隧道塌方案例

阮家窑隧道
一、塌方经过
2008年4月30日下午6：30进口DK425+600～ DK425+632洞内发现裂缝，初期支护喷砼隆起，支护表面大 面积开裂、掉块。在2008年5月1日上午发现洞顶地表出现 多道纵、横向裂缝，裂缝达6～7cm，洞内初期支护出现严 重侵限情况。2008年6月1日收到设计院下发的阮家窑隧道 进口支护侵限段施工方案图。 2008年6月3日按施工方案图先进行下台阶及仰拱、拱 墙衬砌的施工，以满足施工注意事项第三条各工序距离要求。 截止到2008年7月25日阮家窑隧道暗洞下台阶施工至 DK425+620处（开累施工长度55米） ,仰拱施工到 DK425+612处（开累施工长度47米），二次衬砌施工到 DK425+588处（开累施工长度23米）。
2008年8月8日塌方基本稳定。
二、塌方原因分析


1、御河隧道在DK388+580～DK388+630段塌方是突发性 的，塌方之前据监控量测资料显示无任何征兆。通过对已 塌方段DK388+600掌子面地质描述，此段围岩较破碎， 弱风化，节理、裂隙发育，岩体呈块状，拱顶及边墙渗水 较严重。 2、根椐塌方后洞内塌方处分析：隧道轮廓线以外的围岩 比较破碎并夹杂大量泥状土。地表处坍塌的空洞覆土厚度 最大约8米，且为无粘性粉状黄土，黄土层下为强风化片 麻状破碎岩层，隧道左侧存在一组垂直张节理，严重的断 裂破碎带，沿隧道中线方向。断裂破碎带岩石面存在一个 光滑面（白绿色），有滑动的趋势。断层里侧壁存在裂隙， 纵向已不受力，加上施工过程中爆破扰动，发生整体塌方。

三、塌方处理方案
1、DK388+568～DK388+580侵限段加固处理
DK388+568～DK388+580段采用Ⅰ20工字钢护拱，间距0.5m，连接筋
采用φ22钢筋，长度0.6m，环向间距1m，钢筋网网片采用φ8圆钢，网片间
距20*20cm,喷射混凝土厚度平均为10cm。同时环向采用3m长的φ25中空注
套拱形式




3、洞内处理方案 （1）将能施工的二次衬砌尽快施工完毕，在二次衬砌 和塌方的掌子面之间的初期支护处，作型钢套拱临时支护， 间距与初期支护相同，采用5米系统锚杆与初期支护连接。 并进行喷射混凝土8cm封闭。 （2）洞内塌方体采用喷射C25砼，厚度为15cm，进 行封闭塌方体表面。 （3）待完全封闭以后，对塌方体及二次衬砌和塌方的 掌子面之间采用Ф42注浆小导管注浆加固。导管间距 1.5m×1.5m，长6m。注浆压力控制在1～2kg。
大变形处理：
原因：大规模断层并含膨胀性；高地应力区， 水平应力>垂直应力。施工不当，台阶过长未能及 时封闭等。 处理：初期支护补强（打长锚杆、加密锚杆间 距、增加喷砼厚度、采用钢纤维砼）；改变曲墙曲 率；初期支护分几层施作；二衬适时施作；加大预 留变形量。缩小台阶长度，及时封闭成环。工程实 例：家竹青隧道、乌梢岭隧道。
2008年7月28日2：00～7：00隧道DK425+600～DK425+632段发 生严重的塌方，塌方体将隧道整个断面掩埋。地表在DK425+608.77～ DK425+627.35跨隧道中线出现纵向18.58m、横向20.45m，深为约11.6 米的形成漏斗形大坑（原有废弃采石坑坍塌扩大形成）。受塌方体影响， 地表沉陷处的靠山一侧（隧道中线左侧7～14.6米）外围出现3条主要裂 缝，裂缝宽度为15～140cm，长度达52米。该段隧道中心埋深17～20.5 米。塌方方量约2200立方米。
2008年7月25日 23：30 时DK425+611～DK425+632段初期支护出 现新的微小裂缝，7月26日2：00裂缝开始发展，7月26日9：00逐渐增 大，到11:00在上台阶拱架拱脚与下台阶拱架连接处发生严重变形突出情 况。2008年7月26日设计代表、监理、施工单位有关人员共同对现场进 行察看后，确定现场处理方案：对已完成初期支护段由洞外向洞内施做 一倍洞径长度的型钢钢架护拱，型钢护拱间用钢筋焊接牢固。护拱的施 做长度还需视支护变形情况而定，如果变形稳定，可继续向前支设护拱 直至掌子面。现场形成的会议纪要并将会议纪要报送有关单位。塌方前 已经施工5米的型钢钢架护拱。
阮家窑隧道进口洞顶裂缝
阮家窑隧道进口洞外塌方情况
阮家窑隧道进口洞内塌方情况
阮家窑隧道进口塌体喷护
阮家窑隧道进口塌方处理
阮家窑隧道进口塌方注浆
御河隧道
一、塌方经过
2008年8月2日18时10分左右，DK388+586～DK388+588左侧下台阶完 成爆破作业，2008年8月2日18时30分左右，挖掘机正在DK388+586左侧下 台阶处开挖施工，18时40分左右，挖掘机现场值班员发现，DK388+600段左
二、塌方原因分析
1、在隧道进口地表DK425+610～DK425+625有既有采石场，图纸中没 有说明及任何处理措施。 2、内蒙丰镇地区6月～7月期间，雨水明显偏多，大于往年降雨量。 2008年6月1日设计院下发的阮家窑隧道进口支护侵限段施工方案图，对地 表裂缝没有明确处理方案，造成雨水下渗，影响隧道初期支护稳定。 3、协作队擅自在未达到设计院下发的阮家窑隧道进口支护侵限段施工 方案图各工序距离的情况下，擅自开挖掌子面，开挖上台阶里程为 DK425+637～DK425+640。 4、进口自2008年3月20日开挖上断面施工，至2008年4月30日施工上 断面DK425+565～DK425+637，开工累计72米。初期支护长时间暴露，初 期支护没有及时成环封闭，二次衬砌没有及时跟进。 5、进口段地质情况为上断面为粘土，下断面为玄武岩，上断面初期支 、抢进度， 忽视屡次强调的“控制台阶的开挖长度，支护衬 砌紧跟”的施工原则。 4、由于施工人员盲目的赶工期，在地质围岩等级 变化交错地段，对围岩自稳能力作过高的估计， 造成思想上的麻痹大意，抱着盲目乐观和侥幸心 理，对隧道地质条件的变化及复杂性认识不足， 工程措施针对性不强。



