隧道塌方的控制因素及防治措施
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2 隧道塌方的原因及特点
人为因素 (如经验不足、爆破扰动、施工措施不当 等 )、非人为因素 (如地质条件、地表水、地下水等 )都 有可能造成隧道发生塌方。隧道埋深、隧道断面形式 及大小也是隧道塌方的主要影响因素。
( 1)地质因素。由于受所选 线路位置的限制, 有 的隧道会遭遇类似膨胀岩、高地应力、岩溶、涌水等不 良地质而面临塌方危险; 或是在勘察和施工过程中对 地质情况认识不清, 造 成施工时出现塌方; 在开挖 过 程中, 围岩的地质条件 突然变差或 出现较大的断 层、 破碎带、软弱夹层等, 隧道塌方防不胜防; 塌方段洞顶
Ab stract: The paper stud ies the collapse reasons and contro l factors through the case analys is of a number of road and railway tunnel collapse eng ineering, and relying on Q ingdao Coastal H ighway Tunn e.l It puts forw ard th e n eed ing attention and preven tion measures in constru ction to provide referen ce for futu re tunnel collapse p reven tion and hand ling, so as to m in mi ize the likelihood of landslides. K ey w ord s: underground eng ineering; tunnel collapse; contro l factors; p reventive m easu res
引言
随着地下工程 建设 的大 规模 开展, 隧道 的开 挖 深度、宽 度不 断 增加, 遇 到的 地 质 条件 也 越来 越 复 杂, 这给地下工程的发展带来了严 峻的挑战, 与 此同 时亦伴随着很多隧道工程事故的发生。如 2003 年 7 月 1日, 上海地 铁 4 号 线由 于施工 单位 用于 冷冻 法
隧道塌方的控制因素及防治措施
孔大川 (青岛市公路管理局, 山东 青岛 266101)
摘要: 通过对大量公路、铁路隧道塌方工程实例的
分析, 并依托青岛市滨海公路仰口隧道, 研究了塌
方发生的原因及控制因素, 并提出了施工中应注
意的事项和防塌措施, 以便将塌方发生的可能性
降至最低。
关键词: 地下工程; 隧道塌方; 控制因素; 防治措施
收稿日期: 2 010) 07) 15 作者简 介: 孔大 川 ( 1 966) ) , 男, 山东曲 阜人, 硕 士, 高级 工程师。
) 64 )
施工的制冷设备 发生故 障, 没 有及 时采 取有 效措 施 排除险情, 导致大 量流 沙涌入, 造 成地 面大幅 沉降、 建筑物破坏和黄 浦江防 汛墙 断裂, 直接 经济 损失 达 11 5亿元; 200 6年 8 月 5 日, 宜万铁路 野三关隧道 突 发特大突水、突 石事件, 造 成 3 人死亡、7 人失踪, 直 接经济损失 1 349 万元; 2007年 7 月 15日下午到 18 日郑西客运专线南山口隧道陆续出现 掉块、坍塌, 榀 钢架压垮、上台阶 全部 被掩 埋, 坍 塌长 度 110 余米, 地表房屋开裂, 所幸 未造 成人 员伤 亡 [ 1] 。这 些惨 痛 的事故使从事隧道和地下工程的研究 人员深刻认 识 到分析事故发生的原因至关重要。如 果能预先了 解 事故发生的可能 性, 预 估这些 事故 所造 成的 后果 和 损失, 并有针对性地采用相应措施, 对 减小事故引 起 的损失有重要意义。本文以青岛市滨 海公路仰口 隧 道为依托, 分析了一般隧道塌方的原因 及特点, 并 根 据隧道塌方的控 制因素, 给出 了一 些预 防隧 道塌 方 的措施。
山东交通科技
覆盖层较薄, 施工时开挖扰动原岩 使围岩压力增大, 致使塌方发生。
