塌方案例及預(yù)防

1、鐵路隧道關(guān)門(mén)塌方搶險(xiǎn)救援和預(yù)防中鐵二十二局蒙華鐵路33標(biāo)一工區(qū)目 錄一、關(guān)門(mén)塌方案例分析三、關(guān)門(mén)塌方原因分析四、關(guān)門(mén)塌方預(yù)防措施3五、結(jié)束語(yǔ)二、關(guān)門(mén)塌方搶險(xiǎn)救援（一）近期隧道關(guān)門(mén)塌方案例 1. 廣大鐵路桃園一號(hào)隧道。2014年9月15日9時(shí)30分，廣大鐵路桃園一號(hào)隧道發(fā)生坍塌，造成掌子面6名作業(yè)人員被困。塌方段長(zhǎng)度約21米，埋深約50米，地層為泥質(zhì)粉砂巖，鈣質(zhì)膠結(jié)，級(jí)圍巖。經(jīng)20小時(shí)的努力 “生命通道”打通，經(jīng)相關(guān)人員94小時(shí)的緊張救援，坍塌體正面梯形導(dǎo)坑成功打通，被困人員成功獲救。 2. 寶蘭客專(zhuān)陽(yáng)坡莊隧道。2014年8月31日13時(shí)35分，寶蘭客專(zhuān)陽(yáng)坡莊隧道進(jìn)口在拆換拱架作業(yè)過(guò)程中發(fā)生坍塌

2、，造成掌子面8名作業(yè)人員被困。 塌體長(zhǎng)度約22米，隧道埋深約110米，地質(zhì)為砂質(zhì)黃土夾泥巖。經(jīng)相關(guān)人員緊張救援8小時(shí)后疏通中心排水溝，被困人員成功獲救。 3. 云桂鐵路富寧隧道。 2014年7月14日16時(shí)15分，云桂鐵路富寧隧道處發(fā)生坍塌，造成掌子面15名作業(yè)人員被困。塌體長(zhǎng)度約21米，隧道埋深約160米，地層為硅質(zhì)巖，灰黑色。經(jīng)相關(guān)人員緊張救援，28小時(shí)后打通“生命通道”， 130小時(shí)后打通人工迂回導(dǎo)坑，被困人員安全獲救。 4. 吉圖琿客專(zhuān)小盤(pán)嶺1#隧道。 2014年4月2日0時(shí)40分，吉圖琿客專(zhuān)小盤(pán)嶺1#隧道出口發(fā)生坍塌，造成掌子面12名作業(yè)人員被困。塌體長(zhǎng)度約18m，埋深約100米，地

3、質(zhì)為含碳泥質(zhì)板巖。經(jīng)相關(guān)人員緊張救援，63小時(shí)后打通“生命通道”，87小時(shí)后打通人工導(dǎo)坑，被困人員成功獲救。 5. 貴州安江高速公路兩天窩隧道。 2014年8月10日19時(shí)50分，貴州省安江高速公路兩天窩隧道右線進(jìn)口發(fā)生坍塌，造成掌子面13名作業(yè)人員被困。塌體長(zhǎng)度約25米，埋深約43米，地質(zhì)主要為強(qiáng)風(fēng)化凝灰質(zhì)板巖。經(jīng)相關(guān)人員緊張救援，12小時(shí)后打通“生命通道”，140小時(shí)后打通人工導(dǎo)坑，被困人員成功獲救。（二）近六年來(lái)鐵路隧道安全事故統(tǒng)計(jì)分析 序號(hào)年份關(guān)門(mén)塌方掌子面塌方其它（交通、爆炸等）小 計(jì)12014至9月發(fā)生4起。被困41人：38人獲救，3人失蹤。發(fā)生1起，死亡4人。發(fā)生2起，死亡2人。

4、發(fā)生7起，死亡9人。22013未發(fā)生。發(fā)生7起，死亡14人。發(fā)生4起，死亡13人。發(fā)生11起，死亡27人。32012發(fā)生2起。被困8人，全部獲救。發(fā)生1起，死亡2人。發(fā)生2起，死亡14人。發(fā)生5起，死亡16人。42011發(fā)生1起。被困6人，其中5人獲救，1人失蹤。發(fā)生2起，死亡14人。發(fā)生5起，死亡35人。發(fā)生8起，死亡50人。52010發(fā)生3起。被困28人，其中8人獲救，20人遇難。發(fā)生4起，死亡11人。未發(fā)生。發(fā)生7起，死亡31人。62009發(fā)生1起。被困6人，全部獲救。發(fā)生4起，死亡9人。發(fā)生1起，死亡3人。發(fā)生6起，死亡12人。小結(jié)：1. 隨建設(shè)規(guī)模增大，隧道安全事故件數(shù)也在增加，傷亡

5、人數(shù)較多。近6年來(lái)發(fā)生隧道安全事故44起，人員210人，其中145人死亡。因此，隧道建設(shè)參建各方在管理上應(yīng)高度重視。2. 隧道關(guān)門(mén)塌方涉險(xiǎn)人員多、危害性大。近6年來(lái)發(fā)生關(guān)門(mén)塌方11起，占事故總數(shù)的25%，涉險(xiǎn)人員89人，占事故涉險(xiǎn)人員總數(shù)的42%。因此，隧道建設(shè)參建各方切實(shí)落實(shí)技術(shù)措施，預(yù)防隧道關(guān)門(mén)塌方尤為重要。3. 隧道關(guān)門(mén)塌方搶險(xiǎn)救援方法得當(dāng)、組織快速，成功獲救概率高。近6年發(fā)生的11起關(guān)門(mén)塌方中，65人安全獲救，占關(guān)門(mén)塌方涉險(xiǎn)人員總數(shù)的73%，2014年路內(nèi)外共發(fā)生關(guān)門(mén)塌方5起，救援工作均取得成功。因此，科學(xué)救援、快速救援、專(zhuān)業(yè)救援極為關(guān)鍵。（一）應(yīng)急救援工作的組織1. 安全生產(chǎn)實(shí)行屬地

