隧道坍塌事故原因及分析

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5.(步距)隧道施工仰拱及二衬安全步距
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(二)突水突泥
案例:XX隧道突泥突水事故
XX年,某铁路隧道发生一起突水突泥坍塌事故,突泥突水持续时间达 30秒,喷涌长度近170米,造成作业人员 4人死亡、2人失踪、4人受伤。
隧道突泥突水现场
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二、铁路隧道安全质量管理现状
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我国铁路隧道安全质量管理现状:
截止2017年底,我国已建成铁路运营隧道超过1.47万座、总长超过1.5万公里, 已居世界第一。在建铁路隧道3400多座,规划中的已有4300多座。铁路隧道为危险 性较大工程,部分属于高风险项目,安全质量管理难度大,当前的问题现状: ➢ 地质勘察深度不够及超前地质预报存在局限性。 ➢ 工艺工法、工装设备不能完全满足规范及设计要求。 ➢ 项目管理状况不良、造成成施工及管理的可控性差。 ➢ 工作环境艰苦,作业人员知识水平普遍低下,安全质量意识不足。 ➢ 多种原因造成项目效益差或赶工等,配套的安全质量保证措施不到位。 ➢ 工程实体检测手段的多样化、信息化及全覆盖尚处于逐步完善阶段。
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铁路隧道施工管理中存在的主要安全质量问题
目前,铁路工程的管理更加严格、规范,施工单位各级管理人员 的安全质量意识不断提高,能力不断增强,管控力度不断加大,但在 实际管理中还存在: ➢ 不能正确处理工程安全质量与进度、成本的关系; ➢ 管理人员能力和经验欠缺,对安全风险认识不足; ➢ 技术方案和交底的可操作性较差,现场标准化施工差距较大; ➢ 作业人员流动性大,培训效果不佳,技能不高。
抢险救援现场
国家、铁总等为防止隧道突水突泥事故而出台的相关规定
1.(单位)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,超前地质预报的责任主体单位为设计单位,其超前地质预 报工作由设计单位负责组织实施。其他隧道超前地质预报的责任主体单 位为施工单位,超前地质预报由施工单位专业人员实施。
他既有结构上设锚筋与拟安装段骨架筋可靠连接,设置竖向及侧向支 撑等)的条件下进行首开段钢筋安装;
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(测量)严禁隧道钢筋安装前不进行保证环向垂直度的测量放样 (每模不少于3环);
(绑扎)严禁钢筋交叉点少绑、漏绑绑扎丝(骨架交叉点全数绑扎 ,其他交叉点不低于50%)。
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隧道坍塌事故原因及分析
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目录
一、国内在建隧道的类型 二、铁路隧道安全质量管理现状 三、隧道施工常见安全事故类型及对策 四、隧道坍塌事故类型及原因分析 五、技术管理对隧道坍塌影响及对策 六、防坍塌(变形)措施
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一、国内隧道的基本类型
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(一)隧道的定义 隧道是指在地下或水下、以某种用途,按规定的形状和尺寸修建的
照明器材,在作业现场或硐室内应使用电压不高于36V的照明器材。
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(爆破)爆破后,经通风吹排烟、检查确认空气合格、等待时间超 过15min后,方准许作业人员进人爆破作业地点。爆后检查工作由安全 员、爆破员共同实施。
(退库)退库的爆破器材应单独建账、单独存放。 《铁路工程施工安全技术规程》
抵触的民用爆炸物品必须分库储存,严禁在库房内存放其他物品; (用量)领取民用爆炸物品的数量不得超过当班用量,作业后剩余的
民用爆炸物品必须当班清退回库。
《爆破安全规程》相关要求 (加工) 加工起爆药包和起爆药柱,应在指定的安全地点进行,加工
数量不应超过当班爆破作业用量。 (照明)爆破装药用电灯照明时,在离爆破器材20m以外可装220V的
事故现场侧面图
倾覆于台架上 的钢筋
国家、铁总等为防止隧道二衬钢筋倾覆而出台的相关规定
《铁路隧道工程施工安全技术规程TB10304-2009 》相关要求 (防倾倒)衬砌钢筋安装过程中应采取临时支撑等防倾倒措施,
临时支撑应牢固可靠并有醒目的安全警示标志,作业人员与过往机械 不得踩踏、碰撞。
《某企业隧道施工安全禁令(暂行) 》相关要求 (防倾覆)严禁在未设置专门防倾覆、防垮塌措施(在端墙或其
