隧道塌方案例及预防课件

,谢谢大家！,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,铁路隧道关门塌方抢险救援和预防,铁路隧道关门塌方抢险救援和预防,目 录,一、,关门塌方案例分析,三、关门塌方原因分析,四、关门塌方预防措施,3,五、结束语,二、关门塌方抢险救援,目 录一、关门塌方案例分析三、关门塌方原因分析四、关门塌方,一、关门塌方案例分析,一、关门塌方案例分析,（一）近期隧道关门塌方案例,1.,广大铁路桃园一号隧道,。,2014,年,9,月,15,日,9,时,30,分，广大铁路桃园一号隧道发生,坍塌,，造成掌子面,6,名作业人员被困。塌方段长度约,21,米，,埋,深约,50,米，地,层,为泥质,粉砂岩，钙质胶结，级围岩。经,20,小时的努力“生命通道”打通，经相关人员,94,小时的紧张救援，坍塌体正面梯形导坑成功打通，被困人员成功获救。,（一）近期隧道关门塌方案例 粉砂岩，钙质胶结，级围岩。,2.,宝兰客专阳坡庄隧道,。,2014,年,8,月,31,日,13,时,35,分，宝兰客专阳坡庄隧道进口在拆换拱架作业过程中发生坍塌，造成掌子面,8,名作业人员被困。塌体长度约,22,米，隧道埋深约,110,米，地质为砂质黄土夹泥岩。经相关人员紧张救援,8,小时后疏通中心排水沟，被困人员成功获救。,2.宝兰客专阳坡庄隧道。2014年8月31日13,3.,云桂铁路富宁隧道,。,2014,年,7,月,14,日,16,时,15,分，云桂铁路富宁隧道处发生,坍塌,，,造成,掌子面,15,名作业人员被困。,塌体长度约,21,米，隧道埋深约,160,米，,地层为硅质岩，灰黑色,。经相关人员紧张救援，,28,小时后打通“生命通道”，,130,小时后,打通人工迂回导坑，,被困人员,安全获救。,3.云桂铁路富宁隧道。2014年7月14日16时1,4.,吉图珲客专小盘岭,1#,隧道,。,2014,年,4,月,2,日,0,时,40,分，,吉图珲客专,小盘岭,1#,隧道,出口,发生,坍塌,，,造成掌子面,12,名作业人员被困。,塌体长度约,18m,，,埋深约,100,米，地质,为含碳泥质板岩,。经相关人员紧张救援，,63,小时后打通“生命通道”，,87,小时后打通人工导坑，,被困人员成功获救,。,4.吉图珲客专小盘岭1#隧道。2014年4月2日0,5.,贵州安江高速公路两天窝隧道,。,2014,年,8,月,10,日,19,时,50,分，贵州省安江高速公路两天窝隧道右线进口发生,坍塌,，造成,掌子面,13,名,作业人员,被困,。塌体长度约,25,米，埋深约,43,米，地质主要为强风化凝灰质板岩。经相关人员紧张救援，,12,小时后,打通“生命通道”，,140,小时后打通人工导坑，,被困人员,成功获救。,5.贵州安江高速公路两天窝隧道。2014年8月10,（二）近六年来铁路隧道安全事故统计分析,（二）近六年来铁路隧道安全事故统计分析,小结：,1.,随建设规模增大，隧道安全事故件数也在增加，伤亡人数较多,。近,6,年来发生隧道安全事故,44,起，人员,210,人，其中,145,人死亡。因此，隧道建设参建各方在管理上应高度重视。,小结：,2.,隧道关门塌方涉险人员多、危害性大,。近,6,年来发生关门塌方,11,起，占事故总数的,25%,，涉险人员,89,人，占事故涉险人员总数的,42%,。因此，隧道建设参建各方切实落实技术措施，预防隧道关门塌方尤为重要。,2.隧道关门塌方涉险人员多、危害性大。近6年来发生关门塌方,3.,隧道关门塌方抢险救援方法得当、组织快速，成功获救概率高,。近,6,年发生的,11,起关门塌方中，,65,人安全获救，占关门塌方涉险人员总数的,73%,，,2014,年路内外共发生关门塌方,5,起，救援工作均取得成功。因此，科学救援、快速救援、专业救援极为关键。,3.隧道关门塌方抢险救援方法得当、组织快速，成功获救概率高,二、关门塌方抢险救援,二、关门塌方抢险救援,（一）应急救援工作的组织,1.,安全生产实行属地管理,按照中华人民共和国安全生产法规定：,“,有关地方人民政府和负有安全生产监督管理职责的部门的负责人接到重大生产安全事故报告后，应立即赶到事故现场，组织事故抢救。