（4）待注浆施工完毕，采取三台阶、预留核心土法施工， 洞内初期支护型钢钢架加密设置，间距为0.5米/榀，同时上台 阶支护增加临时仰拱，临时仰拱采用I20工字钢+喷射C25混凝 土，厚度27cm，拱脚下采用型钢垫板。拱部以上采用孔深 13m钻杆后退式注浆，外插角10-15度。拱部开挖采用Ф42注 浆小导管长4.5m，环向3根/m，间距两榀钢架一环（1.0m）， 搭接3，5m，外插角15-35度。台阶高度控制在3m左右，台 阶的长度控制在1-1.5倍洞径。 （5）拱部以下，沿掌子面前方采用Φ42小导管注浆加固， 小导管外插角与线路纵向夹角30～45度,小导管长6m梅花型布 置，3根/m,纵向3m一个循环,搭接3m。每施工一环小导管注 浆加固，采用喷射C25砼，厚度为15cm，进行掌子面封闭。 （6）在处理塌方的同时，沿掌子面向后依次换撑，换撑的 原则是拆一榀立一榀。所立型钢拱架，严格按设计、规范施工。
何征兆。
2008年8月4日凌晨3点左右，塌方段拱顶延伸至约DK388+630处， DK388+600处地表坍塌约6m×8m米，深约8米的空洞，塌方出现冒顶
情况。
2008年8月2日18时40分至8月5日9时塌方里程DK388+580～ DK388+630段塌方还在不间断掉碴。塌方段向掌子面方向扩展，塌方体 将上断面全部掩埋，洞内右侧拱部初期支护发生变形。