6、管理按照中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法規(guī)定：“有關(guān)地方人民政府和負(fù)有安全生產(chǎn)監(jiān)督管理職責(zé)的部門(mén)的負(fù)責(zé)人接到重大生產(chǎn)安全事故報(bào)告后，應(yīng)立即趕到事故現(xiàn)場(chǎng)，組織事故搶救。任何單位和個(gè)人都應(yīng)支持、配合事故搶救，并提供一切便利條件”。2. 按事故等級(jí)明確責(zé)任主體按照事故等級(jí)，特別重大、重大安全生產(chǎn)事故分別由國(guó)務(wù)院和省、直轄市負(fù)責(zé)組織搶險(xiǎn)救援，組建搶險(xiǎn)救援總指揮部，相關(guān)部門(mén)和單位參加救援；較大和一般安全生產(chǎn)事故由施工企業(yè)負(fù)責(zé)組織搶險(xiǎn)救援，或由事故所在地的地、市政府負(fù)責(zé)組織搶險(xiǎn)救援，相關(guān)部門(mén)和單位參加救援。3. 現(xiàn)場(chǎng)救援組織分工救援指揮部設(shè)置：領(lǐng)導(dǎo)協(xié)調(diào)小組，負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)搶險(xiǎn)救援過(guò)程中領(lǐng)導(dǎo)、組織、決策、部署和協(xié)調(diào)等相關(guān)

7、事項(xiàng)；各工作小組，負(fù)責(zé)技術(shù)、監(jiān)測(cè)、救援實(shí)施、后勤保障、物資材料供應(yīng)、警戒保衛(wèi)、醫(yī)療救護(hù)、新聞發(fā)布、善后安置等相關(guān)工作。（二）應(yīng)急救援工作流程隧道應(yīng)急救援工作分三階段：?jiǎn)?dòng)準(zhǔn)備階段、救援實(shí)施階段、救護(hù)總結(jié)階段。1. 啟動(dòng)準(zhǔn)備階段發(fā)生坍方，有人員被困按規(guī)定上報(bào)地方人民政府國(guó)家鐵路局中國(guó)鐵路總公司成立救援指揮部成立各救援小組科學(xué)制定救援方案反壓、支撐等加固監(jiān)測(cè)評(píng)估，存在風(fēng)險(xiǎn)即刻對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固進(jìn)入救援實(shí)施階段2. 救援實(shí)施階段快速打通“生命通道”高壓風(fēng)管通風(fēng)套管鉆機(jī)實(shí)施通風(fēng)、通訊、給養(yǎng)、心理輔導(dǎo)多措并舉實(shí)施“逃生通道”人工導(dǎo)坑機(jī)械鉆孔正面導(dǎo)坑迂回導(dǎo)坑鉆機(jī)成孔利用中心溝頂管成孔被困人員逃生進(jìn)入救護(hù)總結(jié)階

8、段啟動(dòng)準(zhǔn)備階段3. 救護(hù)總結(jié)階段接受醫(yī)療救護(hù)結(jié) 束救援實(shí)施階段康復(fù)出院救援總結(jié)（三）應(yīng)急救援工作實(shí)施1. 調(diào)查塌方基本情況n目的為科學(xué)決策救援方案（逃生通道）提供依據(jù)。n內(nèi)容被困人員情況：人員數(shù)量、所處大概位置等；塌方情況：塌方規(guī)模、距掌子面距離等；地質(zhì)情況：地層巖性、圍巖級(jí)別和地下水情況等；施工及周邊情況：地表情況、監(jiān)控量測(cè)情況等。n方法詢(xún)問(wèn)塌方目擊者、測(cè)量和技術(shù)人員；地表實(shí)地踏勘；查詢(xún)相關(guān)技術(shù)資料；生命通道施工情況；被困人員信息反饋情況（“生命通道”被打通后）。n成果形成塌方情況調(diào)查報(bào)告，并繪制塌方情況示意圖。塌方資料調(diào)查樣圖2.采取 “雙穩(wěn)定”措施杜絕次生災(zāi)害發(fā)生n回填反壓穩(wěn)定塌體：嚴(yán)禁

9、清方或擾動(dòng)塌體，對(duì)坡腳回填反壓，回填高度宜為距拱頂56米，并留出操作平臺(tái)（當(dāng)采用機(jī)械成孔時(shí)需考慮機(jī)械作業(yè)平臺(tái)），對(duì)塌體坡面進(jìn)行必要的防護(hù)。n強(qiáng)化支護(hù)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)：采用對(duì)口撐、斜撐等對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。隧道塌方回填反壓及支撐加固方式一隧道塌方回填反壓及支撐加固方式二廣大鐵路桃園一號(hào)隧道加固方案3. 快速打通“生命通道”“生命通道”非常重要：關(guān)門(mén)塌方救援過(guò)程十分復(fù)雜，救援時(shí)間也比較長(zhǎng)，近幾次救援情況看，一般在36天，因此，快速打通“生命通道”為被困人員輸送空氣、食物，進(jìn)行信息傳遞以及心理干預(yù)都非常必要；“生命通道”能夠再次確認(rèn)坍塌體長(zhǎng)度，指導(dǎo)逃生通道的施工。打通方法：首先利用洞內(nèi)既有硬質(zhì)風(fēng)、水管對(duì)被困人員