岩爆通常采取的预防措施: 1.开挖超前导坑以超前释放部分应力; 2.超前钻孔爆破以破碎围岩释放应力; 3.超前钻孔注水以软化围岩降低脆性; 4.开挖面喷雾射水以软化围岩降低脆性; 5.径向钻孔注水以软化围岩降低脆性; 6.分部开挖、短进尺光面爆破以弱化岩爆程度; 7.及时钢架/网喷砼、超前锚杆、预应力锚杆及加长系统锚杆
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交通隧道
水工隧道
矿山隧道
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国防隧道
市政隧道 人防隧道
2、按长度分为:特长隧道、长隧道、中长隧道、短隧道。按长度分类见表1-1。 表1-1 隧道按长度划分表
2.按长度分为:特长隧道、长隧道、中长隧道、短隧道。
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3.按跨度分为:小跨度 隧道、中跨度隧道、大跨度 隧道、超大跨度隧道。
(人员运送)斜井施工中严禁人员乘坐斗车、矿车。当斜井的垂 直深度超过50米时,应配备运送人员的车辆。
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《XX公司斜井无轨运输安全作业指导细则》相关要求 (防撞墩)对防撞墩的设置要求:“从斜井洞口至井底缓坡段,
防撞墩设置距离应为150~200米,靠墙设置于下坡方向右侧,由砂袋和 废旧轮胎组成;防撞墩尺寸为宽3.0m,长度不小于4.0m,高度不低于 1.2m;与斜井正交方向的正洞边墙部位应设置防撞墙”。
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(七)岩爆
XX单位承建的国外XX铁路隧道,共发生3000次岩爆崩落,最严重的 一次崩落长度24米,崩落方量约1500m3。频繁、难以预知的岩爆不仅 严重影响了施工进度(影响工期约3个月),加大了施工成本(增加支 护成本约12%),还带来了巨大的安全风险。
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(六)斜井便道溜车
XX年,由XX单位施工的铁路XX隧道斜井发生重大车辆翻车事故,造成24人死 亡,4人受伤。
斜井长1305米,平均纵坡为9.9%。使用“江淮”轻型普通货车运送施工人 员上班作业,车辆载乘28人(驾驶室载乘3人,货厢载客25人),由斜井入口处 驶入斜井,车辆在斜井内行驶约500米处时,车辆失控,车速逐渐加快,陆续有 人跳车或被从车厢甩出,车辆继续前行至西端左转弯驶入主隧道时,与主隧道西 侧边墙相撞,车辆侧翻。
(资料)爆破作业单位应当将领取、发放民用爆炸物品的原始记录 保存2年备查。
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(五)二衬钢筋倾覆
XX年,由某单位施工的某隧道,发生1起二衬环向钢筋突然失稳倾 覆事故,失稳钢筋落向作业台架,致使3人死亡,直接经济损失522万元。
倾覆于 台架上 的钢筋
事故现场正面图
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4.按断面面积分为:极 小断面隧道、小断面隧道、 中等断面隧道、大断面隧道 和特大断面隧道。
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极小断面隧道
小断面隧道
中等断面隧道
大断面隧道
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特大断面隧道
5.按经过的地层可分为:石质隧道和土质隧道两类,其中石质隧道又分为软 、硬岩隧道两种。








6.按断面形状可分为:圆形隧道、矩形隧道、马蹄形隧道。
事故直接原因是施工单位违规混装雷管、炸药和人员,驾驶员操作不当,车 辆刮蹭电力设施触电,导致炸药爆炸。
事故现场模拟示意图
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炸毁的农用车残骸
国家、铁总等为防止隧道火工品事故而出台的相关规定
《民用爆炸物品安全管理条例》相关要求 (储存)储存的民用爆炸物品数量不得超过储存设计容量,对性质相
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(一)隧道塌方
案例1:XX铁路隧道片帮坍塌事故 XX年,由某单位组织施工的XX铁路XX 隧道斜井上台阶施工时,第一榀拱架已经 安装就位,在第二榀拱架安装过程中,拱 部左侧围岩松动,拱脚上0.8m至拱顶范围 突然片帮坍塌,总坍塌量约17.7方。坍塌岩 体压断第一榀拱架,压垮第二榀拱架和左 半副作业台架,并造成正在安装拱架的作 业人员2人死亡、5人受伤。
以上等等问题,需综合施策,逐步解决。
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三、隧道施工常见安全事故类型及对策