任何单位和个人都应支持、配合事故抢救，并提供一切便利条件,”,。,（一）应急救援工作的组织,2.,按事故等级明确责任主体,按照事故等级,，,特别重大、重大安全生产事故分别由,国务院和省、直辖市,负责组织抢险救援，组建抢险救援,总,指挥部，,相关部门和单位参加救援；,较大和一般安全生产事故由,施工企业,负责组织抢险救援，或由事故所在地的地、市政府负责组织抢险救援,，相关部门和单位参加救援,。,2.按事故等级明确责任主体,3.,现场救援组织分工,救援指挥部设置：领导协调小组，负责,负责抢险救援过程中领导、组织、决策、部署和协调等相关事项,；各工作小组，负责技,术,、,监测,、救援,实施,、,后勤保障,、,物资材料供应,、,警戒保卫,、,医疗救护,、,新闻发布,、善后,安置,等相关工作。,3.现场救援组织分工,（二）应急救援工作流程,隧道应急救援工作分三阶段：启动准备阶段、救援实施阶段、救护总结阶段。,1.,启动准备阶段,发生坍方，有人员被困,按规定上报,地方人民政府,国家铁路局,中国铁路总公司,成立救援指挥部,成立各救援小组,科学制定救援方案,反压、支撑等加固,监测评估，存在风险即刻对结构进行加固,进入救援实施阶段,（二）应急救援工作流程发生坍方，有人员被困按规定上报地方人民,2.,救援实施阶段,快速打通“生命通道”,高压风管通风,套管钻机实施,通风、通讯、给养、心理辅导,多措并举实施“逃生通道”,人工导坑,机械钻孔,正面导坑,迂回导坑,钻机成孔,利用中心沟,顶管成孔,被困人员逃生,进入救护总结阶段,启动准备阶段,2.救援实施阶段快速打通“生命通道”高压风管通风套管钻机实,3.,救护总结阶段,接受医疗救护,结 束,救援实施阶段,康复出院,救援总结,3.救护总结阶段接受医疗救护结 束救援实施阶段康复出院救,（三）应急救援工作实施,1.,调查塌方基本情况,目的,为科学决策救援方案（逃生通道）提供依据。,内容,被困人员情况：人员数量、所处大概位置等；,塌方情况：塌方规模、距掌子面距离等；,地质情况：地层岩性、围岩级别和地下水情况等；,施工及周边情况：地表情况、监控量测情况等。,（三）应急救援工作实施,方法,询问塌方目击者、测量和技术人员；地表实地踏勘；查询相关技术资料；生命通道施工情况；被困人员信息反馈情况（“生命通道”被打通后）。,成果,形成塌方情况调查报告，并绘制塌方情况示意图。,方法,塌方资料调查样图,塌方资料调查样图,2.,采取“双稳定”措施杜绝次生灾害发生,回填反压稳定塌体：,严禁清方或扰动塌体,，对坡脚回填反压,，回填高度宜为距拱顶,56,米,，并留出操作平台,（当采用机械成孔时需考虑机械作业平台），对塌体坡面进,行必要的防护,。,2.采取“双稳定”措施杜绝次生灾害发生,强化支护稳定结构：,采用,对口,撑、,斜撑,等对结构进行加固。,隧道塌方回填反压及支撑加固方式一,强化支护稳定结构：采用对口撑、斜撑等对结构进行加固。隧道塌方,隧道塌方回填反压及支撑加固方式二,广大铁路桃园一号隧道加固方案,隧道塌方回填反压及支撑加固方式二广大铁路桃园一号隧道加固方案,3.,快速打通“生命通道”,“生命通道”非常重要,：关门塌方救援过程十分复杂，救援时间也比较长，近几次救援情况看，一般在,36,天，因此，快速打通“生命通道”为被困人员输送空气、食物，进行信息传递以及心理干预都非常必要；“生命通道”能够再次确认坍塌体长度，指导逃生通道的施工。,打通方法,：,首先,利用洞内既有,硬质风、,水管,对被困人员进行通风，如条件成熟可进行输送食物、通话等；,再次,利用套管跟进钻机在坍塌体上部打通生命通道。,3.快速打通“生命通道”,关键技术及组织,：,科学定位开孔位置,，距隧道拱顶约,1.02.5m,，塌体一侧（为机械施工逃生通道预留空间）通道定位准确、方向与隧道轴线平行；“生命通道”直径应在,108mm,以上。,专业钻机钻进,，快速打通“生命通道”应采用专业大功率、多功能、套管跟进钻机。比如：小盘岭,1#,隧道采用普通钻机钻进不成功后采用卡萨,C6,钻机，“生命通道”成功打通。,专业人员操作,，钻机应由熟悉机器性能的专业人员操作。,相关配套部件要备齐,。