10、進(jìn)行通風(fēng)，如條件成熟可進(jìn)行輸送食物、通話等；再次利用套管跟進(jìn)鉆機(jī)在坍塌體上部打通生命通道。關(guān)鍵技術(shù)及組織：n科學(xué)定位開(kāi)孔位置，距隧道拱頂約1.02.5m，塌體一側(cè)（為機(jī)械施工逃生通道預(yù)留空間）通道定位準(zhǔn)確、方向與隧道軸線平行；“生命通道”直徑應(yīng)在108mm以上。n專(zhuān)業(yè)鉆機(jī)鉆進(jìn)，快速打通“生命通道”應(yīng)采用專(zhuān)業(yè)大功率、多功能、套管跟進(jìn)鉆機(jī)。比如：小盤(pán)嶺1#隧道采用普通鉆機(jī)鉆進(jìn)不成功后采用卡薩C6鉆機(jī)，“生命通道”成功打通。n專(zhuān)業(yè)人員操作，鉆機(jī)應(yīng)由熟悉機(jī)器性能的專(zhuān)業(yè)人員操作。n相關(guān)配套部件要備齊。小盤(pán)嶺1#隧道采用卡薩C6鉆機(jī)富寧隧道采用RPD-180CBR鉆機(jī)富寧隧道“生命通道”方案小結(jié)：“生命通

11、道”是關(guān)門(mén)塌方救援過(guò)程中最重要步驟，設(shè)備要高效、操作人員要專(zhuān)業(yè)、定位要準(zhǔn)確、實(shí)施要快速。富寧隧道28小時(shí)將“生命通道”打通（設(shè)備調(diào)轉(zhuǎn)20小時(shí)，RPD-180CBR鉆進(jìn)8小時(shí)）、兩天窩隧道采用卡薩C6鉆機(jī)12小時(shí)將“生命通道”打通、小盤(pán)嶺1#隧道63小時(shí)將“生命通道”打通（用時(shí)時(shí)間長(zhǎng)主要是先期采用普通鉆機(jī)施工未成功，然后調(diào)用C6鉆機(jī)）。4. 多措并舉實(shí)施“逃生通道”n多措并舉實(shí)施“逃生通道”非常必要：被困人員最終要從“逃生通道”逃生，該工作實(shí)施是救援工作中的核心工作，由于塌方極為復(fù)雜，坍塌體中可能存在孤石、鋼筋，或者坍塌體極為松散、無(wú)自穩(wěn)能力等，救援搶險(xiǎn)的過(guò)程中隨時(shí)都可能發(fā)生意外，因此，堅(jiān)持多措

12、并舉非常必要。例如：富寧隧道救援過(guò)程中，采用左側(cè)迂回導(dǎo)坑和正面機(jī)械鉆孔方案，均取得成功；小盤(pán)嶺1#號(hào)隧道采用正面人工導(dǎo)坑和氣壓頂方案，人工導(dǎo)坑方案取得成功；兩天窩隧道采用塌體正面人工導(dǎo)坑和左線人工導(dǎo)坑方案，地面鉆孔作為預(yù)備方案，最終正面導(dǎo)坑取得成功。救援情況看， “逃生通道”實(shí)施主要有三種：利用隧道既有管道、人工開(kāi)挖導(dǎo)坑，機(jī)械施工逃生管道。n利用隧道既有管道逃生。目前在建的雙線鐵路隧道都設(shè)置中心排水溝，有直徑600mm圓管和溝寬60cm、深7590cm的蓋板溝兩種。實(shí)踐中如果救援人員疏通中心排水溝，救援時(shí)間最短，如寶蘭客專(zhuān)陽(yáng)坡莊隧道僅用8小時(shí)全部人員成功獲救。施工期間，施工單位應(yīng)對(duì)圓管形中心排

13、水溝及時(shí)清淤，蓋板溝及時(shí)安裝蓋板或用鋼板臨時(shí)覆蓋。利用中心水溝逃生方案圖圓管型中心排水溝矩形蓋板溝型中心排水溝n人工開(kāi)挖小導(dǎo)坑逃生形式選擇：當(dāng)能夠判定一側(cè)初期支護(hù)未被塌方破壞、能被利用時(shí)可優(yōu)先選擇正面三角形斷面形式，導(dǎo)坑開(kāi)口宜選在低位；當(dāng)無(wú)法小盤(pán)嶺1號(hào)隧道采用三角形小導(dǎo)坑救援成功判斷初期支護(hù)是否可能利用、或者能夠判斷初期支護(hù)全部被破壞時(shí)可優(yōu)先選擇正面梯形斷面形式，導(dǎo)坑開(kāi)口宜選在高位；當(dāng)坍塌體極為松散、自穩(wěn)能力極差時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇迂回導(dǎo)坑，梯形斷面，開(kāi)口宜選在高位。富寧隧道塌體正面三角形導(dǎo)坑富寧隧道迂回導(dǎo)坑方案兩天窩隧道采用塌體正面梯形導(dǎo)坑取得了成功。開(kāi)挖尺寸：三角形斷面一般高1.51.8m，寬1.

