矿山法地铁隧道拱顶坍塌原因分析及预防措施
隧道塌方原因分析及预防
隧道塌方原因分析及预防摘要:根据新奥法支护结构设计原理对隧道塌方原因进行了分析,介绍了塌方前的征兆,并针对隧道塌方的原因,对防塌的措施进行了简要论述,对隧道施工具有一定的借鉴意义。
关键词:隧道,塌方,原因,征兆,预防新奥法是我国当前隧道结构设计和施工的重要方法,锚喷支护的应用为隧道大面积开挖施工创造了有利条件,隧道施工进度大大加快,但已锚喷支护的隧道发生塌方的事故仍经常发生,轻者给企业造成经济损失,重者施工人员丧失生命。
下面对隧道塌方原因、征兆、预防措施进行了论述。
1.新奥法支护结构设计原理隧道围岩形成塑性滑移楔体,造成支护结构的剪力破坏;支护结构与围岩粘结紧密,两者共同工作,形成无弯矩结构;由锚杆、钢支撑、喷混凝土等所提供的支护抗力,应与塑性滑移楔体的滑移体相平衡。
2.隧道塌方的原因2.1 地质原因隧道通过断层破碎带、各种松散堆积体、岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体、受地下水长期浸泡冲蚀溶解作用的岩体、膨润土地层、浅埋段、流砂层、严重偏压段时,在开挖后极易发生坍塌。
2.2 施工方案和措施不当忽略了围岩的变形规律,设计方案、施工方法和措施不当引发围岩突然变形,导致塌方。
如设计施工方案或施工方法与地质条件不相适应,地质条件发生变化,没有及时改变施工方法;爆破装药量太大,爆破振动扰动岩层;施工支护不及时,地层暴露过久,引起围岩松动、风化等。
2.3 工序失衡当开挖距离小于D(D为隧道开挖宽度)时,围岩两端由于受到二次衬砌混凝土和开挖掌子面支撑的约束作用,连续变形很小,主要是爆破后受振动影响的突然变形,而且在这个距离范围内,由于衬砌和开挖面支承的“空间效应”的影响,即使初期支护抗力不足抵抗围岩滑移力,亦不至于失稳。
但施工中,施工人员盲目加快掘进进度,仰拱、二次衬砌滞后,造成工序严重失衡,当二次衬砌和开挖掌子面距离大于2D~3D时,“空间效应”的影响完全消失,初期支护抗力小于滑移力,围岩急剧变形,来不及施工二衬,极易导致塌方。
隧道内坍塌冒顶防控及应急措施
隧道内坍塌冒顶防控及应急措施1）、隧道内坍塌、冒顶防控措施（1）必须遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的原则进行施工。
（2）严格按设计施工初期支护的质量。
（3）加强监控量测，发现收敛值、拱顶沉降值异常，立即反馈,知道施工。
（4）及时进行初支背后回填注浆。
（5）先探后挖,超前探测5米挖3米，对前方地质进行超前预报，探明土质和含水量情况，指导施工。
2）、隧道内坍塌、冒顶应急措施（1）抢险物资抢险物资放置在隧道内不影响施工的地方，禁止任何部门及人员擅自挪用，施工中发现损坏和减少的须及时更换和补充。
（2）坍塌、冒顶应急处理①坍塌事故判断一旦出现塌方，当班工班长、现场值班技术人员必须立即向工区长、项目经理、总工程师、驻地监理工程师汇报，接到报告后，立即赶往现场，组织人员采取应急措施，防止塌方进一步扩大，总工程师、工区长、驻地监理工程师进行塌方原因分析，确定塌方等级，立即启动相应应急预案。
根据工程具体情况，塌方划分为一般塌方、重大塌方、冒顶。
一般塌方：塌方高度小于80cm，且掌子面前方10米范围内的上部无管线及建(构)筑物。
重大塌方：塌方高度大于80cm且掌子面有渗水现象，或塌方影响到周围地下管线及建(构)筑物的安全。
冒顶：塌方连续直至露天。
②一般塌方应急处理当塌方高度小于80cm，塌方不影响管线及建(构)筑物时。
当班工班长、现场值班技术人员立即向项目经理、总工程师、工区长、驻地监理工程师汇报，接到报告后，立即赶往现场，组织人员采取应急措施，防止塌方进一步扩大，进行塌方原因分析，同时采取应急措施,抢险物资迅速运输到位。