,关键技术及组织：,小盘岭,1#,隧道采用卡萨,C6,钻机,小盘岭1#隧道采用卡萨C6钻机,富宁隧道采用,RPD-180CBR,钻机,富宁隧道采用RPD-180CBR钻机,富宁隧道“生命通道”方案,富宁隧道“生命通道”方案,小结：,“生命通道”是关门塌方救援过程中最重要步骤，,设备要高效、操作人员要专业、定位要准确、实施要快速,。,富宁,隧道,28,小时将“生命通道”打通（设备调转,20,小时，,RPD-180CBR,钻进,8,小时）、,两天,窝隧道,采用卡萨,C6,钻机,12,小时,将“生命通道”打通、,小盘岭,1#,隧道,63,小时将“生命通道”打通（用时时间长主要是先期采用普通钻机施工未成功，然后调用,C6,钻机）。,小结：,4.,多措并举实施“逃生通道”,多措并举实施“逃生通道”非常必要,：被困人员最终要从“逃生通道”逃生，该工作实施是救援工作中的核心工作，由于塌方极为,复杂,，坍塌体中可能存在,孤石,、,钢筋,，或者坍塌体极为,松散、无自稳能力,等，救援抢险的过程中随时都可能发生意外，因此，坚持多措并举非常必要。例如：富宁隧道救援过程中，采用左侧迂回导坑和正面机械钻孔方案，均取得成功；小盘岭,1#,号隧道采用正面人工导坑和气压顶方案，人工导坑方案取得成功；两天窝隧道采用塌体正面人工导坑和左线人工导坑方案，地面钻孔作为预备方案，最终正面导坑取得成功。,4.多措并举实施“逃生通道”,救援情况看，“逃生通道”实施主要有三种：,利用隧道既有管道,、,人工开挖导坑,，,机械施工逃生管道。,利用隧道既有管道,逃生。目前在建的双线铁路隧道都设置中心排水沟，有直径,600mm,圆管和,沟宽,60cm,、深,7590cm,的盖板沟两种。实践中如果救援人员疏通中心排水沟，救援时间最短，如宝兰客专阳坡庄隧道仅用,8,小时全部人员成功获救。施工期间，施工单位应对圆管形中心排水沟及时清淤，盖板沟及时安装盖板或用钢板临时覆盖。,救援情况看，“逃生通道”实施主要有三种：利用隧道既有管道、,利用中心水沟逃生方案图,利用中心水沟逃生方案图,圆管型中心排水沟,矩形盖板沟型中心排水沟,圆管型中心排水沟矩形盖板沟型中心排水沟,人工开挖小导坑,逃生,形式选择,：当能够判定一侧初期支护未被塌方破坏、能被利用时可优先选择正面三角形断面形式，导坑开口宜选在低位；当无法,小盘岭,1,号隧道采用三角形小导坑救援成功,判断初期支护是否可能利用、或者能够判断初期支护全部被破坏时可优先选择正面梯形断面形式，导坑开口宜选在高位；,人工开挖小导坑逃生小盘岭1号隧道采用三角形小导坑救援成功判断,当坍塌体极为松散、自稳能力极差时应优先选择迂回导坑，梯形断面，开口宜选在高位。,富宁隧道塌体正面三角形导坑,当坍塌体极为松散、自稳能力极差时应优先选择迂回导坑，梯形断面,富宁隧道迂回导坑方案,富宁隧道迂回导坑方案,两天窝隧道采用塌体正面梯形导坑取得了成功。,两天窝隧道采用塌体正面梯形导坑取得了成功。,开挖尺寸,：三角形断面一般,高,1.51.8m,，宽,1.5m,；梯形断面,上宽,0.81m,、下宽,1.2m,、高,1.2,.,m,。,支护材料,：导坑支护可采用方木或工字钢，方木规格宜为,1515cm,，工字钢宜为,I18,型；可采用方木密排、间隔立方木并背后铺设,3cm,厚木板两种方式支护；梯形断面方木接头应采用企口连接并用扒钉扒紧。,特殊处理,：开挖中如遇孤石可采用风镐人工处理或者绕避；如遇钢架等可氧气乙炔切割；如坍塌体松散可密排小导管或者注双液将固结；导坑出洞时根据实际情况研究制定可行方案；迂回导坑应加强测量，及时方向校正。,开挖尺寸：三角形断面一般高1.51.8m，宽1.5m；梯形,机械施工管道,逃生,方式,：从成孔方式来看，有逃生管顶进和大口径水平钻机逃生管跟进两种。,选型,：当坍塌体长度在,10,米以内且为土质时可考虑逃生管顶进方式；当,坍塌体长度大于,10,时，地质较复杂时可考虑大口径水平钻机套管跟进方式。,机械施工管道逃生坍塌体长度大于10时，地质较复杂时可考虑大口,：,逃生管顶进：,可采用挖掘机配合液压顶镐,将逃生管,顶,进坍塌体；用气压顶进机械设备将逃生管坍塌体形成逃生通道。挖掘机配合液压顶镐顶进法,边顶进边人工出碴，,当坍塌体对管道的握裹力增加，无法,继续顶进时可在顶管内再安装一小直径钢管继续顶进，此在兰渝铁路桃树坪隧道取得了成功。