14、5m；梯形斷面上寬0.81m、下寬1.2m、高1.2.m。支護(hù)材料：導(dǎo)坑支護(hù)可采用方木或工字鋼，方木規(guī)格宜為1515cm，工字鋼宜為I18型；可采用方木密排、間隔立方木并背后鋪設(shè)3cm厚木板兩種方式支護(hù)；梯形斷面方木接頭應(yīng)采用企口連接并用扒釘扒緊。特殊處理：開(kāi)挖中如遇孤石可采用風(fēng)鎬人工處理或者繞避；如遇鋼架等可氧氣乙炔切割；如坍塌體松散可密排小導(dǎo)管或者注雙液將固結(jié)；導(dǎo)坑出洞時(shí)根據(jù)實(shí)際情況研究制定可行方案；迂回導(dǎo)坑應(yīng)加強(qiáng)測(cè)量，及時(shí)方向校正。n機(jī)械施工管道逃生方式：從成孔方式來(lái)看，有逃生管頂進(jìn)和大口徑水平鉆機(jī)逃生管跟進(jìn)兩種。選型：當(dāng)坍塌體長(zhǎng)度在10米以?xún)?nèi)且為土質(zhì)時(shí)可考慮逃生管頂進(jìn)方式；當(dāng)坍塌體長(zhǎng)度

15、大于10時(shí)，地質(zhì)較復(fù)雜時(shí)可考慮大口徑水平鉆機(jī)套管跟進(jìn)方式。：逃生管頂進(jìn)：可采用挖掘機(jī)配合液壓頂鎬將逃生管頂進(jìn)坍塌體；用氣壓頂進(jìn)機(jī)械設(shè)備將逃生管坍塌體形成逃生通道。挖掘機(jī)配合液壓頂鎬頂進(jìn)法邊頂進(jìn)邊人工出碴，當(dāng)坍塌體對(duì)管道的握裹力增加，無(wú)法繼續(xù)頂進(jìn)時(shí)可在頂管內(nèi)再安裝一小直徑鋼管繼續(xù)頂進(jìn)，此在蘭渝鐵路桃樹(shù)坪隧道取得了成功。桃樹(shù)坪隧道采用頂管法救援成功：大口徑水平鉆機(jī)套管跟進(jìn)：中鐵二局昆明救援隊(duì)引進(jìn)一臺(tái)FS-120CZ大口徑水平鉆機(jī)，該鉆機(jī)能夠快速鉆進(jìn)620mm管徑的救援通道，能夠?qū)崿F(xiàn)安全、快速救援，在云桂鐵路富寧隧道搶險(xiǎn)救援過(guò)程中進(jìn)行了嘗試，取得了初步成功。設(shè)備情況：鉆機(jī)外觀尺寸為9.5m3m2.8

16、m，主機(jī)質(zhì)量約為34噸，扭矩最大可達(dá)195kNm，推進(jìn)力最大可達(dá)1455kN。適用條件：當(dāng)塌方體為砂土、黃土、粘土以及碎石土（碎石粒徑最大不超過(guò)60cm）可直接鉆進(jìn)，當(dāng)碎石土最大粒徑超過(guò)60cm時(shí)可采用自帶DTH潛孔錘套管鉆進(jìn)。場(chǎng)地需求：鉆機(jī)行進(jìn)路線坡度小于15，鉆機(jī)就位場(chǎng)坪基礎(chǔ)水平堅(jiān)實(shí)，空間尺寸不低于15m（長(zhǎng)）5m（寬）5.3m（高）；風(fēng)水電需求：380V、50Hz的電力，滿足225KVA使用負(fù)荷；若使用潛孔錘鉆頭鉆進(jìn)，現(xiàn)場(chǎng)需2臺(tái)空壓機(jī)、2個(gè)儲(chǔ)氣罐、1個(gè)風(fēng)包的位置，合計(jì)30m2的空間位置；使用潛孔錘鉆頭鉆進(jìn)除塵時(shí)用的1000L清水； 10m2的水平場(chǎng)地作為發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)單元場(chǎng)地。5. 救援

17、中的重要工作n建立會(huì)議制度建立救援例會(huì)制度，每日8時(shí)、16時(shí)召開(kāi)，研究救援工作；建立領(lǐng)導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)值班制度，處置救援過(guò)程中出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題；建立對(duì)口協(xié)商制度，及時(shí)就現(xiàn)場(chǎng)救援需要地方政府銜接的工作進(jìn)行銜接。n加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)、形成小時(shí)報(bào)告制、信息快速傳輸監(jiān)測(cè)內(nèi)容：凈空收斂和拱頂下沉；技術(shù)要求：監(jiān)控量測(cè)工作是整個(gè)應(yīng)急救援過(guò)程中的安全“保護(hù)神”，做到“三加密一復(fù)核”，即監(jiān)測(cè)斷面加密，宜為每3米設(shè)一監(jiān)測(cè)斷面；監(jiān)測(cè)點(diǎn)加密，每斷面設(shè)57個(gè)量測(cè)點(diǎn)；監(jiān)測(cè)頻率加密，每小時(shí)量測(cè)一次；雙人雙儀器交叉復(fù)核量測(cè)。信息傳遞：建立小時(shí)報(bào)告制，通過(guò)手機(jī)短信形式報(bào)救援指揮部有關(guān)負(fù)責(zé)人。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)變形速率大于5mm/ d，或者混凝土剝落、

18、裂縫明顯加大時(shí)，應(yīng)停止救援采取加固措施。n做好注漿的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作坍塌體松散段一般采用小導(dǎo)管超前支護(hù)即可通過(guò)，但當(dāng)塌體極為松散、無(wú)自穩(wěn)能力時(shí)應(yīng)進(jìn)行水泥水玻璃雙液漿注漿固結(jié)，施工單位應(yīng)提前準(zhǔn)備好材料、設(shè)備和專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍。小結(jié)：1. 根據(jù)近幾年來(lái)鐵路隧道關(guān)門(mén)塌方“逃生通道”實(shí)施情況來(lái)看：n利用隧道既有管道逃生簡(jiǎn)便、易行，救援時(shí)間短，宜優(yōu)先考慮；n人工開(kāi)挖導(dǎo)坑實(shí)施方便、靈活、可靠性高、成功機(jī)率大，但施工進(jìn)度一般，救援時(shí)間約35天；n大口徑水平鉆機(jī)施工“逃生通道”在富寧隧道進(jìn)了試驗(yàn)性實(shí)施，正 常情況下鉆進(jìn)后速度較快（1m/小時(shí)以上），但在鉆進(jìn)過(guò)程中遇到障礙物處理困難，同時(shí)設(shè)備調(diào)轉(zhuǎn)和施工準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)該設(shè)備

