防止淺埋暗挖法鉆爆法隧道坍塌的注意事項

1、防止淺埋暗挖法鉆爆法隧道坍塌的注意事項1 前言淺埋暗挖法、鉆爆法隧道施工中，坍塌是經(jīng)常容易出現(xiàn)的、社會影響較大的工程事故，而且各種數(shù)據(jù)監(jiān)控往往難以發(fā)現(xiàn)，必須將安全管理工作盡可能前置，提前告知、提前消除隱患、提前預(yù)警，各種隱患消滅在萌芽狀態(tài)。預(yù)警盡可能采用書面、網(wǎng)絡(luò)、會議紀(jì)要、工作聯(lián)系單（函）等形式報告，輔助以口頭、電話、短信等方式告知。2 坍塌的原因2.1 超前加固效果不佳（1）灌漿質(zhì)量存在問題，可能是漿液配合比不合理、灌漿參數(shù)不適合、自私減少灌漿量等。（2）灌漿孔可能局部塌孔，導(dǎo)致實際灌漿加固段縮短。2.2 進(jìn)尺過大，與圍巖等級不符（1）開挖過程中控制不嚴(yán)格導(dǎo)致超挖。（2）爆破參數(shù)不合理。（

2、3）開挖時采用施工機(jī)械不合理。2.3 臺階過短，沒留核心土（1）開挖施工中圍巖較差，有滲水情況，核心土容易破壞。2.4 開挖面暴露時間長（1）掌子面沒有及時噴護(hù)，臨時仰拱未及時噴護(hù)封閉。2.5 初襯沒及時封閉（1）鎖腳錨桿（管）施工較慢，初襯鋼格柵組裝較慢等，使初襯未及時封閉成環(huán)。2.6 地面車輛震動（1）隧道埋深較淺，隧道上部存在較深回（雜）填土等，巖土自穩(wěn)能力差。2.7 降水后地層殘留水的影響（1）地表存在滲水通道。（2）截排水不暢。2.8 局部含水砂層、局部軟弱土、局部破碎帶、局部空洞（1）必須進(jìn)行綜合地質(zhì)超前預(yù)報，查清掌子面前方地質(zhì)情況。（2）采用周邊超前預(yù)注漿，徑向注漿。（3）對于溶

3、隙和溶管的充水巖溶，采用以堵為主的原則。（4）預(yù)留防涌巖墻，厚度視水壓大小可選擇為58m。當(dāng)圍巖極度破碎時，應(yīng)加大距離。2.8 雨、污水管滲漏（1）市政管網(wǎng)老舊。（2）地表管線破損。2.9 下穿河、湖或近距河湖暗挖（1）綜合預(yù)報，先探后掘的原則，大堵小排的原則。（2）應(yīng)堅持“管超前，嚴(yán)注漿，短開挖，弱爆破，強(qiáng)支護(hù)，快封閉，勤量測，緊襯砌”。（3）施工排水。水下隧道施工期間，地下水和施工用水無法自排，特別是出現(xiàn)突水、突泥險情時，為防止淹沒隧道內(nèi)的設(shè)備、危及人員安全以及為搶險創(chuàng)造條件，應(yīng)準(zhǔn)備足夠的抽水、排水設(shè)備。（4）增加探孔數(shù)量，提前設(shè)置孔口止水閥。（5）防水閘門與防水圍堰。（6）逃生路線。在施

4、工過程中，根據(jù)施工的不同位置和情況，制訂出切實可行的逃生路線規(guī)劃，以應(yīng)付不測。2.10 降雨后滲漏（1）地表存在沉降裂縫。（2）地表截排水不通暢。2.11 馬頭門及斷面變換處等（1）洞臉部位應(yīng)加固不及時。（2）斷面漸變段鋼筋焊接薄弱。3 坍塌的預(yù)防措施3.1 超前地質(zhì)預(yù)報（1）在隧道施工中,必須重視綜合地質(zhì)超前預(yù)報,長短結(jié)合,以短為主,準(zhǔn)確預(yù)報不大于30m隧道前方及隧道周邊外1倍洞徑的地質(zhì)情況,并需要將地質(zhì)超前預(yù)報作為一道施工工序列入施工組織中。（2）地質(zhì)超前預(yù)報主要方法：常規(guī)地質(zhì)分析類，超前水平鉆探類，物探類。（3）高風(fēng)險不良地質(zhì)預(yù)報要點：在斷層破碎帶及巖溶富水區(qū)，采用隧道超前預(yù)報系統(tǒng)、高密