,桃树坪隧道采用顶管法救援成功,：逃生管顶进：可采用挖掘机配合液压顶镐将逃生管顶进坍塌体；用,：,大口径水平钻机套管跟进：,中铁二局昆明救援队引进一台,FS-120CZ,大口径水平钻机,，,该钻机能够快速钻进,620mm,管径的救援通道，,能够,实现安全、,快,速救援,，在云桂铁路富宁隧道抢险救援过程中进行了尝试，取得了初步成功。,：大口径水平钻机套管跟进：中铁二局昆明救援队引进一台FS-1,设备情况,：,钻机外观尺,寸,为,9.5m3m2.8m,，主机质量约为,34,吨，扭矩最大可达,195kNm,，推进力最大可达,1455kN,。,适用条件,：当,塌方体为砂土、黄土,、,粘土,以及,碎石土（碎石粒径最大不超过,60cm,）,可直接钻进,，,当碎石土最大粒径超过,60cm,时可,采用,自带,DTH,潜孔锤套管钻进,。,设备情况：钻机外观尺寸为9.5m3m2.8m，主机质量约,场地需求,：,钻机行进路线坡度小于,15,，钻机就位场坪基础水平坚实，空间尺寸不低于,15m,（长）,5m,（宽）,5.3m,（高）,；,场地需求：钻机行进路线坡度小于15，钻机就位场坪基础水平坚,风水电需求,：,380V,、,50Hz,的电力，满足,225KVA,使用负荷,；,若使用潜孔锤钻头钻进，现场需,2,台空压机、,2,个储气罐、,1,个风包的位置，合计,30m2,的空间位置,；,使用潜孔锤钻头钻进除尘时,用的,1000L,清水,；,10m,2,的水平场地作为发电机或电动机单元场地。,风水电需求：380V、50Hz的电力，满足225KVA使用负,5.,救援中的重要工作,建立会议制度,建立,救援例会制度,，每日,8,时、,16,时召开，研究救援工作；建立,领导现场值班制度,，处置救援过程中出现的相关问题；建立,对口协商制度,，及时就现场救援需要地方政府衔接的工作进行衔接。,加强监控量测、形成小时报告制、信息快速传输,监测内容,：净空收敛和拱顶下沉；,技术要求,：监控量测工作是整个应急救援过程中的安全“保护神”，做到“三加密一复核”，即监测断面,5.救援中的重要工作,加密，宜为每,3,米设一监测断面；监测点加密，每断面设,5,7,个量测点；监测频率加密，每小时量测一次；双人双仪器交叉复核量测。,信息传递,：建立小时报告制，通过手机短信形式报救援指挥部有关负责人。,技术标准,：当变形速率大于,5mm/d,，或者混凝土剥落、裂缝明显加大时，应停止救援采取加固措施。,加密，宜为每3米设一监测断面；监测点加密，每断面设57个量,做好注浆的各项准备工作,坍塌体松散段一般采用,小导管超前支护,即可通过，但,当塌体极为松散、无自稳能力时应进行水泥,水玻璃双液浆注浆,固,结,，施工单位应提前准备好材料、设备和专业队伍。,做好注浆的各项准备工作,小结,：,1.,根据近几年来铁路隧道关门塌方“逃生通道”实施情况来看：,利用,隧道既有管道,逃生简便、易行，救援时间短，宜优先考虑；,人工开挖导坑,实施方便、灵活、可靠性高、成功机率大，但施工进度一般，救援时间约,35,天；,小结：,大口径水平钻机,施工“逃生通道”在富宁隧道进了试验性实施，正 常情况下钻进后速度较快（,1m/,小时以上），但在钻进过程中遇到障碍物处理困难，同时设备调转和施工准备时间较长，对该设备和工艺熟练程度不够，下一阶段仍需技术攻关。,大口径水平钻机施工“逃生通道”在富宁隧道进了试验性实施，正,2.,通过近几次救援情况来看，专业化救援队伍发挥了不可替代的作用，专业化救援队伍可以加快救援进度，提高救援成功概率。,原铁道部成立,5,支隧道应急救援队：,中铁二局,设在昆明，负责西南片区；,中铁,五局,设在长沙，负责华南片区；,中铁,十二局,设在南昌，负责华东、华南片区；,中铁,十七局,设在太原，负责华北、东北片区；,中铁,隧道,集团,设在西安，负责西北片区,。,2.通过近几次救援情况来看，专业化救援队伍发挥了不可替代的,三、关门塌方原因分析,三、关门塌方原因分析,（一）部分隧道关门塌方的主要原因分析,1.,施工方面,：仰拱存在一次性开挖过长并未及时封闭，或者下台阶一次性接腿过多；仰拱和二衬施工步距超标。