19、和工藝熟練程度不夠，下一階段仍需技術(shù)攻關(guān)。2. 通過(guò)近幾次救援情況來(lái)看，專(zhuān)業(yè)化救援隊(duì)伍發(fā)揮了不可替代的作用，專(zhuān)業(yè)化救援隊(duì)伍可以加快救援進(jìn)度，提高救援成功概率。原鐵道部成立5支隧道應(yīng)急救援隊(duì)：中鐵二局設(shè)在昆明，負(fù)責(zé)西南片區(qū)；中鐵五局設(shè)在長(zhǎng)沙，負(fù)責(zé)華南片區(qū)；中鐵十二局設(shè)在南昌，負(fù)責(zé)華東、華南片區(qū)；中鐵十七局設(shè)在太原，負(fù)責(zé)華北、東北片區(qū)；中鐵隧道集團(tuán)設(shè)在西安，負(fù)責(zé)西北片區(qū)。（一）部分隧道關(guān)門(mén)塌方的主要原因分析1. 施工方面：仰拱存在一次性開(kāi)挖過(guò)長(zhǎng)并未及時(shí)封閉，或者下臺(tái)階一次性接腿過(guò)多；仰拱和二襯施工步距超標(biāo)。（1）西南某隧道：仰拱一次開(kāi)挖超過(guò)3米且未及時(shí)封閉；仰拱實(shí)際步距45米，二襯實(shí)際步距82米，

20、超出級(jí)圍巖相關(guān)步距規(guī)定；塌方段位面于仰拱作業(yè)面上方，仰拱一次開(kāi)挖過(guò)長(zhǎng)應(yīng)是主要原因。（2）西北某隧道：一是對(duì)地質(zhì)狀況和換拱風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識(shí)不足；二是換拱技術(shù)方案不合理；三是建設(shè)管理及監(jiān)理監(jiān)控不嚴(yán)格。（3）西南某隧道：仰拱一次開(kāi)挖超過(guò)3米且未及時(shí)封閉；仰拱實(shí)際步距56米，二襯實(shí)際步距88米，超出級(jí)圍巖相關(guān)步距規(guī)定；塌方段位于仰拱開(kāi)挖端頭，仰拱一次性開(kāi)挖長(zhǎng)度超出規(guī)定應(yīng)是主要原因。（4）東北某隧道：下臺(tái)階開(kāi)挖達(dá)3m以上，推測(cè)5榀拱腳同時(shí)懸空；仰拱實(shí)際步距59米；二襯實(shí)際距步132米，超出級(jí)圍巖相關(guān)步距規(guī)定。下臺(tái)階一次性開(kāi)挖過(guò)長(zhǎng)應(yīng)是主要原因。（5）西南某隧道：仰拱一次開(kāi)挖超過(guò)3m，仰拱步距100米，二襯步距15

21、3米，超出級(jí)圍巖步距規(guī)定；塌方段位于仰拱開(kāi)挖正上方，仰拱一次開(kāi)挖過(guò)長(zhǎng)是主要原因。2. 質(zhì)量方面：初期支護(hù)鋼架環(huán)、縱向連接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)；鎖腳錨桿（管）未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。3. 地質(zhì)方面：地質(zhì)基本為破碎、松散的軟弱圍巖；實(shí)際圍巖別在級(jí)左右，半軟半硬狀態(tài)；在地下水、收斂變形或爆破振動(dòng)作用下，荷載可能突然劇增、作用于初期支護(hù)。（二）影響隧道塌方的其它因素目前鐵路隧道施工還是以傳統(tǒng)的鉆爆法為主，僅個(gè)別隧道采用了盾構(gòu)、TBM法，作業(yè)工作面較多、施工人員較多，不可控的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)增多，造成隧道塌方可能還有以下幾個(gè)方面的因素：1. 隧道建設(shè)地質(zhì)環(huán)境差長(zhǎng)大隧道增多；軟弱圍巖隧道增多；水文地質(zhì)條件復(fù)雜；降雨或融雪對(duì)隧道施工有

22、影響。2. 地質(zhì)方面認(rèn)識(shí)不到位、工程措施針對(duì)性不強(qiáng)設(shè)計(jì)期間勘察不到位，地質(zhì)情況不明；施工時(shí)未及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，超前加固不到位。3. 施工管理不到位拱架、錨桿等半成品未堅(jiān)持工廠化作業(yè)；對(duì)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)認(rèn)識(shí)不足；對(duì)初期支護(hù)變形控制認(rèn)識(shí)不足，仍有超作業(yè)現(xiàn)象；對(duì)監(jiān)控量測(cè)關(guān)注度不高，往往流于形式；技術(shù)和管理人員數(shù)量少、業(yè)務(wù)素質(zhì)低；作業(yè)層人員基本技能差、質(zhì)量安全意識(shí)淡漠。4. 工藝質(zhì)量不達(dá)標(biāo)初期支護(hù)拱架環(huán)向連接不到位；初期支護(hù)拱架縱向連接不到位；初期支護(hù)背后存在空洞；初期支護(hù)噴射混凝土厚度和強(qiáng)度不足；初期支護(hù)拱架間距超出設(shè)計(jì)規(guī)定；初期支護(hù)系統(tǒng)錨桿偷工減料。5. 施工違章作業(yè)二次襯砌和仰拱施工步距超標(biāo)；仰拱一