( 2 )采用的施工方法不当, 在施工过程中 会出现 很多与设计工 况不同的情 况。如 施工方法与地 质条 件不相适应的情况下, 需要采取超前支护措施而未采 取, 或虽已 采取 了措施 但其 质量和 效果 未能 达到 要 求; 地质条件发生变化时, 没有及时改变施工方法, 如 在软弱围岩 的施工中, 没有及时施作仰 拱, 未形成封 闭的环状受力; 施工支护不及时引起围岩松动、风化, 施作二次衬砌的时间太迟, 围岩和初期支护无法承受 应力重分布后带来的直接作用而发生塌方; 未考虑到 围岩变形的同时具有连续变形和突然变形的特征, 开 挖方法不正确, 应采用半断面开挖而实际采用了全断 面, 应该采 用分 步开挖 而实 际采用 了全 断面 或半 断 面等 [ 2] 。
1 工程概况
青岛市滨海公 路北段是连 接未来城市 组团和 旅 游景区的交通干线, 同时也是青岛市奥运行动规划中 交通建设和管理 专项规划的重 要内容。仰口隧道 是 滨海公路的 控制 工程, 也 是山 东省 上第 一条 长大 隧 道。为三车道分离式隧道, 左线全长 3 874 m, 右线全 长 3 888 m。开挖宽为 16143 m, 高为 11182 m, 开挖断 面为 1641 02 m2。
( 3 )设计不当。由于地下结构的建设对地质条件 的依赖程度很大, 工程师通常无法对地质状况有非常 详尽的了解。因此, 在隧 道结构的设 计过程中, 常会 出现对地 质情 况不完 全了 解, 洞口 的位 置选 择不 恰 当, 如位于较 大的滑动体或断层之中, 从而 引发洞口 塌方; 设计的 支护参数偏小, 无法保证围岩 从开挖后 到二次衬砌施工这段时间内的稳定; 针对特殊不良地 质地段, 设计上给出的处理措施不当等情况。
中图分类号: U458. 3
文献标识码: B
D iscussion on the con tr ol fa ctor s and p r even tive m easur es
of tunnel co llap se
KONG Da - chuan
(Q ingdaoH ighway Adm inistra tor Bu reau, Shand ong Qingda o 266101 Ch ina )
人为因素 (如经验不足、爆破扰动、施工措施不当 等 )、非人为因素 (如地质条件、地表水、地下水等 )都 有可能造成隧道发生塌方。隧道埋深、隧道断面形式 及大小也是隧道塌方的主要影响因素。
( 1)地质因素。由于受所选 线路位置的限制, 有 的隧道会遭遇类似膨胀岩、高地应力、岩溶、涌水等不 良地质而面临塌方危险; 或是在勘察和施工过程中对 地质情况认识不清, 造 成施工时出现塌方; 在开挖 过 程中, 围岩的地质条件 突然变差或 出现较大的断 层、 破碎带、软弱夹层等, 隧道塌方防不胜防; 塌方段洞顶
Ab stract: The paper stud ies the collapse reasons and contro l factors through the case analys is of a number of road and railway tunnel collapse eng ineering, and relying on Q ingdao Coastal H ighway Tunn e.l It puts forw ard th e n eed ing attention and preven tion measures in constru ction to provide referen ce for futu re tunnel collapse p reven tion and hand ling, so as to m in mi ize the likelihood of landslides. K ey w ord s: underground eng ineering; tunnel collapse; contro l factors; p reventive m easu res
引言
随着地下工程 建设 的大 规模 开展, 隧道 的开 挖 深度、宽 度不 断 增加, 遇 到的 地 质 条件 也 越来 越 复 杂, 这给地下工程的发展带来了严 峻的挑战, 与 此同 时亦伴随着很多隧道工程事故的发生。如 2003 年 7 月 1日, 上海地 铁 4 号 线由 于施工 单位 用于 冷冻 法