4、地表塌穴处处理方案 待塌方段二次衬砌施工完毕后，强度 达到设计要求，对拱顶塌方部分进行回填。 为提高竣工后安全运营系数，首先回填 C25混凝土3m。后分层回填3：7灰土5米， 每层回填夯实，每层回填厚度不大于 0.5cm。顶部采用原状土回填，以保护环 境。
五、塌方相关影像资料
阮家窑隧道进口洞顶裂缝
侧拱腰部分突然出现坍塌，形成直径约两米左右的空洞，周围并不断掉碴，
其左侧格栅拱架整体变形，坍塌面向两侧迅速扩展，扩展至DK388+580～ DK388+610段从左侧拱顶中心至左侧边墙，上台阶左侧初期支护垮塌，当时 掌子面DK388+660处测量人员和初期支护人员正在施工准备中，塌方后组织 人员迅速撤离施工现场。正在施工作业的挖掘机被塌方体掩埋。塌方前无任
浆锚杆，环向间距0.75m，纵向间距0.5m,注浆材料采用水泥浆液（水：水泥
比例为1：1或0.8：1）。同时加大DK388+568～DK388+580段围岩监控量
测，及时分析围岩变化，根据监控量测情况，确定延长加固长度。
2、DK388+580～DK388+630塌方处理 DK388+580～DK388+630塌方段根据当前施工工期要求，拱顶 120度范围及隧道左侧延伸至拱架底部采用双排6m长的φ42注浆小导 管，环向间距3根/m，纵向间距3米一环。第一排外插角5～10度，第 二排外插脚15～30度。塌方处初期支护拱架采用Ⅰ20工字钢，拱架仰 拱底部成环，间距0.5m，连接筋采用φ22钢筋，长度0.6m，环向间距 1m，钢筋网网片采用φ8圆钢，网片间距20*20cm,喷射混凝土厚度平 均为27cm，环向锚杆全环采用3米长的φ25中空注浆锚杆，环向间距 0.6m，纵向间距0.5m一环，梅花型布设。锁脚锚管采用4根5米长的 φ42注浆小导管，在拱架连接处布设成正方形布置。如果在施工处理过 程中，双排小导管注浆方案无法满足施工安全要求时，拱顶120度范围 采用10米长的φ108注浆管棚，120度以下至左侧延伸至拱架底部采用6 米长φ42注浆小导管，间距3根/m，外插角15～30度。塌方处初期支护 同上。塌方段二次衬砌参照Ⅴ级围岩加强复合式衬砌图进行衬砌。
三、塌方处理方案
地表截水覆盖处理，洞内塌方体表面喷C15混凝土8～15cm，同时加固 洞内未塌段，DK425+588～DK425+600段采用I20工字钢套拱进行加固， 套拱形式见下图，间距0.5m/榀，拱部180度进行径向注浆，钻孔长度3m， 扩散半径2m，注浆压力0.5~1.2MPa，浆液采用水泥浆。对坍碴掌子面进 行C15喷混凝土8～15cm封闭。 地表回填，回填采用三七灰土，回填至原地面，裂缝采用不透水的粘土 填塞，并用防水幕布遮盖地面塌方及裂缝影响段。从DK425+595开始隧道 拱部120度范围采用采用ф108大管棚超前支护，间距环向3根/m，每环施 工长度10m，以提高施工速度。管棚搭接长度3m，外插脚3度，管内用水泥 砂浆注浆填充。管棚的两个钢管间打设ф42小导管（长度3.5m，纵向 1.5m/环），并进行注浆加固地层，浆液采用水泥砂浆。拱部180度进行径 向注浆，钻孔长度3m，扩散半径2m，注浆压力0.5~1.2MPa，浆液采用水 泥浆。待浆液凝固后，在超前支护的保护下，对坍碴进行清理，每次开挖 4m，及时对坍碴进行喷C15混凝土封闭，上台阶坍碴进行ф42小导管注浆， 小导管间距2m×2m， 长度6m，纵向4m一循环，搭接2m。
坍 方
原因：自然因素，主要是地质和水文地质的突然变 化引起。实例：铁营公路隧道。人为因素，主要管理不 善、违章作业、施工方法不当所致，实例：大团尖隧道 等。 处理原则：巩固未坍地段→处理坍方 处理方法：主要为注浆加固坍体前后地段及坍体拱 部与周边→超前支护（管棚、小导管）→分部小进尺开 挖支护（环形开挖法或侧壁导坑法）→ 施作仰拱和二 衬。对于坍至地表的坍方，也可从地表进行注浆加固； 对于高大的坍穴，一般先喷护岩面→钢构支撑坍穴→做 护拱（护拱上填2-3m厚缓冲层）→防水板→二衬。
塌方段处理完成后采用未塌段加固方式处理剩余的段落至掌子 面，初期支护及时封闭，未塌段换拱应逐榀拆除，换拱方式参见阮 家窑侵限处理方案图。二次衬砌及时跟进，二次衬砌钢筋加强，施 做完成后地表夯填处理。 地表截水处理措施： 地表漏斗体外缘作截水天沟，遮盖地 表坍口，以防止山体地表水流入漏斗，根 据提供的地表塌方示意图，截水天沟长度 约65m；地表应加强监控量测，出现裂缝 继续发展应采取对地表陷坑坑口加撑处理， 防止地表陷坑的规模扩大。 待洞内坍方处理完毕，二次衬砌施做 完成后，对地表坍口进行不透水的粘土夯 填处理，回填高度应高出原地面0.5～1m。