23、次開(kāi)挖長(zhǎng)度超出規(guī)定；中、下臺(tái)階接腿榀數(shù)超出規(guī)定；現(xiàn)場(chǎng)采用長(zhǎng)臺(tái)階施工，甚至有拉中槽現(xiàn)象；拱腳未置于穩(wěn)固基巖且長(zhǎng)時(shí)間受水侵泡。 如何提高軟弱圍巖隧道施工水平，預(yù)防變形和塌方，尤其是預(yù)防關(guān)門(mén)塌方，確保施工安全，其核心是抓住軟弱圍巖隧道工程特點(diǎn)，落實(shí)好“三超前、四到位、一強(qiáng)化”施工技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。三超前：超前預(yù)報(bào)、超前加固、 超前支護(hù) 四到位：工法選擇到位、支護(hù)措施到位、 快速封閉到位、襯砌跟進(jìn)到位 一強(qiáng)化：強(qiáng)化量測(cè) 軟弱圍巖隧道施工，應(yīng)在以下八個(gè)方面予以重視，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化施工管理，從而避免塌方事故的發(fā)生。 超前預(yù)報(bào)超前預(yù)報(bào) 超前加固超前加固 超前支護(hù)超前支護(hù) 開(kāi)挖工法開(kāi)挖工法 初期支護(hù)初期支護(hù) 快速封閉

24、快速封閉 監(jiān)控量測(cè)監(jiān)控量測(cè) 二次襯砌二次襯砌（一）超前預(yù)報(bào)（一）超前預(yù)報(bào)1. 相關(guān)要求（1）高速鐵路隧道工程施工技術(shù)指南對(duì)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)做出明確規(guī)定：高速鐵路隧道施工應(yīng)進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，并作為工序納入施工組織管理。隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)以地質(zhì)調(diào)查法為基礎(chǔ)，針對(duì)不同地段地質(zhì)情況和預(yù)報(bào)目的，采用一種或幾種方法相互補(bǔ)充和印證，進(jìn)行綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。施工圖階段經(jīng)評(píng)估為高風(fēng)險(xiǎn)和極高風(fēng)險(xiǎn)的軟弱圍巖及不良地質(zhì)隧道，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作應(yīng)由設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)組織實(shí)施。其他隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)由施工單位組織專(zhuān)業(yè)人員實(shí)施。（2）國(guó)家安全監(jiān)管總局、交通運(yùn)輸部、國(guó)務(wù)院國(guó)資委、國(guó)家鐵路局聯(lián)合印發(fā)的隧道施工安全九條規(guī)定第四條規(guī)定：必須落

25、實(shí)超前水文地質(zhì)探測(cè)預(yù)報(bào)各項(xiàng)規(guī)定，監(jiān)控量（探）測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo)立即停工撤人，嚴(yán)禁冒險(xiǎn)施工作業(yè)。2.主要內(nèi)容 以地質(zhì)素描為主，輔以物探方法是軟弱圍巖超前預(yù)報(bào)的主要手段。在破碎帶和斷層地段，加強(qiáng)超前長(zhǎng)、短鉆孔，及時(shí)探明隧道前方地質(zhì)情況，特別是地下水的發(fā)育情況，嚴(yán)禁在未探明情況下盲目開(kāi)挖。3.相關(guān)建議參建各方都應(yīng)該重視施工階段超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。高風(fēng)險(xiǎn)和極高風(fēng)險(xiǎn)隧道，建立以設(shè)計(jì)單位為責(zé)任主體，相關(guān)單位參與的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)機(jī)制。明確責(zé)任與分工。（二）超前加固二）超前加固 在斷層破碎帶和軟弱地層，特別是富含水時(shí)，必須對(duì)圍巖進(jìn)行超前加固，改良地層，確保隧道安全施工。 必須配備專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍、專(zhuān)業(yè)設(shè)備，進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)，保證加固

26、效果。 目前，常用的圍巖加固方法是注漿法。注漿法主要分全斷面注漿和局部注漿兩種。在富水?dāng)鄬拥貛?，常采取全斷面注漿。（三）超前支護(hù) 常用的超前支護(hù)方式有超前大管棚和超前小導(dǎo)管兩種。 超前大管棚：超前大管棚一般是在對(duì)沉降有嚴(yán)格要求時(shí)使用，適宜于淺埋洞口、堆積體、砂土質(zhì)地層、斷層破碎帶地層，以及下穿公路、鐵路、地面建筑物時(shí)采用。大管棚一般采用70mm159mm的鋼管，縱向長(zhǎng)度10100m根據(jù)工程需要設(shè)置。設(shè)管棚工作間：設(shè)管棚工作間：一般施作管棚時(shí)都要設(shè)計(jì)管棚工作間，管一般施作管棚時(shí)都要設(shè)計(jì)管棚工作間，管棚工作間按鉆機(jī)特點(diǎn)設(shè)計(jì)，比隧道斷面加寬棚工作間按鉆機(jī)特點(diǎn)設(shè)計(jì)，比隧道斷面加寬505070cm70c

27、m，工作間，工作間長(zhǎng)度長(zhǎng)度7 710m10m，如果只進(jìn)行一個(gè)循環(huán)管棚施作，管棚工作間比較，如果只進(jìn)行一個(gè)循環(huán)管棚施作，管棚工作間比較簡(jiǎn)單。但如果循環(huán)多時(shí)，施作多個(gè)管棚工作間就存在著三個(gè)問(wèn)簡(jiǎn)單。但如果循環(huán)多時(shí)，施作多個(gè)管棚工作間就存在著三個(gè)問(wèn)題。題。 一是為施作工作間，隧道斷面加大后，開(kāi)挖難度加大，開(kāi)一是為施作工作間，隧道斷面加大后，開(kāi)挖難度加大，開(kāi)挖安全風(fēng)險(xiǎn)增加。挖安全風(fēng)險(xiǎn)增加。 二是若循環(huán)注漿后未能按設(shè)計(jì)開(kāi)挖到位，工作間尺寸將滿二是若循環(huán)注漿后未能按設(shè)計(jì)開(kāi)挖到位，工作間尺寸將滿足不了要求，將無(wú)法進(jìn)行正常管棚作業(yè)。足不了要求，將無(wú)法進(jìn)行正常管棚作業(yè)。 三是由于管棚工作間采取擴(kuò)挖斷面方法，既增加