,（,1,）西南某隧道：,仰拱一次开挖超过,3,米且未及时封闭；仰拱实际步距,45,米，二衬实际步距,82,米，超出,级围岩相关步距规定；塌方段位面于仰拱作业面上方，仰拱一次开挖过长,应,是主要原因,。,（,2,）西北某隧道：,一是对地质状况和换拱风险认识不足,；,二是换拱技术方案不合理,；,三是建设管理及监理监控不严格,。,（一）部分隧道关门塌方的主要原因分析,（,3,）西南某隧道：,仰拱一次开挖超过,3,米且未及时封闭；仰拱实际步距,56,米，二衬实际步距,88,米，超出,级围岩相关步距规定；,塌方段位于仰拱开挖端头，,仰拱一次性开挖长度超出规定,应是,主要原因,。,（,4,）东北某隧道：,下台阶开挖达,3m,以上，,推测,5,榀拱脚同时悬空；仰拱,实际步距,59,米；二衬,实际距步,132,米，超出,级围岩相关步距规定。下台阶,一次性,开挖过长,应是,主要原因,。,（,5,）西南某隧道：仰拱一次开挖超过,3m,，仰拱步距,100,米，二衬步距,153,米，,超出,级围岩步距规定,；塌方段位于仰拱开挖正上方，,仰拱一次开挖,过长是,主要原因,。,（3）西南某隧道：仰拱一次开挖超过3米且未及时封闭；仰拱实际,2.,质量方面,：初期支护钢架环、纵向连接质量不达标；锁脚锚杆（管）未达到设计要求。,3.,地质方面,：地质基本为破碎、松散的软弱围岩；实际围岩别在,级左右，半软半硬状态；在地下水、收敛变形或爆破振动作用下，荷载可能突然剧增、作用于初期支护。,2.质量方面：初期支护钢架环、纵向连接质量不达标；锁脚锚杆,（二）影响隧道塌方的其它因素,目前铁路隧道施工还是以传统的钻爆法为主，仅个别隧道采用了盾构、,TBM,法，作业工作面较多、施工人员较多，不可控的风险点增多，造成隧道塌方可能还有以下几个方面的因素：,1.,隧道建设地质环境差,长大隧道增多；,软弱围岩隧道增多；,水文地质条件复杂；,降雨或融雪对隧道施工有影响。,（二）影响隧道塌方的其它因素,2.,地质方面认识不到位、工程措施针对性不强,设计期间勘察不到位，地质情况不明；,施工时未及时调整支护参数，超前加固不到位。,3.,施工管理不到位,拱架、锚杆等半成品未坚持工厂化作业；,对超前地质预报认识不足；,对初期支护变形控制认识不足，仍有超作业现象；,对监控量测关注度不高，往往流于形式；,技术和管理人员数量少、业务素质低；,作业层人员基本技能差、质量安全意识淡漠。,2.地质方面认识不到位、工程措施针对性不强,4.,工艺质量不达标,初期支护拱架环向连接不到位,；,初期支护拱架纵向连接不到位,；,初期支护背后存在空洞,；,初期支护喷射混凝土厚度和强度不足；,初期支护拱架间距超出设计规定；,初期支护系统锚杆偷工减料。,4.工艺质量不达标,5.,施工违章作业,二次衬砌和仰拱施工步距超标；,仰拱一次开挖长度超出规定,；,中、下台阶接腿榀数超出规定,；,现场采用长台阶施工，甚至有拉中槽现象,；,拱脚未置于稳固基岩且长时间受水侵泡。,5.施工违章作业,四、关门塌方预防措施,四、关门塌方预防措施,如何提高软弱围岩隧道施工水平，预防变形和塌方，尤其是预防关门塌方，确保施工安全，其核心是抓住软弱围岩隧道工程特点，落实好“三超前、四到位、一强化”施工技术关键环节。,三超前：超前预报、超前加固、,超前支护,四到位：工法选择到位、支护措施到位、,快速封闭到位、衬砌跟进到位,一强化：强化量测,如何提高软弱围岩隧道施工水平，预防变形和塌方，尤其是,软弱围岩隧道施工，应在以下八个方面予以重视，实现标准化施工管理，从而避免塌方事故的发生。,超前预报,超前加固,超前支护,开挖工法,初期支护,快速封闭,监控量测,二次衬砌,软弱围岩隧道施工，应在以下八个方面予以重视，实现标准化施工管,（一）超前预报,1.,相关要求,（,1,）,高速铁路隧道工程施工技术指南,对超前地质预报做出明确规定：,高速铁路隧道施工应进行超前地质预报，并作为工序纳入施工组织管理。,隧道施工超前地质预报应以地质调查法为基础，针对不同地段地质情况和预报目的，采用一种或几种方法相互补充和印证，进行综合超前地质预报。,（一）超前预报,施工图阶段经评估为高风险和极高风险的软弱围岩及不良地质隧道，超前地质预报工作应由设计单位负责组织实施。其他隧道超前地质预报由施工单位组织专业人员实施。