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隧道施工的主要安全事故类型
隧道施工环境复杂,存在多种安全风险,易发生生产安全事故,以 2005年至2012年全国公路、铁路隧道施工中统计25起安全事故为例,其类 型主要有:
➢ 隧道塌方(占所统计事故数的64%) ➢ 突水突泥(占所统计事故数的12%) ➢ 洞内火灾(占所统计事故数的8%) ➢ 火工品、瓦斯爆炸(占所统计事故数的8%) ➢ 钢筋整体垮塌、触电等其他伤害(占所统计事故数的8%) 长大隧道还易发生斜井溜车事故,高地应力段也可能发生岩爆事故。
以弱化岩爆程度、增加支护强度。
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四、隧道坍塌事故类型及原因分析
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(一)隧道坍塌事故分类
1.按坍方发生的地段分类 洞口段坍方、掌子面坍方、掌子面后方坍方(关门坍方)
洞口段坍方
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1.(质量)必须保证锁脚锚杆(管)的施工质量和钢拱架纵向连接的施工
质量。
2.(人数)高风险及以上隧道在初期支护未封闭成环段,除开挖工序外,
其他工序作业人员总数不得超过9人。
3.(洞口)Ⅲ级围岩开挖120米必须完成洞口工程,Ⅳ级以上围岩(含)开
挖90米必须完成洞口工程。
4.(监测)监控量测点必须及时埋设,开挖2小时内读取初始数据。
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左侧发生片帮处 被压垮的钢拱架
案例2:XX隧道洞口山体滑坡崩塌事故
XX年,由某单位施工的XX铁路XX隧道Ⅱ线隧道进口边坡发生山体崩塌,造成3 名作业人员死亡,边坡下方国道上行驶中的大客车被掩埋,车上32名乘客遇难的特 大生产安全事故。
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隧道口岩体崩塌
《某企业隧道施工防坍卡控红线》相关要求
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铁总、企业等为防止斜井溜车事故而出台的相关规定
《铁路隧道工程施工安全技术规程TB10304-2009 》相关要求 (防溜装置)斜井采用有轨运输时,井口必须设置挡车器,并设
专人管理;斜井长度超过100米时,应有井口下20米和接近井底60米处 设置设置第二道挡车器;长大斜井应每隔100米和接近井底时在轨道上 设置溜车装置。
示标志,并有专人负责看管和发放。 防水板铺设地段应配备足够数量 的消防器材。
《某企业隧道施工防火规定》相关要求 (材质)隧道内作业台架台面严禁用木板铺设。 (火源)隧道内二衬钢筋接长必须采用机械套筒连接,严禁动火
焊接。
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(四)火工品、瓦斯爆炸
XX年,XX高速公路XX隧道左洞内,施工单位运输炸药、雷管和施工人员的 农用车在距掌子面约50米处发生爆炸。隧道内共有24人,其中20人死亡,4人生 还(1人重伤、1人轻伤)。
事故后处理分析:起火之时,透水盲管、防水板等材料燃烧散发出大量的有毒有 害气体,加重了本次事故的危害程度。
正在进行的切割钢筋头作业 中铁隧道局集团有限公司
被烧毁的透水盲管
被烧毁的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ业台架
国家、企业等为防止隧道火灾事故而出台的相关规定
《铁路隧道工程施工安全技术规程》相关要求 (消防器材)防水板的临时存放点应设置消防器材及防火安全警
断面面积大于2m2的条形建筑。其修建意义主要是裁弯取直、克服高程障 碍、减少开挖、保护环境、避开不良地质地段及重要建(构)筑物等。
(二)我国隧道的基本类型 1.按用途分为:交通类隧道、水工类隧道、市政类隧道、矿山类隧 道和国防、人防等特殊用途的隧道。 其中,最常见的为交通类隧道,主要有公路隧道、铁路隧道、水下 隧道、城市地铁、人行隧道等。
2.(方法)岩溶及富水破碎层隧道,超前地质预报应采用以水平 钻探为主的综合方法。
3.(设计)软弱围岩及不良地质隧道应由设计单位进行专项超前 地质预报设计,及时收集分析预报资料,完善设计方案并指导施工。
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(三)洞内火灾
案例:XX客专XX隧道火灾事故
XX年,某客运专线铁路隧道发生一起隧道火灾事故,作业人员使用氧气乙炔 割除隧道拱墙基面钢筋头时,灼热的钢筋头掉落在软式透水盲沟上,引起燃烧,后 引燃防水板、木脚手板等其他可燃物,最终造成4人死亡、2人受伤。
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