28、了開(kāi)挖費(fèi)三是由于管棚工作間采取擴(kuò)挖斷面方法，既增加了開(kāi)挖費(fèi)用，又增加了回填混凝土的費(fèi)用，浪費(fèi)很大。用，又增加了回填混凝土的費(fèi)用，浪費(fèi)很大。超前管棚超前管棚超前管棚止?jié){墻無(wú)工作間管棚施作技術(shù)：在標(biāo)準(zhǔn)斷面采用頂進(jìn)器將管棚頂?shù)介_(kāi)挖斷面外。該技術(shù)不需要擴(kuò)大斷面，不切割大量的管棚，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)，提高了工效，節(jié)約了投資。超前小導(dǎo)管：超前小導(dǎo)管是在對(duì)施工安全要求較高的條件下使用。在破碎圍巖、堆積體、砂土質(zhì)地層、斷層破碎帶中普遍采用。當(dāng)?shù)貙涌ㄣ@嚴(yán)重時(shí)，可采用自進(jìn)式錨桿。小導(dǎo)管一般采用32mm60mm的鋼管，縱向長(zhǎng)度2.56m根據(jù)工程需要設(shè)置。小導(dǎo)管布設(shè)后根據(jù)地層穩(wěn)定情況進(jìn)行注漿，加固周邊地層。水平旋噴支護(hù)：

29、軟塑土體、含水砂層等可采用水平旋噴進(jìn)行超前加固與支護(hù)。l預(yù)切槽支護(hù)：用特制的鏈?zhǔn)綑C(jī)械切刀沿?cái)嗝嬷苓呥B續(xù)切割出一條厚約數(shù)十厘米，深數(shù)米的窄槽，同時(shí)應(yīng)用與切刀一體化的混凝土灌注設(shè)備注入混凝土，形成一個(gè)連續(xù)的，起預(yù)先支護(hù)作用的混凝土拱殼。然后在“拱殼”支護(hù)下進(jìn)行工作面的全斷面機(jī)械挖掘 預(yù)切槽法三維示意預(yù)切槽法三維示意l預(yù)襯砌支護(hù)：預(yù)襯砌是通過(guò)在特定形狀的機(jī)架上安裝帶掘進(jìn)頭的箱體結(jié)構(gòu)，掘進(jìn)頭連同箱體沿著隧道方向掘進(jìn)，掘進(jìn)到位后一邊回退一邊灌注混凝土，從而在開(kāi)挖線外形成以箱體為模的混凝土預(yù)制件。沿著拱架環(huán)向施作多個(gè)這種板狀預(yù)制件并在隧道開(kāi)挖線外搭接形成一拱殼，這種拱殼就是超前襯砌，超前襯砌可以為隧道襯砌

30、的一部分甚至全部。（四）開(kāi)挖工法 常用的開(kāi)挖工法有臺(tái)階法、環(huán)形導(dǎo)坑（預(yù)留核心土）法、CD法、CRD法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。 開(kāi)挖工法應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況和地層加固情況確定。 開(kāi)挖工法選擇時(shí)，原則上在確保安全條件下，應(yīng)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，盡量減少開(kāi)挖步驟。 施工中必須進(jìn)行量測(cè)，根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整開(kāi)挖工法。 現(xiàn)場(chǎng)施工應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)工法，如需要調(diào)整，應(yīng)履行變更程序，不得擅自更改。（九條規(guī)定第二條）臺(tái)階法：臺(tái)階法：該工法一般該工法一般適合于適合于級(jí)圍巖，要求級(jí)圍巖，要求臺(tái)階長(zhǎng)度不大于臺(tái)階長(zhǎng)度不大于1 1倍洞徑，倍洞徑，仰拱距掌子面距離不大仰拱距掌子面距離不大于于2 2倍洞徑。倍洞徑。環(huán)形導(dǎo)坑(預(yù)留核心土)法：該方法

31、利用核心土穩(wěn)定掌子面，然后開(kāi)挖兩側(cè)邊墻、中部核心土，最后開(kāi)挖仰拱。該工法步驟多，工藝要求高。 目前，軟弱圍巖大斷面隧道多采用環(huán)形導(dǎo)坑法（三臺(tái)階七步流水法），出現(xiàn)的問(wèn)題也最多，對(duì)該工法技術(shù)要求如下：上臺(tái)階每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺、級(jí)圍巖不大于1榀鋼架，級(jí)不大于2榀。邊墻開(kāi)挖進(jìn)尺不大于2榀。仰拱開(kāi)挖前必須完成鋼架鎖腳錨桿，每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺不大于3m。初期支護(hù)封閉成環(huán)位置距掌子面距離不大于35m。根據(jù)地質(zhì)、量測(cè)情況，設(shè)置臨時(shí)仰拱或橫撐。CD法（中隔壁法）：該工法適合于淺埋地段或穿越建（構(gòu)）筑物時(shí)采用，以減少沉降，防止坍方。該工法是將隧道分為左右兩部分進(jìn)行開(kāi)挖，先在一側(cè)采用臺(tái)階法分層開(kāi)挖及支護(hù)，再開(kāi)挖隧道另一側(cè)。

