隧道施工中突水突泥事故原因分析及预防措施

第42卷第14期

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2 0 1 6 年 5 月

山西建筑

SHANXI ARCHITECTURE

Vol . 42 No . 14May . 2016

文章编号：1009-6825 (2016) 14-0176-02

隧道施工中突水突泥事故原因分析及预防措施

祝立栋

(中铁十二局第二工程公司，山西太原030032)

摘要:从地质作用、施工工序、超前预报、灾害评估等方面，分析了隧道施工中突水突泥事故发生的原因，并阐述了预防隧道施工 事故的措施，有助于保护隧道施工的进度和质量。关键词：隧道，突水突泥，超前预报，注浆

中图分类号:U 458

文献标识码:A

1突水突泥事故原因分析

突水突泥事故主要是在施工过程中，隧道施工掌子面前方或

者开挖轮廓四周的特大岩溶溶腔突然压溃临界面，造成突水突泥 地质灾害。这种灾害的发生具有突然性、巨大性，造成人员伤亡 最多、经济损失最大，事故原因可归纳为以下几点。

1)

地质作用。首先是水的作用，水是突水突泥灾害发生的最

大根源。其次是压力高，隧道一般埋深都比较大，通过爆破开挖

之后，打破原有平衡压力，处于高压状态。还有就是不良地质，隧

道一般存在长、大、深等特点，沿途经历围岩变化繁多，隧道在穿

越溶洞、断层破碎带或接触带、地下河等不良地质时，特别容易发

生突水突泥灾害。综合来看，“富水、高压、不良地质”三者不利组

合是诱发突水突泥灾害的主要地质条件。

2) 工序环节。a .通过对多起突水突泥的研究发现，突水突泥

灾害大多发生在开挖环节中。对不良地质围岩的盲目不合理开

挖，开挖进尺过大，是造成突水突泥的主要原因;b .前期发生小范

围突水突泥清派过程中。在很多大型突水突泥灾害发生前，都会

发生前期小型、局部、小范围的突水突泥，在处理方法及措施不完

善的情况下，盲目的进行清淤工作，极大的增加了后期大型突水

突泥灾害所造成的风险。

3) 超前预测预报。现在很多项目对超前预报工作很不重视，

对于规范要求的超前预报工作敷衍了事，未起到提前了解开挖前

方具体地质情况的作用，对于自己多年的隧道施工经验盲目自

信，大大的增加了不良地质突水突泥灾害的发生几率。

4) 初期支护及围岩量测。不良地质围岩初期支护未按照设

计要求施作，钢架型号不符、钢架间距过大、系统锚杆长度及数量

不足、锁脚锚杆长度及角度不够、喷锚不密实背后脱空等不规范

的施工作业。在初期支护后未及时、长期的进行围岩量测工作，

未及时掌握围岩变化情况。

5) 灾害评估不足，处理不彻底。通过对多起突水突泥的研究

发现，在前期发生小型小范围突水突泥后，对于灾害的评估不充

分，在注浆加固处理后，因为处理不彻底，开挖时再次发生大规

模、大范围的突水突泥灾害，对人员、设备造成重大伤害。

2事故预防措施

从突水突泥灾害发生原因来看，在复杂地质条件下，应在开挖

支护、涌出物处理、超前预报及注浆处理质量等方面进行加强。

1)在复杂地质条件下，在开挖支护时，应遵循“缩短开挖、减 弱爆破、加强支护、增加量测频率”的指导原则，严格控制现场开

挖进尺。a .缩短开挖、减弱爆破:通过增加打眼数量、缩短打眼深 度、减少装药量，从而减少开挖进尺的原则，减少对周边围岩的扰

动;b .加强支护:针对极破碎围岩地段，应采取打设锚杆、挂设网 片、喷射混凝土联合支护的原则。如果锚网喷支护仍不能提供足 够的支护能力时，应及时装设钢架(工字钢或格栅钢架）支撑加强 支护;c .增加量测频率:在开挖支护完成后，立即组织测量班对初 支进行监控量测工作，及时准确掌握围岩变化情况。如果围岩变

化较大，应及时制定相应的补救措施或方案。

2) 在发生小型突水突泥灾害后，进行涌出物处理时，应遵循

先完善处理方案后清理的原则，发生灾害项目部应及时成立灾害

处理指导小组，制定合理的处理方案，在评估可行后进行下一步

清淤工作。灾害发生后应先查阅图纸等资料，掌握该段围岩情况

及地下水发育情况，研究可能发生的后续灾害，结合超前预报工

作，判断前方具体地质情况，制定合理的处理方案。

3) 重点加强超前预报工作。对于复杂不良地质，应该进行多

类型超前预报相结合的方法，一般采用的超前预报方法有综合物

探超前探测法、水平钻孔超前探测法、洞内综合地质法、围岩大变

形与膨胀性预测预报法。a .综合物探超前探测:包括远距离超前

探测、中距离超前探测和红外探测。远距离超前探测拟采用方法

为地震波地质探测仪法，探测前方距离约1〇〇 m ，每循环搭接

20 m ;中距离超前探测拟采用地震反射波法和地质雷达探测法，

探测前方距离约30 m ，每循环搭接5 m ;红外探测定性预报掌子面

前方30 m 范围内地下水发育情况，每循环搭接5 m 。b .水平钻孔

超前探测:包括单孔水平钻探法、1孔〜4孔偏角超前钻探法、利

用炮眼加深超前探测法。单孔水平钻探法:能够超前探测30 m ，

每循环搭接不小于5 m ，可以探测中近距离物探超前探测的异常

地段;1孔〜4孔偏角超前钻探法:超前探测30 m ，每循环搭接

5 m ，验证中近距离物探超前探测的异常地段和排水降压，富水岩

溶发育区超前钻探应终孔于洞室开挖轮廓线外5 m 〜8 m ;利用炮

眼加深超前探测法:根据物探及超前钻孔成果资料，在每一循环

钻设炮眼时布设5个〜20个钻孔加深3 m 〜5 m 作为探测孔。

c .洞内综合地质法:包括地质调查法、洞内涌突水的实时监测。

地质调查法是充分利用洞室的掌子面与侧壁，主要进行地层岩性

特征、断层破碎带及影响带、裂隙密集发育带与构造挤压破碎带、

软弱夹层带、岩性突变与地层界线等的产状、性质与发育程度、岩

体破碎程度与填充情况、涌（突）水突泥、塌方冒顶与围岩变形破 坏的部位、特征、方式与规模及随时间的变化特征等的详细量测 和地质素描，绘制施工实时地质图。洞内涌突水的实时监测:洞 室内各涌水点（掌子面钻孔、炮眼、岩溶管道突水）的实时监测，洞 室洞身突水动态监测，洞室洞内气温与湿度的实时监测，隧道通 过地带地下水(岩溶水)地表排泄点与地表水等的实时监测，在此 基础上，再用多种方法综合分析计算涌水量与涌水水压，对掌子面

收稿日期=2016-03-05

作者简介:祝立栋（1987-)，男，助理工程师