隧道塌方的控制因素及防治措施
孔大川 (青岛市公路管理局, 山东 青岛 266101)
摘要: 通过对大量公路、铁路隧道塌方工程实例的
分析, 并依托青岛市滨海公路仰口隧道, 研究了塌
方发生的原因及控制因素, 并提出了施工中应注
意的事项和防塌措施, 以便将塌方发生的可能性
降至最低。
关键词: 地下工程; 隧道塌方; 控制因素; 防治措施
收稿日期: 2 010) 07) 15 作者简 介: 孔大 川 ( 1 966) ) , 男, 山东曲 阜人, 硕 士, 高级 工程师。
) 64 )
施工的制冷设备 发生故 障, 没 有及 时采 取有 效措 施 排除险情, 导致大 量流 沙涌入, 造 成地 面大幅 沉降、 建筑物破坏和黄 浦江防 汛墙 断裂, 直接 经济 损失 达 11 5亿元; 200 6年 8 月 5 日, 宜万铁路 野三关隧道 突 发特大突水、突 石事件, 造 成 3 人死亡、7 人失踪, 直 接经济损失 1 349 万元; 2007年 7 月 15日下午到 18 日郑西客运专线南山口隧道陆续出现 掉块、坍塌, 榀 钢架压垮、上台阶 全部 被掩 埋, 坍 塌长 度 110 余米, 地表房屋开裂, 所幸 未造 成人 员伤 亡 [ 1] 。这 些惨 痛 的事故使从事隧道和地下工程的研究 人员深刻认 识 到分析事故发生的原因至关重要。如 果能预先了 解 事故发生的可能 性, 预 估这些 事故 所造 成的 后果 和 损失, 并有针对性地采用相应措施, 对 减小事故引 起 的损失有重要意义。本文以青岛市滨 海公路仰口 隧 道为依托, 分析了一般隧道塌方的原因 及特点, 并 根 据隧道塌方的控 制因素, 给出 了一 些预 防隧 道塌 方 的措施。
山东交通科技
覆盖层较薄, 施工时开挖扰动原岩 使围岩压力增大, 致使塌方发生。
( 2 )采用的施工方法不当, 在施工过程中 会出现 很多与设计工 况不同的情 况。如 施工方法与地 质条 件不相适应的情况下, 需要采取超前支护措施而未采 取, 或虽已 采取 了措施 但其 质量和 效果 未能 达到 要 求; 地质条件发生变化时, 没有及时改变施工方法, 如 在软弱围岩 的施工中, 没有及时施作仰 拱, 未形成封 闭的环状受力; 施工支护不及时引起围岩松动、风化, 施作二次衬砌的时间太迟, 围岩和初期支护无法承受 应力重分布后带来的直接作用而发生塌方; 未考虑到 围岩变形的同时具有连续变形和突然变形的特征, 开 挖方法不正确, 应采用半断面开挖而实际采用了全断 面, 应该采 用分 步开挖 而实 际采用 了全 断面 或半 断 面等 [ 2] 。
1 工程概况
青岛市滨海公 路北段是连 接未来城市 组团和 旅 游景区的交通干线, 同时也是青岛市奥运行动规划中 交通建设和管理 专项规划的重 要内容。仰口隧道 是 滨海公路的 控制 工程, 也 是山 东省 上第 一条 长大 隧 道。为三车道分离式隧道, 左线全长 3 874 m, 右线全 长 3 888 m。开挖宽为 16143 m, 高为 11182 m, 开挖断 面为 1641 02 m2。
( 3 )设计不当。由于地下结构的建设对地质条件 的依赖程度很大, 工程师通常无法对地质状况有非常 详尽的了解。因此, 在隧 道结构的设 计过程中, 常会 出现对地 质情 况不完 全了 解, 洞口 的位 置选 择不 恰 当, 如位于较 大的滑动体或断层之中, 从而 引发洞口 塌方; 设计的 支护参数偏小, 无法保证围岩 从开挖后 到二次衬砌施工这段时间内的稳定; 针对特殊不良地 质地段, 设计上给出的处理措施不当等情况。
中图分类号: U458. 3
文献标识码: B
D iscussion on the con tr ol fa ctor s and p r even tive m easur es
of tunnel co llap se
KONG Da - chuan
(Q ingdaoH ighway Adm inistra tor Bu reau, Shand ong Qingda o 266101 Ch ina )