32、每臺(tái)階縱向長(zhǎng)度35m。初期支護(hù)仰拱緊跟下臺(tái)階，封閉成環(huán)。CRD法（交叉中隔壁法）：該工法在特殊條件下采用。該工法是將大斷面隧道上、下、左、右分塊開(kāi)挖，并施作初期支護(hù)和臨時(shí)橫撐（臨時(shí)仰拱），每臺(tái)階縱向長(zhǎng)度35m，步步封閉成環(huán)。 35 m35 m35 m35 m35 m35 m雙側(cè)壁導(dǎo)坑法：雙側(cè)壁導(dǎo)坑法：該工法在特大斷面等特殊條件下采用。該該工法在特大斷面等特殊條件下采用。該工法先開(kāi)挖隧道兩側(cè)導(dǎo)坑，再進(jìn)行中部開(kāi)挖支護(hù)。工法特工法先開(kāi)挖隧道兩側(cè)導(dǎo)坑，再進(jìn)行中部開(kāi)挖支護(hù)。工法特點(diǎn)：控制沉降變形好，但連接點(diǎn)多，受力復(fù)雜，對(duì)工藝要點(diǎn)：控制沉降變形好，但連接點(diǎn)多，受力復(fù)雜，對(duì)工藝要求高。求高。對(duì)于巖石強(qiáng)度低

33、，環(huán)境要求高的隧道應(yīng)采用單臂掘進(jìn)機(jī)、銑挖機(jī)、機(jī)械破碎等開(kāi)挖。（五）初期支護(hù)l 初期支護(hù)方式：錨網(wǎng)噴；錨網(wǎng)噴+鋼拱架，鋼架形式有格柵鋼架、工字鋼、H型鋼。特殊地質(zhì)條件下使用噴鋼纖維混凝土。l 初期支護(hù)受力特征：隧道開(kāi)挖后短時(shí)間或變形量小時(shí)，初期支護(hù)與地層共同承受形變壓力。支護(hù)不及時(shí)或支護(hù)后變形量過(guò)大，巖體松動(dòng)后荷載加大，由初期支護(hù)完全被動(dòng)地承受松動(dòng)壓力。因此，必須保證初期支護(hù)的強(qiáng)度和剛度，及時(shí)支護(hù)，控制變形。（六）快速封閉 初期支護(hù)仰拱（臨時(shí)仰拱）及時(shí)閉合極其重要，閉合成環(huán)后，提高了結(jié)構(gòu)的承載能力，從而有效地控制變形、避免塌方，快速封閉應(yīng)滿足以下要求：1.進(jìn)尺：初支仰拱每循環(huán)進(jìn)尺不得大于3米；2

34、. 封閉時(shí)間：非爆破開(kāi)挖和爆破開(kāi)挖初支仰拱應(yīng)分別于8小時(shí)和12小時(shí)內(nèi)完成開(kāi)挖、架設(shè)拱架、噴射混凝土作業(yè)。3.步距： 、級(jí)圍巖的仰拱封閉位置距掌子面不得大于35米。初期支護(hù)二次襯砌仰拱填充初期支護(hù)2D初期支護(hù)二次襯砌仰拱填充上臺(tái)階中臺(tái)階下臺(tái)階核心土35m技術(shù)要求 雙線隧道、級(jí)圍巖采用臺(tái)階法開(kāi)挖時(shí)，必須設(shè)置鎖腳錨桿（管）等控制拱（墻）腳位移的措施。 雙線隧道級(jí)圍巖應(yīng)設(shè)置橫向臨時(shí)支撐或臨時(shí)仰拱，臨時(shí)支撐采用型鋼，縱向每2榀設(shè)1處。 鋼拱架宜采用八字節(jié)格柵拱架。 鋼拱架應(yīng)工廠化制造，出廠前必須進(jìn)行檢驗(yàn)、試拼裝。 噴混凝土原則上采用濕噴工藝，特殊地質(zhì)條件下可另行設(shè)計(jì)。（七）二次襯砌 及時(shí)進(jìn)行二次襯砌對(duì)安

35、全施工十分重要，根據(jù)部有關(guān)要求：級(jí)圍巖二襯距掌子面距離不大于90m，級(jí)、級(jí)不大于70m，120號(hào)文件、國(guó)家安全監(jiān)管總局等四局、部、委聯(lián)合印發(fā)九條規(guī)定第三條也再次進(jìn)行明確和要求，現(xiàn)場(chǎng)必須嚴(yán)格執(zhí)行。 （八）監(jiān)控量測(cè)1. 相關(guān)規(guī)定2014年4月11日中國(guó)鐵路總公司工管中心印發(fā)了鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化管理實(shí)施意見(jiàn)（工管辦函201492號(hào)），重新明確了變形的管理等級(jí)和管理流程，界定各方的管理責(zé)任，要求采用信息化系統(tǒng)對(duì)監(jiān)控量測(cè)工作 進(jìn)行管理。2. 量測(cè)方法目前，隧道圍巖變形通常采用有尺量測(cè)。拱頂下沉采用水準(zhǔn)儀，水平收斂采用收斂計(jì)。有尺量測(cè)具有“人工讀數(shù)、手工填寫(xiě)、紙質(zhì)報(bào)告”的特點(diǎn)。這種方法人為干預(yù)因素多，對(duì)數(shù)據(jù)的真實(shí)性產(chǎn)生影響；同時(shí)，自動(dòng)化程度不高，數(shù)據(jù)處理慢，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全的及時(shí)性管理會(huì)產(chǎn)生一定的影響。拱頂下沉監(jiān)測(cè)拱頂下沉監(jiān)測(cè)水平收斂監(jiān)測(cè)水平收斂監(jiān)測(cè)面對(duì)當(dāng)前隧道建設(shè)領(lǐng)域現(xiàn)狀和當(dāng)?shù)匦畔⒒l(fā)展水平，中國(guó)鐵路總公司工程管