a塌方段有渗流水时，埋设PVC管，把水引流至排水沟处，以防止水软化塌方土体，引起连续塌方。
b用方木、工字钢、钢管支撑塌方掌子面，及时挂网喷射混凝土封闭塌方土体，喷混凝土时在塌方段埋设φ40PVC 管，梅花型布置间距0.5m；对距离掌子面5米范围初期支护采用工字钢支撑进行加固，横向支撑及立柱临时支撑间距0.5m。
(完整版)隧道坍塌防范措施
隧道坍塌防范措施隧道坍塌主要原因是地质因素及施工方法措施不当造成，所以隧道施工必须按照设计及规范要求进行标准化、规范化作业施工，同时要加强围岩监控量测与地表沉降观测，及时与业主沟通，信息化指导施工，确保隧道施工安全。
(1)围岩坍方前兆围岩的变形破坏、失稳坍方，是从量变到质变的过程。
量变过程中，在围岩的工程水文地质特征及岩石力学反应出一些征兆。
根据征兆预测围岩稳定性，进行地质预报，保证施工安全，防治隧道坍方。
特殊和不良地质，如断层及破碎带、地下水、松散地层等稳定性差的围岩的变形破坏、失稳坍方，有以下征兆：①水文地质条件的变化，如干燥的围岩突然出水、地下水突然增多、水质由清变浊（地下水将断层泥带走）等都是即将发生坍方的前兆；②拱顶不断掉下小石块，甚至较大的石块相继掉落，预示着围岩即将发生坍方；③围岩节理面裂缝逐步扩大；④支护状态变形（拱架接头挤偏或压劈、喷射混凝土出现大量的明显裂纹或剥落等）、敲击发声清脆有力、甚至发出声响；⑤围岩或初期支护，拱脚附近的水平收敛率大于0.2mm/d，拱顶下沉量大于0.1mm/d，并继续增大时，说明围岩仍在发生变形，处于不稳定的状态，有可能出现失稳坍方。
(2)发生塌方地隐患①地质因素a、隧道穿过断层及其破碎带，一经开挖，潜在应力释放，承压快，围岩失稳而坍塌。
b、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。
c、在挤压破碎带，岩脉穿插带、节理密集等碎裂结构地层中。
岩块间互相挤压钳制，一经开挖则失稳，常见围岩掉块、坍落。
在软弱结构面发育的情况下，或泥质充填物过多，均易产生较大坍塌。
d、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，施工中常常发生坍方。
e、岩层软硬相间或有软弱夹层地岩体，在地下水的作用下，软弱夹层地岩体强度大大降低，因而发生滑塌。
f、地下水地软化、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a、施工方法选择不当，或工序间距安排不合理。
隧道坍方成因、预防、处理共10页文档
隧道坍方成因、预防、处理第一节坍方类型、发生机理及原因一、坍方的主要类型隧道或地下洞室在施工过程中发生的坍方形式是多种多样的，根据铁道部立项的有关科研成果，可以列出如下的一些形式：（一）根据施工隧道坍方的地点不同划分1、洞口坍方：在刚进洞施工时就发生了坍方，这类坍方有时也称为洞口滑坡；2、洞口段坍方：在进洞一段距离（一般为 50~200m）后才发生的坍方，这类坍方一般因埋深浅而坍至地表；3、洞内工作面坍方：在开挖工作面发生的坍方；4、洞内滞后工作面坍方：距开挖工作面一定距离发生的坍方。
（二）根据坍方规模和形式划分1、整体坍方：往往发生在软弱围岩中，从边墙或拱脚变形增大开始，进而波及到拱部，从而形成整体坍塌；2、顺层坍方：亦称为“顺层滑坍”，当岩层的层面较光滑，层间结合力差，或受节理相交的影响，岩体呈相对破碎状，在开挖后出现顺层的滑移现象；3、局部掉块：严格地讲，局部掉块不能归入坍方范畴，因为它没有引起整体失稳。
但掉块可大可小，当大到几立方米甚至几十立方米，也称之为坍方。
这类坍方大都因为节理发育所致。
（三）因采用的施工方法不同划分1、上（下）台阶坍方：因采用正台阶法施工时，在台阶的上（下）部分发生的坍方；2、左（右）侧导坑坍方：在采用侧壁导坑法施工时，在左（右）侧导坑所发生的坍方。
