隧道施工塌方关门原因分析及预防措施_7

隧道施工塌方关门原因分析及预防措施

一、隧道塌方关门原因分析

发生塌方事故的隧道，往往集中在那些围岩级别差的地段，主要

集中在IV、V、VI级围岩等不良地质隧道中，根据以往施工经验，分

析起来主要有以下原因：

1、主观原因：

1）对初支已闭合地段发生关门的原因可能地质条件太差或者初

支施作不到位。

2）对初支未闭会地段发生关门事件的大多因初支仰拱距掌子面

距离过大或开挖下导与仰拱方法错误。

3）产生塌方的原因通常主要是地质条件差，并且往往是奥运故事 实际地

质条件比设计资料提供的地质条件还要差，在围岩发生变化后施工方

法未作出相应的调整，二次衬砌没有及时跟进是产生塌方的直接原

因。

4）在隧道施工过程中围岩频繁的变化致使想工序简单化，存在

侥幸心理，没有按照实际工法来施工，（如V级CD法，上中下，Ⅳ

级上下开挖法）V级Ⅳ级采耐克海报 用大开挖，每循环进尺太大，也是直接产

生塌方的主要原因。

5）在施工过程中没有按照各种围岩的支护参数进行施工，超前

导管及锚杆的长度，数量，注浆效果。钢支撑的间距。短斤缺两，敷

衍了事也会致使隧道塌方。

6）在围岩破碎，地质太阳礼赞 条件不好的施工过程中，钢架联接板的厚

度，钢架的落脚都极其关键，钢架的锁脚等都应符合设计，在围岩自

稳能力差，沉降大的隧道会产生隧道变形及塌方。

7）在地质条件不良地段已支护好的钢架应保持两侧水沟畅通，不

能有积水，经常观测钢架的沉降，位移。没有及时发现也容易产生隧

道掌子面后方塌方。

8）围岩破碎，自稳能力差，设计支护参数偏小，施工时未及时根

据围岩情况联系设计、业主对支护参数进行调整。部分业主不了解隧

道施工，调整的支护参数仍不满足支护要求。

9）未按照设计及规范要求进行支护施工，安全布距超标。

10）初支背后有空洞，未及时回填。

11）初支混凝土面未及时钻泄水孔，导致拱架背部破碎围岩遇水失

去原有的自稳能力，且重量增加。

12）隧道监控量测不到位，或已发现变形但未及时采取有效措施。

13）采取背拱或径向注浆等加固措施，但施工过程中存在以下问题：

①由于拱顶径向注浆较为困难，施工人员不按要求打设注浆导管；②

注浆导管未注浆；③浆液水灰比未根据现场情况进行调整。

2、客观原因：

1）首先是思想意识不到，所有的塌方基本都有人为因素，即使

再差的围岩。只要能认识到隐患的存在，每天如坐针毡，措施加上了，

监控量测到位，责任心到了，都可以最大程度客服。

2）其次是对围岩了解不透，搞隧道必须要分析围岩，针对围岩

形式采用支护措施，真正做到岩变我变，例如日变形4cm采取长锚杆，

变形10cm采用双层初支，软弱不均采取单边注浆加强等等。

3）再次是爆破，爆破是隧道初支乃至全隧安全、质量、进度的最

关键环节。爆破不好会伴随着空洞、受力不均等现象容易发生安力开头的四字成语 全事

故。

4）再其次是监控量测，必须重视，他是我们了解围岩的眼睛，是

我们对症下药的处方。根据不同的数据采取不同的措施，做到及时、

准确。

5）在其次是步距和循环时间。尤其是软岩大变形，必须控制。循

环时间必须控制在12天以内，步距方面仰拱步距在25m，二衬在50m，

虽然施工难度大，但这是确保安全的必胜法宝。

6）在其次是管理、责任心、执行力，各种投入要足

7）未能真正理解、落实隧道安全九条。

8）对新奥法理论认识不足

教师年度考核个人总结 现阶段隧道的开挖都以新奥法理论为指导，但在实

际施工中，常存在未能按规定进行量测，或信息反馈不及时，导致决

策失误，措施不力而造成塌方的现象。

9）隧道发生较大的，关门型的塌方，客观原因是地质，支护，

监控，背后的原因是管理，能力，责任心，上进心。形成大的塌方，

软弱围岩一般范围较大，围岩条件或软、或碎、或散，或水，或存在

未发现的不良地质。

一是有没有认识到遇到这种地质可能会发生大塌方。

二是能不能准确判识遇到的是这种地质。——地质超前预报的必

要性。

三是支护的强度能否满足，时间是否及时，是否真正支护（初支

空洞）。这样好像都看不清。

四就是监控量测帮我们把支护看住，看看支护是否失效——监控

量测的重要性。

总之，前面让超前预报帮我们认识围岩，后面让监控量测帮我们

看住支护，中间自己争点气，加强责任，把该做的事都做好，该制定

的，落实的措施都做到位。大型的，关门型的塌方是完全可以避免的。

3、采用施工方法和措施不当

施工中经常存在：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；施工支护不及时；地层

暴露过久，引起围岩松动、风化；忽略了围岩的变形规律，围岩的变

形同时具有连续变形和突然变形的特征。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砼和开挖掌子面支撑的约