5、度電法對掌子面前方30100m范圍不良地質(zhì)體的位置、規(guī)模、性質(zhì)作詳細(xì)預(yù)報，粗略預(yù)報圍巖級別和地下水情況。（4）在地震波探測的基礎(chǔ)上進(jìn)行超前探測驗證。（5）對多種探測手段獲得的探測資料進(jìn)行綜合分析與評判，相互印證，并結(jié)合掌子面揭示的地質(zhì)條件、發(fā)展規(guī)律與趨勢進(jìn)行預(yù)測預(yù)報（6）建立現(xiàn)場管理標(biāo)準(zhǔn)。3.2 采取各種手段調(diào)查隧道周邊狀況（1）工程地質(zhì)調(diào)查。水文地質(zhì)調(diào)查。地鐵工程水文地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容：1.評價施工采取降、排水措施可能引起的兩側(cè)建筑物變形，市政道路的下沉、塌陷，地下水動態(tài)的變化和地下管線及各種設(shè)施的變形等不利影響，并提出防治措施。2.基坑下有承壓水含水層時，評價承壓水頭對基坑穩(wěn)定性的影響。3.線路

6、通過含水粉細(xì)砂、粉土層時，評價開挖引起潛蝕、流沙、涌土的可能性。4.評價地下水對巖土的軟化、崩解、濕陷、潛蝕等有害作用，必要時建議進(jìn)行抗浮驗算。5.調(diào)查沿線人防工程、人工洞室的滲漏水情況，評價對基坑及隧道的影響。6.評價地下水對支擋構(gòu)筑物、路塹、邊坡及路基穩(wěn)定性的影響。（2）工程環(huán)境調(diào)查。1.對施工噪聲的調(diào)查。2.對環(huán)境污染的調(diào)查（包括對粉塵、有害氣體、放射性污染的調(diào)查；對因施工造成水質(zhì)和土壤污染的調(diào)查）。3.對地面建筑及地下管線的調(diào)查。施工前必須對周圍的施工環(huán)境做周密的調(diào)查：1.調(diào)查地面建筑物結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)形式及各種建筑物在不同沉降差下的反應(yīng)。2.調(diào)查地下建筑物結(jié)構(gòu)形式及使用功能要求。3.調(diào)

7、查地下管線使用功能、結(jié)構(gòu)特征及其與地下工程結(jié)構(gòu)的相對位置。4.調(diào)查各種電纜線材規(guī)格型號、使用要求、保護(hù)裝置、外徑、地下埋深或地上架設(shè)電桿高度、荷載情況、基礎(chǔ)類型。5.調(diào)查對地面沉降很敏感的建筑，如煙囪、變電站、氣柜、鍋爐、電視塔、化工裝置、鐵路、江堤防洪閘、橋基。6、調(diào)查重要公路、道路基礎(chǔ)。7、調(diào)查地下障礙，如廢舊管道的管徑、長度、埋深、儲水量、管道結(jié)構(gòu)。3.3 重視地下水及地表水的處理對隧道圍巖中的滯留水及殘留水，盡量采取疏導(dǎo)的方式。在通過透鏡體砂層和掌子面出現(xiàn)潮濕和滲流時，可預(yù)先打入鋼管導(dǎo)水引流，鋼管制做同注漿用花管，隨工作面的前進(jìn)依次打入導(dǎo)管。為防止土體流出，鋼管內(nèi)應(yīng)設(shè)海綿或紗布。目前武

8、漢地鐵采用全包式防水，以防為主，造成二次襯砌長期在水壓下受力，出現(xiàn)滲漏。關(guān)注暴雨的影響。地下水對隧道的危害主要有：使軟巖軟化，土壓增大；促使破碎帶崩坍；使黏土、土質(zhì)巖和膨脹巖膨脹，圍巖發(fā)生流變；無膠結(jié)圍巖流動化，圍巖崩坍，喪失穩(wěn)定等。為了防止隧道施工中地下水引起災(zāi)害，必須根據(jù)隧道工點的實際地質(zhì)與水文地質(zhì)條件和施工方法對地下水進(jìn)行調(diào)查和有效控制。地下水的處理1.堵水。采用注漿工法（適用條件：1.水量較小，水壓較低。2.淺埋隧道地面注漿。3.水量大，水壓高時，與排水相結(jié)合進(jìn)行注漿）2凍結(jié)。（適用條件：1.飽和土層、沙土、淤泥。2.城市地鐵不允許地下水流失。3.當(dāng)無法采用注漿堵水和保持掌子面穩(wěn)定而凍