（四）因施工目的不同而划分1、导洞的坍方；2、横洞的坍方；3、斜井的坍方和竖井的坍方；4、开挖避车洞引起的坍方；5、处理欠挖时引起的坍方。
（五）为简单、直观，可将所有坍方形式划分为3大类1、洞口坍方（包括洞口段坍方）；2、洞内石质类坍方；3、洞内土质类坍方。
二、坍方发生机理（一）洞口坍方由于洞口一般为堆积层或风化严重、破碎的岩体，其自稳能力以及整体稳定性均较差，同时又处在浅埋地段，如果在进洞前未对边仰坡采取一定的技术措施（如刷坡卸载、支护、注浆加固等），或采取的技术措施未能达到要求时，在进洞后，必然引起上端围岩应力重分布，在重力作用下出现下沉或开裂变形，当这些变形发展到一定程度时，平衡被打破，导致大面积的整体失稳，进而发生整体坍塌，这就是洞口坍方。
地铁隧道矿山法施工的安全与质量控制原理及要点
编号： SY-AQ-00018Principle and key points of safety and quality control of metro tunnel construction by miningmethod导语：进行安全管理的目的是预防、泯灭事故，防止或者消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。
在安全管理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关系更直接，显得更为突出。
一、地铁隧道矿山法施工的安全与质量控制原理地铁隧道矿山法施工即新奥法施工。
新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称，原文是 NewAustrianTunnellingMethod ，简称为NATM。
新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹教授于二十世纪 50 年代提出的。
我国近 40 年来，铁路、交通、水利与市政等部门通过科研、设计、施工实践，在许多隧道修筑中，根据自己的特点成功地应用了新奥法，取得了较多的经验，积累了大量的数据。
新奥法在市政地铁建设中起步较晚，但是近年来在许多省市地铁建设的应用正日益广泛，目前新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法，其技术经济效益是明显的。
下面结合新奥法施工的原理和要点，介绍地铁隧道矿山法施工的安全与质量控制原理及要点。
新奥法是以隧道工程经验和岩体力学理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的施工方法，已成为现代隧道工程新技术的标志之一。
新奥法技术摒弃了以整体式混凝土衬砌被动地支撑洞室围岩的传统做法，改由柔性、薄壁、能与围岩密切帖合的锚喷网支护保护、加固围岩，从而发挥围岩的自承与自稳能力形成天然承载结构，从而达到省工、省料和降低造价的目的。
新奥法的基本要点可归纳如下：1 ．岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，在施工中必须充分保护岩体，尽量减少对它的扰动，避免过度破坏岩体的强度。
为此，施工中断面分块不宜过多，开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或者机械掘进。
隧洞塌方原因分析及处理措施
隧洞塌方原因分析及处理措施摘要】由于地质条件复杂，在隧道开挖过程中坍方现象时有发生，坍方一直是隧道施工中经常出现的工程事故及质量通病，很好地预防或处理塌方对工程施工具有重要意义。
【关键词】塌方；原因分析；预防；处理措施引言：小型水利水电工程供水隧洞断面通常都比较小，一般采用全断面掘进法进行开挖。
全断面开挖主要适用于石质坚硬、完整的围岩，但在比较松软的围岩条件下，对于较小的隧洞断面，为了施工方便，也不得不采用全断面掘进法。