,（,2,）,国家安全监管总局、交通运输部、国务院国资委、国家铁路局,联合印发的,隧道施工安全九条规定,第四条规定：,必须落实超前水文地质探测预报各项规定，监控量（探）测数据超标立即停工撤人，严禁冒险施工作业。,施工图阶段经评估为高风险和极高风险的软弱围岩及不良地质隧道，,2.,主要内容,以地质素描为主，辅以物探方法是软弱围岩超前预报的主要手段。,在破碎带和断层地段，加强超前长、短钻孔，及时探明隧道前方地质情况，特别是地下水的发育情况，严禁在未探明情况下盲目开挖。,2.主要内容以地质素描为主，辅以物探方法是软弱围岩超前预报的,3.,相关建议,参建各方都应该重视施工阶段超前地质预报工作。高风险和极高风险隧道，建立以设计单位为责任主体，相关单位参与的超前地质预报机制。明确责任与分工。,3.相关建议,（,二）超前加固,在断层破碎带和软弱地层，特别是富含水时，必须对围岩进行超前加固，改良地层，确保隧道安全施工。,必须配备专业队伍、专业设备，进行专项设计，保证加固效果。,目前，常用的围岩加固,方法是注浆法。注浆法主要分全断面注浆和局部注浆两种。在富水断层地带，常采取全断面注浆。,（二）超前加固方法是注浆法。注浆法主要分全断面注浆和局部注浆,（,三）超前支护,常用的超前支护方式有超前大管棚和超前小导管两种。,超前大管棚：超前大管棚一般是在对沉降有严格要求时使用，适宜于浅埋洞口、堆积体、砂土质地层、断层破碎带地层，以及下穿公路、铁路、地面建筑物时采用。大管棚一般采用,70mm,159mm,的钢管，纵向长度,10,100m,根据工程需要设置。,（三）超前支护,设管棚工作间：,一般施作管棚时都要设计管棚工作间，管棚工作间按钻机特点设计，比隧道断面加宽,50,70cm,，工作间长度,7,10m,，如果只进行一个循环管棚施作，管棚工作间比较简单。但如果循环多时，施作多个管棚工作间就存在着三个问题。,设管棚工作间：一般施作管棚时都要设计管棚工作间，管棚工作间按,一是为施作工作间，隧道断面加大后，开挖难度加大，开挖安全风险增加。,二是若循环注浆后未能按设计开挖到位，工作间尺寸将满足不了要求，将无法进行正常管棚作业。,三是由于管棚工作间采取扩挖断面方法，既增加了开挖费用，又增加了回填混凝土的费用，浪费很大。,一是为施作工作间，隧道断面加大后，开挖难度加大，开挖安全风险,无工作间管棚施作技术：,在标准断面采用顶进器将管棚顶到开挖断面外。该技术,不需要扩大断面，不切割大量的管棚，降低了施工风险，提高了工效，节约了投资。,无工作间管棚施作技术：在标准断面采用顶进器将管棚顶到开挖断面,超前小导管：超前小导管是在对施工安全要求较高的条件下使用。在破碎围岩、堆积体、砂土质地层、断层破碎带中普遍采用。,当地层卡钻严重时，可采用自进式锚杆。,小导管一般采用,32mm60mm,的钢管，纵向长度,2.5,6m,根据工程需要设置。,小导管布设后根据地层稳定情况进行注浆，加固周边地层。,超前小导管：超前小导管是在对施工安全要求较高的条件下使用。,水平旋喷支护：软塑土体、含水砂层等可采用水平旋喷进行超前加固与支护。,水平旋喷支护：软塑土体、含水砂层等可采用水平旋喷进行超前加,预切槽支护,：用特制的链式机械切刀沿断面周边连续切割出一条厚约数十厘米，深数米的窄槽，同时应用与切刀一体化的混凝土灌注设备注入混凝土，形成一个连续的，起预先支护作用的混凝土拱壳。然后在“拱壳”支护下进行工作面的全断面机械挖掘,预切槽支护：用特制的链式机械切刀沿断面周边连续切割出一条厚约,预切槽法三维示意,预切槽法三维示意,预衬砌支护,：预衬砌是通过在特定形状的机架上安装带掘进头的箱体结构，掘进头连同箱体沿着隧道方向掘进，掘进到位后一边回退一边灌注混凝土，从而在开挖线外形成以箱体为模的混凝土预制件。,预衬砌支护：预衬砌是通过在特定形状的机架上安装带掘进头的箱体,沿着拱架环向施作多个这种板状预制件并在隧道开挖线外搭接形成一拱壳，这种拱壳就是超前衬砌，超前衬砌可,以为隧道衬砌的一部分甚至全部。,沿着拱架环向施作多个这种板状预制件并在隧道开挖线外搭接形成一,（四）开挖工法,常用的开挖工法有台阶法、环形导坑（预留核心土）法、,CD,法、,CRD,法、双侧壁导坑法等。