地铁隧道塌方应急预案

郑州市城市快速轨道交通

地下市政工程土建施工01合同段

预防塌方事故专项方案

编制：

复核：

审批：

中铁三局集团有限公司

郑州市轨道交通土建施工01合同段项目经理部

2011年5月

1.工程概况

农业东路站位于农业东路与金水东路交叉口，车站沿金水东路布置于道路下方，呈东西走向。车站主体结构采用双层双跨及双层三跨箱形框架结构，有效站台中心里程YCK28+。车站出入口共4个，位于车站南北两侧；车站设有2座风亭。分别位于车站两端。其中Ⅰ、Ⅱ出入口位于车站南侧的东西两端。

截止到2011年5月8日，农业东路站车站主体、附属结构的1号风亭、4号出入口等已经完成，现在正在对2号风亭、3号出入口进行施工，预计在2011年5月20日左右完成。

2011年6月份以后主要对1号、2号出入口施工。1号、2号出入口扶梯至人防段南侧采用明挖法施工，人防段南侧至车站主体结构采用暗挖法施工。

1）明挖段结构形式

浅部基坑深度小于5米处采用1:1放坡开挖挂ф@150×150钢筋喷100mm厚C20早强混凝土，局部采用370mm砖砌体支护；基坑深度大于5米时采用ф800@1200间隔钻孔灌注桩作为围护结构，设ф600（t=14mm）钢管内支撑和桩间网喷层，围檩采用2HB450×200×9×14H型钢。结构为现浇钢筋混凝土结构。

2）暗挖段结构形式

采用“初期支护+二次衬砌”复合式衬砌。初支：间距格栅钢架+350mm厚喷C25混凝土；超前支护：明暗挖分界线至转折处段通道采用ф108管棚+ф42注浆小导管，转折处至车站段通道采用双层ф42注浆小导管；

采用CRD矿山法（四步）开挖，二衬：C30、P8现浇防水混凝土。

2、隧道塌方的预防

(一)发生塌方的主要原因

1）地质因素

（1）隧道穿过土体、围岩在应力释放，土体、围岩承压快失稳

而坍塌。

（2）当通过各种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差开挖后引起坍塌。

（3）在挤压破碎带，岩脉穿插带，节理密集带等碎裂结构地层中，岩块间互相挤压钳制，一经开挖则失稳，常见围岩掉块、坍落，在软弱结构发育的情况下，或泥土充填物过多，也易产生较大的塌落。

（4）薄层岩体在构造运动的作用下形成的小褶曲，错动发育地段施工中常常发生塌方。

（5）岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体，在地下水作用下，软弱面的强度大大降低，因而发生滑坍。

（6）地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍落。

2）施工方法和措施不当

（1）施工方法选择不当，或工序间距安排不合理，各工序间距拉得较长，地层暴露时间过长久，引起围岩松动，风化，招致坍方的发生。

（2）喷锚不及时或喷砼质量，厚度不符合要求。

（3）采用钢支撑时，支撑架设质量欠佳，支撑与围岩不密贴，两者间的空隙填塞不密实，或联接不够牢固，不能满足围岩压力所需要的强度厚度。

（4）有时抽换支撑操作不当，或者当支撑已出现受力过大的现象而未及时加固。

（二）塌方前的征兆

1、量测信息所反应的围岩变形速度和数值超过允许值。

2、喷射砼面产生纵横向的裂纹和龟裂。

3、在坑顶或坑壁发现不断掉下土块，小石块或在构件支撑间隙不断漏出砂、石屑。

4、支撑梁、柱变形或折断，楔子压扁、压劈、填塞木弯曲折断。

6、坑道内渗水、滴水突然加剧或变浑。

二、隧道塌方的处理

（一）一般处理塌方的步骤和方法

1、防止坍方扩大

（1）在塌方范围的顶部与侧壁危石及大裂纹，应先行清除或锚固。

（2）加强原有支护，对坍方范围前后原有的支护进行加固，以防止坍方扩大。

（3）在坍方范围内架设支撑或喷射砼，必要时加设锚杆。

（4）加快衬砌，对坍方两端尽快做好局部衬砌，以保证塌方不再扩大。

2、处理坍方

如坍方体积较小，且坍方范围内已进行喷锚或已架设好较为牢固的构件支撑时，可由两端或一端先上后下地逐步清除坍碴，随挖随喷射砼，随架设临时构件支撑支顶。

如坍方体积较大，或地表已下沉，或因坍体堵塞无法进入坍方范围进行支护时，则有注浆加固坍体，然后用“穿”的办法在坍体内进行开挖、衬砌。

（二）处理坍方常用的支护形式

1、喷锚处理

（1）由外向内，由上而下，逐段随清坍碴随向岩壁先喷射一薄层砂浆，然后再喷射砼，砼宜分层喷射，每层厚5cm左右，或按设计要求处理。

（2）喷射1～2层砼后，可随即加设锚杆再喷射砼。

（3）坍碴清除后，随即做好衬砌。

2、构件支撑处理

（1）在坍体不太高，坍穴呈锥形，坍壁不太松散的情况下，使

用人字架支撑。

（2）当坍体较高，但坍体两侧壁形状较整齐，且侧压力不大时，可按垂直于隧道中线的方向架设横向排架，先将坍体顶的石碴扒平铺上横梁，再在其上架设排架，间距一般为1～2米左右，但须注意排架间用剪刀撑撑稳，下部横梁随坍碴清除倒换撑稳。

（3）坍方较大，且围岩压力也较大，宜在坍方范围全部用纵向棚架支撑，先将坍碴顶部适当扒平，沿隧道中线方向平行设置纵地梁数根（地梁底预铺横梁），于纵地梁上按照导坑支撑的形式以1米左右间距架设箱形棚架，以后逐层向上架设至坍方顶部，用填塞木塞紧，随坍碴的清除加设立柱，并以纵撑撑牢。

（4）当坍方直至地表而深度不大时（小于10米）可设置井箍，由地面向下逐步，清除坍碴，随即架设箍架支撑。

当坍穴较深时，则可先将井口至坍碴顶面一段箍好，不进行清理坍碴，而在洞内采用穿过塌方的施工方法。

（三）衬砌措施与回填方法

1、衬砌施工

（1）随着坍碴的逐渐清除，衬砌逐段推近快速成环。最好由坍体两端对向施工，随即回填密实，坍穴最高处或两端衬砌接头处应预留回填进出料口。

（2）如塌方范围的围岩不够稳定，在处理坍方中有继续坍方的可能时，可在坍方范围内选择适当位置做坍体护拱，以掩护施工操作，护拱上应以碎碴铺填2米厚做为缓冲层。

（3）如坍体未进行预先注浆加固而采取“穿过”的施工方法时，拱脚处的衬砌圬工应加宽灌抵开挖轮廓壁，保证拱脚稳固。

2、坍体回填

（1）坍方清除碴后，则拱背应先以浆砌片石回填厚2～3米厚，其上再用干砌片石回填，回填厚度应尽量填满坍方范围，坍体内木支