对于比较松软的围岩，特别是Ⅳ类以上围岩，自身稳定性差，隧洞成型很困难，因此，在工程施工中常不可避免的发生不同程度的隧洞塌方。
一、塌方原因分析1．地质勘察资料与工程实际不符，对可能出现的塌方，没有可靠的预防处理技术措施。
一旦遇到软弱，破碎带地层，往往措手不及造成塌方。
2004 年8 月，韶关市曲江区苍村水库供水隧洞在开挖至进洞150m 过程中发生一起大塌方事故，经现场勘察分析，就属此种情况。
2．对不良地质地段的隧洞衬砌厚度不够，不能满足承载力要求，不能承受可能出现的山岩压力，完工后结构遭到破坏，进而引起塌方.3．设计时，为了节约工程投资，过分追求较短的洞线，以便缩短洞身长度，获得良好经济效益，往往将洞轴线选在垭口最底处，趁沟进洞和出洞，且晚进洞、早出洞，加大了洞口处的开挖深度和洞脸仰坡的高度，却对地质和施工的不利因素不予全方位的去考虑，在隧洞洞口和洞身施工中都可能发生塌方。
4．地质因素是造成塌方的重要原因。
小型水利水电工程往往由于建设资金紧张，对必要的地质勘探工作没有做到位，缺乏隧洞所在地段的地质和水文地质资料，情况不明，致使水工设计人员进行隧洞设计时，将隧洞轴线选在了不良的地质区域，没有避开不良地层：如饱和粘土、流沙、堆积层；断裂、,褶皱带；节理、裂隙发育带；含有各种不利的软弱结构的围岩、,以及溶洞、陷穴等地质不良区域。
当隧洞穿越不稳定地层时，很容易发生塌方。
地下水发育的地区和地表水渗漏明显的地段，隧洞围岩的强度大大降低，加之空隙水的作用，在隧洞开挖过程中，极有可能发生坍塌冒顶，,如不采取有效的工程措施,将会形成极大的塌方。
隧道塌方的预防与应对措施
隧道塌方的预防与应对措施摘要：塌方在隧道施工过程中是一个常见的施工事故。
正确而有效地进行预防，防止塌方的发生是对施工安全的最有利保证。
也是保证施工进度和施工质量的前提。
更能确保隧道结构的长期稳定，降低施工风险，节约成本。
一旦塌方发生，行之有效的应对措施能使塌方带来的灾害损失降到最低，能最大程度的挽回生命和财产的损失。
因此对塌方的预防和制定塌方应对措施是施工中的一项重要工作。
关键词：隧道塌方；预防；措施；施工1预防塌方的技术措施隧道施工预防塌方首先要做好地质预报工作，掌握地质情况，选择安全、合理的施工方法和制定可靠的保证措施。
1.1预报程序1.1.1在接近破碎带时，采用地震波探测仪对掌子面前方30～100m范围内的不良地质体的位置、规模、性质作较为详细的预报，粗略的预报围岩级别和地下水情况，每100m施作一次，当有异常情况时适当加密。
1.1.2在地震波探测仪的基础上采用超前探测验证。
对掌子面前方30m左右范围的地质情况作更准确的预报，先进行红外超前探测（每掘进循环一次），然后每个断面布设5个探测孔（其中一孔取岩芯），对掌子面前方地下水、地温及围岩情况进行探测，探测孔25m一个循环，单孔长度为30m左右，相邻探测孔之间的搭接长度为5m。
当有异常情况时，结合预测结果判断，可加密钻孔或加深部分爆眼孔，钻孔布置应针对物探异常进行调整。
1.1.3对多项预测预报手段所得的资料进行综合分析与评判，相互印证，并结合掌子面揭示的地质条件、发展规律、趋势及前兆进行预测、判断，根据超前地质预测预报结果，相应优化调整措施，以确保施工安全及结构安全。
1.2 预报方式TSP-203超前地质预报、SIR-2000地质雷达、工程地质类比、掌子面超前钻孔预报等。
1.2.1TSP-203超前地质预报TSP-203超前地质预报系统是专门为隧道和地下工程超前地质预报研制开发的目前世界上在这个领域先进的设备，它能准确预报隧洞施工前方150m范围内地质条件和岩石特性的情况，为隧道变更施工工艺提供依据，大大减少了隧道施工塌方带来的危险性，减少了人员和机械损伤。
隧道塌方冒顶处理措施及主要施工方法
隧道塌方冒顶处理措施及主要施工方法隧道工程是地下工程中的一种重要形式，由于地下岩层的不稳定性，隧道塌方等问题是较为常见的。