,开挖工法应根据地质情况和地层加固情况确定。,开挖工法选择时，原则上在确保安全条件下，应从简单到复杂，尽量减少开挖步骤。,施工中必须进行量测，根据量测数据及时调整开挖工法。,现场施工应严格执行设计工法，如需要调整，应履行变更程序，不得擅自更改。（,九条规定,第二条）,（四）开挖工法,台阶法：,该工法一般适合于,级围岩，要求台阶长度不大于,1,倍洞径，仰拱距掌子面距离不大于,2,倍洞径。,台阶法：该工法一般适合于级围岩，要求台阶长度不大于1倍洞,环形导坑,(,预留核心土,),法：,该方法利用核心土稳定掌子面，然后开挖两侧边墙、中部核心土，最后开挖仰拱。该工法步骤多，工艺要求高。,环形导坑(预留核心土)法：该方法利用核心土稳定掌子面，然后,目前，软弱围岩大断面隧道多采用环形导坑法（三台阶七步流水法），出现的问题也最多，对该工法技术要求如下：,上台阶每循环开挖进尺,、,级围岩不大于,1,榀钢架，,级不大于,2,榀。,边墙开挖进尺不大于,2,榀。,仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆，每循环开挖进尺不大于,3m,。,初期支护封闭成环位置距掌子面距离不大于,35m,。,根据地质、量测情况，设置临时仰拱或横撑。,目前，软弱围岩大断面隧道多采用环形导坑法（三台阶七步,隧道塌方案例及预防课件,CD,法（中隔壁法）：,该工法适合于浅埋地段或穿越建（构）筑物时采用，以减少沉降，防止坍方。该工法是将隧道分为左右两部分进行开挖，先在一侧采用台阶法分层开挖及支护，再开挖隧道另一侧。每台阶纵向长度,3,5m,。初期支护仰拱紧跟下台阶，封闭成环。,CD法（中隔壁法）：该工法适合于浅埋地段或穿越建（构）筑物,CRD,法（交叉中隔壁法）：,该工法在特殊条件下采用。该工法是将大断面隧道上、下、左、右分块开挖，并施作初期支护和临时横撑（临时仰拱），每台阶纵向长度,3,5m,，步步封闭成环。,CRD法（交叉中隔壁法）：该工法在特殊条件下采用。该工法是,隧道塌方案例及预防课件,双侧壁导坑法：,该工法在特大断面等特殊条件下采用。该工法先开挖隧道两侧导坑，再进行中部开挖支护。工法特点：控制沉降变形好，但连接点多，受力复杂，对工艺要求高。,双侧壁导坑法：该工法在特大断面等特殊条件下采用。该工法先开,隧道塌方案例及预防课件,对于岩石强度低，环境要求高的隧道应采用单臂掘进机、铣挖机、机械破碎等开挖。,对于岩石强度低，环境要求高的隧道应采用单臂掘进机、铣挖机、机,（五）初期支护,初期支护方式：锚网喷；锚网喷,+,钢拱架，钢架形式有格栅钢架、工字钢、,H,型钢。特殊地质条件下使用喷钢纤维混凝土。,初期支护受力特征：隧道开挖后短时间或变形量小时，初期支护与地层共同承受形变压力。支护不及时或支护后变形量过大，岩体松动后荷载加大，由初期支护完全被动地承受松动压力。因此，必须保证初期支护的强度和刚度，及时支护，,控制变形,。,（五）初期支护,（六）快速封闭,初期支护仰拱（临时仰拱）及时闭合极其重要，闭合成环后，提高了结构的承载能力，从而有效地控制变形、避免塌方，快速封闭应满足以下要求：,1.,进尺,：初支仰拱每循环进尺不得大于,3,米；,2.,封闭时间,：非爆破开挖和爆破开挖初支仰拱应分别于,8,小时和,12,小时内完成开挖、架设拱架、喷射混凝土作业。,3.,步距,：,、,、,级围岩的仰拱封闭位置距掌子面不得大于,35,米。,（六）快速封闭,35m,35m,技术要求,双线隧道,、,级围岩采用台阶法开挖时，必须设置锁脚锚杆（管）等控制拱（墙）脚位移的措施。,双线隧道,级围岩应设置横向临时支撑或临时仰拱，临时支撑采用型钢，纵向每,2,榀设,1,处。,钢拱架宜采用八字节格栅拱架。,钢拱架应工厂化制造，出厂前必须进行检验、试拼装。,喷混凝土原则上采用湿喷工艺，特殊地质条件下可另行设计。,技术要求,（七）二次衬砌,及时进行二次衬砌对安全施工十分重要，根据部有关要求：,级围岩二衬距掌子面距离不大于,90m,，,级、,级不大于,70m,，,120,号文件、国家安全监管总局等四局、部、委联合印发,九条规定,第三条也再次进行明确和要求，现场必须严格执行。