束作用，连续变形很小，主要是爆破后的受震动影响的突然变形，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围岩滑移力亦不至于失稳，当这个距离为1.5D～

3D时，"空间效应"的影响完全消失，初期支护抗力小于滑移力的问

题即刻暴露出来，围岩急剧变形，极易引起塌方。

4、施工工艺及操作欠规范，工程质量不合格

冷静与热情之间 作业班组在施工过程中存在的工艺操作不符合施

工技术规范要求，施工管理不到位，质量意识、安全意识不强也是造

成塌方的另一个重要原因。常发生的施工质量问题有锚杆长度不足；

锚杆砂浆不饱满或强度尤其早期强度不足；喷砼强度厚度达不到设计

要求；钢支撑未完全由喷射砼包围密实或钢支撑与围岩之间存在空隙

及钢支撑未置于稳定坚固的基础上等。以上质量问题直接造成支护抗

力未达到设计要求或围岩未粘结紧密使无弯矩结构产生弯矩而导致

塌方。

二、预防隧道塌方关门措施

1） 在围岩破碎，地质条件不好的施工过程中，应采取先排水，

短开挖，弱爆破，强支护，勤量测的一贯施工方针，并必须定出切实

可行的施工方案和安全措施。

2） 在施工过程中必须按照各种围岩的支护参数进行施工，围岩

自稳能力差的地段该加强的应加强，不能一成不变。

3） 施工管理人员在地质条件不好时应对掌子面围岩变化特征进

行分析及判断，确保施工安全。

4）加强初期支护，及时有效地完成喷锚支护，并考虑采用早强喷

射混凝土，早强锚杆和钢支撑支护等措施。

5）理论应该基本差不多，关键是人，现场人的能力与责任心为关

键，先是心中有数，然后眼中有活，最后才是手中有招。

6）应知应会体现能力，参数、步距、量测这些应是基本能力，应

该心中有数！软岩施工方法基本明朗，重在落实！

7）责任心体现在现场，再有能力不在现场不会发现问题，只有人

在现场或者对现场了然于胸，眼中才能有活，才能提前发现问题，手

中有招，防控于未然！

三、深刻认识熟知隧道新奥法理论：

现阶段隧道的开挖都以新奥法理论为指导，但在实际施工中，常

存在未能按规定进行量测，或信息反馈不及时，导致决策失误，措施

不力而造成塌方的现象。熟知新奥法理论，从根本上了解隧道施工过

程中存在的本质问题，从而杜绝施工施工风险。所谓新奥法，其基本

要点是:

1）开挖作业宜采用对围岩扰动较少的控制爆破技术和较少的开

挖步骤，避免过度破坏岩体的稳定;

2）隧道的开挖应尽量利用围岩的自承能力，充分发挥围岩自身

的支护作用；

3）根据围岩特征，采用不同的支护类型和参数，及时施作密贴

于围岩的柔性支护如钢拱架，喷射混凝土和锚杆等，以控制围岩的变

形和松弛；

4）在软弱破碎围岩地段，使断面及早闭合，以有效地发挥支护

体系的作用，保证隧道的稳定性；

5）二次衬砌原则上是在围岩和初期支护变形基本稳定的条件下

修筑，使围岩和支护结构形成一个整体，从而提高了支护体系的安全

度；

6）尽量使隧道断面周边轮廓圆顺，避免棱角突变处应力集中；

7）通过施工中对围岩和支护结构的动态观测，合理安排施工程

序，修正不合理的设计和进行日常施工管理。

分析隧道塌方也即分析已支护围岩受破坏的原因，

就必须理解新奥法支护结构设计原理，新奥法支护结构设计原则为：

(1)、隧道围岩形个人收条怎么写 成塑性滑移楔体，造成支护结构的剪力破坏；

(2)、支护结构与围岩粘结紧密，两者共同工作，形成无弯矩结构；

(3)、由锚杆，钢支撑，喷砼等所提供的支护抗力，应与塑性滑移楔

体的滑移力相平衡。

从(2)可知钻石挑选 ，锚喷支护结构要成为无弯矩结构，其

前提是支护结构与围岩二者共同工作，二者须粘结紧密，而实际施工

中往往因为超挖严重而进行回填，这样支护结构就不能有效地与围岩

粘结紧密或因为围岩表面光滑喷砼也无法有效与围岩粘结紧密，由于

上述原因，锚喷支护结构违背设计原则，存在塌方隐患。

从(3)可知围岩在施工锚喷支护后不断收敛而最终

趋于稳定的前提是支护抗力大于或等于滑移力。如果设计支护抗力小

于滑移力或由于施工方法不当造成支护抗力小于滑移力皆可导致塌

方。