9、結(jié)法成為唯一選擇時應(yīng)用）3.排水。導(dǎo)坑排水、底設(shè)導(dǎo)坑排水、排水鉆孔。4.降水。深井降水、洞內(nèi)井點降水。3.4 確保超前地層加固的效果地層加固是安全開挖的重要保證。根據(jù)不同的地層，采用不同的加固設(shè)計?？刹捎媒邓?、管棚、超前小導(dǎo)管注漿、超前錨桿加固地層，由設(shè)計院確定。留足夠的硬化時間。淺埋暗挖法施工1.選擇適宜的輔助施工工法，優(yōu)先采用小導(dǎo)管超前支護(hù)。2.拓管淺埋暗挖法在有水、不穩(wěn)定地層中的應(yīng)用，要以注漿堵水為主，以降水為輔，采用劈裂注漿加固和堵住80%的水源，降掉20%的少量裂隙水，以達(dá)到減少地表下沉的目的。3.在地面動荷載作用下，在大跨度地段，長孔劈裂注漿預(yù)先加固地層，小導(dǎo)管配合進(jìn)行超前支護(hù)，是

10、安全可靠的重要手段。4.長管棚的直徑要和地層剛度相匹配，當(dāng)直徑超過150mm時，對控制地表下沉作用很小。3.5 小進(jìn)尺（1）軟巖IV、V級圍巖，洞口段，偏壓段，淺埋段等地層，開挖循環(huán)進(jìn)尺宜為每榀格柵拱架間距（2）短開挖：一次注漿多次開挖。當(dāng)導(dǎo)管長3.5m時，每次開挖進(jìn)尺0.75m，每次環(huán)狀開挖，預(yù)留核心土。這種非爆破作業(yè)，減少了對圍巖的擾動，及時噴射58cm厚混凝土層，再架設(shè)網(wǎng)構(gòu)拱架進(jìn)行掛網(wǎng)噴射混凝土。3.6 留核心土（1）采用環(huán)形開挖留核心土，可防止工作面的擠出。其開挖方法是上部導(dǎo)坑弧形斷面留核心土平臺，拱部初期支護(hù)，在開挖中部核心土。3.7 合適的臺階長度一般臺階法施工，上下臺階以58 m

11、為宜，太長不利于控制沉降變形，太短可能造成整個掌子面失穩(wěn)，臺階長度一般為11.5倍洞徑。臺階法開挖注意事項（1）臺階數(shù)不宜過多，臺階長度要適當(dāng)，充分利用地層縱向承載拱的作用。（2）軟弱地層施工時，單線臺階長度超過1.5倍洞徑就要及時封閉，雙線隧道臺階長度超過1倍洞徑就要及時封閉，未封閉長度大于縱向承載拱跨，就會產(chǎn)生變位驟增現(xiàn)象。（3）山臺階架設(shè)拱架時,拱腳必須落在實處,采用鎖腳錨管穩(wěn)固拱腳,防止拱部下沉。（4）解決上下部半斷面作業(yè)的相互干擾的問題，做好作業(yè)施工組織、質(zhì)量監(jiān)控及安全管理工作。3.8 開挖后及時封閉（1）這里的封閉有兩層意思，一為開挖面的封閉，二為結(jié)構(gòu)斷面的封閉。（2）開挖面的及時

12、封閉就是盡可能減少開挖面的暴露時間。據(jù)統(tǒng)計，很多坍塌都出現(xiàn)在班組交接時，上個班組正在開挖過程中，下個班組未能迅速進(jìn)入工作狀態(tài)，秩序紊亂，延誤了開挖面的封閉，從而造成坍塌。必須協(xié)調(diào)好工序及班組銜接，另外在特殊段施工時可以縮短開挖步距，以減少暴露時間，達(dá)到早封閉的效果。封閉后及時注漿回填，將圍巖和初期支護(hù)空隙回填密實。結(jié)構(gòu)斷面的及時封閉就是盡量讓結(jié)構(gòu)早封閉成環(huán)，形成閉合的結(jié)構(gòu)體。在開挖面和結(jié)構(gòu)斷面沒有封閉的情況下不能隨便停工。（3）穿建筑物時，為嚴(yán)格控制地表沉降，在上臺階架設(shè)臨時仰拱，待下半段初支封閉達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后拆除。3.9 加強(qiáng)監(jiān)測、反饋施工信息反饋是暗挖施工的重要組成部分。通過施工監(jiān)測掌握地