,（七）二次衬砌,（八）监控量测,1.,相关规定,2014,年,4,月,11,日,中国铁路总公司工管中心,印发了,铁路隧道监控量测标准化管理实施意见,（工管办函,201492,号），重新明确了变形的管理等级和管理流程，界定各方的管理责任，要求采用信息化系统对监控量测工作 进行管理。,（八）监控量测,隧道塌方案例及预防课件,隧道塌方案例及预防课件,2.,量测方法,目前，隧道围岩变形通常采用有尺量测。拱顶下沉采用水准仪，水平收敛采用收敛计。,有尺量测具有,“,人工读数、手工填写、纸质报告,”,的特点。这种方法人为干预因素多，对数据的真实性产生影响；同时，自动化程度不高，数据处理慢，对现场安全的及时性管理会产生一定的影响。,2.量测方法,拱顶下沉监测,水平收敛监测,拱顶下沉监测水平收敛监测,面对当前隧道建设领域现状和当地信息化发展水平，中国铁路总公司工程管理中心组织研发了“,隧道围岩变形监测与处理,”,智能化监控系统,，即,TGMIS,系统。,该系统采用全站仪采集数据，采用智能手机传输数据，采用电脑分析数据，采用智能手机查看信息、预警处理并反馈信息。,面对当前隧道建设领域现状和当地信息化发展水平，中国铁路总公司,服务器,（安装服务器端软件）,PC,监控,客户端,1,PC,监控,客户端,2,PC,监控,客户端,n,手机监控,客户端,1,手机监控,客户端,2,手机监控,客户端,n,.,.,（安装客户端软件）,自动预警处理,发送预警短信,C,C,F,服务器PC监控PC监控PC监控手机监控手机监控手机监控.,石门隧道,（,1,）,采集模块,采集模块是利用全站仪和手机自动采集隧道围岩变形数据。,石门隧道（1）采集模块采集模块是利用全站仪和手机自动采,步骤,1,监测点布置,监测点加工,隧道开挖后，在围岩上埋设反光片,监测点。,步骤1监测点布置监测点加工隧道开挖后，在围岩上埋设反光片,步骤,2,采用全站仪采集数据。对无蓝牙功,能的全站仪，安装蓝牙功能。,步骤2采用全站仪采集数据。对无蓝牙功,步骤,3,在手机上安装,APP,软件，通过手机蓝,牙功能，接收全站仪采集的数据。,步骤3在手机上安装APP软件，通过手机蓝,步骤,4,采用手机蓝牙功能，传出监测数据。,步骤4采用手机蓝牙功能，传出监测数据。,（,2,）分析,-,发布模块,分析,-,发布模块是利用专用电脑（服务器）自动计算、自动分析，并发布安全信息。,（2）分析-发布模块分析-发布模块是利用专用电脑（服务器）自,步骤,5,采用专用电脑（服务器）接收手机,传输的监测数据。,步骤5采用专用电脑（服务器）接收手机,步骤,6,专用电脑（服务器）采用研发的,SWB,软件，自动分析数据，计算变形结,果，生成回归曲线，给出预警状态，,形成专项报表。,步骤6专用电脑（服务器）采用研发的SWB,步骤,7,用户采用手机（电脑），利用研发,的,DQ,软件，查看发布的各项安全信息。,步骤7用户采用手机（电脑），利用研发,隧道塌方案例及预防课件,（,3,）处理模块,处理模块是利用手机安全信息,，,指导现场处理预警,并反馈。,（3）处理模块处理模块是利用手机安全信息，指导现场处理预警,步骤,8,采用全站仪对异常数据重测或复测，,彻底剔除误差。,步骤8采用全站仪对异常数据重测或复测，,步骤,9,现场按安全等级管理开展处理工作。,如,级预警（），进行抢险状态，,增加横、竖支撑，加强支护，,调整开挖工法。,步骤9现场按安全等级管理开展处理工作。,步骤,10,用户登陆,SWB，,反馈处理信息，消除,预警。形成闭环管理。,步骤10用户登陆SWB，反馈处理信息，消除,五、结束语,五、结束语,1.,加强管理，控制风险,。各级管理人员应再提高认识，再强化风险防范意识；安全管理是控制隧道风险的核心，做到“,重投入、控质量、防违规,”。,1.加强管理，控制风险。各级管理人员应再提高认识，再强化风,2.,隧道安全预防为主,。落实工程措施、加强技术控制是核心工作，做到“,三超前、四到位、一强化,”。,2.隧道安全预防为主。落实工程措施、加强技术控制是核心工作,3.,科学组织抢险救援,。救援的核心任务是“,堆堆土、架架撑、钻钻孔、挖挖洞,”，科学决策、快速组织、专业队伍实施是抢险救援的关键。,3.科学组织抢险救援。救援的核心任务是“堆堆土、架架撑、钻,谢谢大家！,谢谢大家！,