13、質(zhì)、圍巖地層、支護(hù)結(jié)構(gòu)、地表環(huán)境等變化情況，及時采用對應(yīng)措施，保證施工安全。開挖過程中必須加強(qiáng)監(jiān)控量測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)拱頂、拱腳和邊墻位移速率值超過設(shè)計允許值或出現(xiàn)突變時，應(yīng)及時施工臨時支撐或仰拱形成封閉環(huán)，控制位移和變形，根據(jù)量測結(jié)果跟蹤注漿。3.10 重視特殊段施工對穿越環(huán)境復(fù)雜地段、馬頭門和斷面變換處等特殊段，制定專項方案和措施，保證施工安全。3.11 建立應(yīng)急機(jī)制為確保暗挖施工的安全，應(yīng)建立應(yīng)急機(jī)制。施工前制定應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)急措施，包括坍塌的人員疏散、材料準(zhǔn)備和調(diào)用、搶險組織等都要考慮周全。保證坍塌時人員疏散到安全地帶，減少損失，并有條不紊地開展處理工作等。4 坍塌的處理措施建議4.1 坍塌后,

14、一是要沉著、千萬不要恐慌，一般在分臺階、小步距開挖情況下，即使出現(xiàn)坍塌，受空間限制，坍塌量也不大；二是要快速、及時處理，快速封閉掌子面、及時注入填充物、回填孔洞、防止塌陷擴(kuò)大、防止影響擴(kuò)大；4.2 坍塌出現(xiàn)后，人員立即后撤至初期支護(hù)封閉地段，以確保人員安全；4.3 觀察洞體和掌子面的狀況，通過圍巖的松動情況、水流變化的情況、塌落的情況、初期支護(hù)上是否有裂紋及是否有裂紋擴(kuò)展等情況來判斷是否會出現(xiàn)更大的塌方，確保搶險人員的安全；4.4 迅速拋擲現(xiàn)場已有的或預(yù)先準(zhǔn)備好的加氣磚、石塊等有一定體積的物體及鋼網(wǎng)片，噴1020cm厚混凝土封閉掌子面；注意：坍塌處理的第一措施在于封閉掌子面，控制坍塌；4.5

15、用方木支撐未封閉成環(huán)的初期支護(hù)段，保證支護(hù)的穩(wěn)定；4.6 在掌子面附近的初期支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部鑿孔，插入23根6080 mm直徑的鋼導(dǎo)管(其中1根為導(dǎo)氣管)，導(dǎo)管一端接近坍塌區(qū)頂部，另一端固定在格柵鋼架上；4.7 用錨噴機(jī)具向坍塌孔洞內(nèi)吹入干料（切忌在坍塌后直接注入水泥漿，這樣可能誘導(dǎo)更大的坍方，因為松散的坍塌體經(jīng)水泥漿浸泡后荷重加大、強(qiáng)度降低，造成圍巖更加不穩(wěn)定）；4.8 為了確保再開挖的順利進(jìn)行，不能采用混凝土填充，先吹入干砂，再吹入水泥和砂的混合料，混合料的比例為：水泥砂= 13左右，回填量應(yīng)接近坍塌量；4.9 最后再注入水泥漿，用于膠結(jié)填充物，進(jìn)一步穩(wěn)定圍巖；4.10 待到填充物膠結(jié)后，可用超前鉆孔探知前方的工程地質(zhì)水文地質(zhì)情況或采用各種超前地質(zhì)預(yù)報的方法探測前方的地質(zhì)條件（希望后續(xù)工程一直采用，至少要采用簡易的鉆孔超前預(yù)報），根據(jù)具體情況重新施作超前支護(hù)，如果圍巖較差，要加強(qiáng)超前支護(hù)；4.11 然后，按正常的工藝，破除封閉掌子面繼續(xù)開挖支護(hù)；4.12 地面塌陷區(qū)填充密實的土、沙、石子等，添加適量的膠結(jié)材料，如水泥或注水泥漿等；如果確認(rèn)對以后土地的使用沒有影響的情況下，可以填充混凝土；4.13 對于地面塌陷，要特別注意盡可能減少社會影響。4.14 提示：掌子面附近應(yīng)常備方木、鋼網(wǎng)片、加氣磚