隧道塌方冒顶是指隧道顶部因岩石松动或其他因素而出现坍塌现象，严重影响了隧道的使用安全。
针对隧道塌方冒顶问题，进行有效的处理和施工是非常必要的。
一、隧道塌方冒顶的原因1. 地质条件不稳定：包括地质构造、岩性、构造节理和断层的作用，这些因素都会导致隧道冒顶的发生。
2. 施工操作不当：如爆破作业不规范，导致岩体松动，破裂等坍塌现象。
3. 自然灾害：如地震、泥石流等自然灾害对隧道的影响。
隧道塌方冒顶的处理要结合具体情况，采取不同的措施，包括预防、处理和修复，一般可以采取以下几种方式：1. 预防措施：（1）加固岩体：通过注浆、锚杆等方式加固隧道围岩，提高岩体的稳定性，从根本上预防隧道塌方冒顶的发生。
（2）合理爆破：在进行隧道爆破作业时，要根据实际岩层情况，制定合理的爆破方案，避免对岩体造成不必要的破坏。
（1）清理现场：在发生隧道塌方冒顶后，首先要对现场进行清理，清除坍塌的岩石和泥土等杂物，为后续修复工作做好准备。
（2）加固措施：对塌方冒顶的部分进行加固处理，可以采用锚杆、喷射混凝土等方式，增强其承载能力，避免二次坍塌。
（1）修复隧道结构：对于已经塌方冒顶的隧道结构，需要进行修复处理，包括补充混凝土、加固支护等工程。
（2）检测监控：修复后的隧道结构需要进行定期的检测监控，确保其安全稳定。
1. 岩体加固施工：（2）喷射混凝土：采用喷射机将混凝土材料喷射到岩体表面，形成一层牢固的保护层，提高岩体的承载能力。
2. 隧道结构修复施工：（1）补充混凝土：在塌方冒顶的区域进行混凝土浇筑，修复损坏的隧道结构。
（2）支护加固：使用钢架、预应力张拉等方式对受损的隧道结构进行加固支护，提高其稳定性。
3. 检测监控施工：（1）测量监测：设置位移传感器、应力计等设备，对加固后的岩体和结构进行监测，实时了解其变化情况。
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矿山法地铁隧道拱顶坍塌原因分析及预防措施
隧道工程是现代城市建设的重要组成部分，而隧道拱顶坍塌是隧道工程中常见的灾难
性事故之一。
尤其在矿山法地铁隧道工程中，隧道拱顶坍塌往往会导致严重的人员伤亡和
财产损失。
对矿山法地铁隧道拱顶坍塌的原因进行深入分析，并提出相应的预防措施，具
有重要的实际意义。
1. 地质条件
矿山法地铁隧道所经过的地质条件对隧道拱顶坍塌起到了至关重要的作用。
如果隧道
所经过的地质层存在较大的断裂、褶皱和岩层压力等问题，都会增加隧道拱顶坍塌的风险。
尤其是含水层较多的地质条件下，地表下的水压会加大隧道拱顶的承载力，从而增加隧道
拱顶坍塌的风险。
2. 地下水位
地下水位的变化也是导致矿山法地铁隧道拱顶坍塌的重要原因之一。
当地下水位突然
上升时，将加大隧道拱顶的承载力，从而增加了隧道拱顶坍塌的风险。
尤其是在地下水位
较高的地区，如何有效地控制地下水位，成为了预防矿山法地铁隧道拱顶坍塌的关键。
3. 施工质量
隧道施工的质量直接关系到隧道拱顶的安全性。
如果隧道施工过程中存在质量问题，
如隧道支护结构不牢固、材料质量不过关等问题，都会增加隧道拱顶坍塌的风险。
尤其是
在矿山法地铁隧道中，由于复杂的地下环境和复杂的地质条件，施工质量尤为重要。
4. 设计不合理
5. 长期累积
隧道使用过程中长期的累积作用也是导致隧道拱顶坍塌的重要原因之一。
隧道在使用
过程中，受到了地下水压力、地质变化以及地下挖掘活动等因素的影响，从而增加了隧道
拱顶坍塌的风险。
尤其是在矿山法地铁隧道中，由于地下环境的复杂性和长期工作条件，
隧道拱顶的稳定性更受到了考验。
1. 加强勘察和设计
在矿山法地铁隧道工程中，应充分了解隧道所经过地质条件和地下水位的情况，以及
进行合理的设计。
在设计时应考虑到地质层的变化情况，做好隧道支护结构的设计，并确
保隧道的尺寸和结构满足要求。
在隧道施工过程中，严格控制施工质量，确保隧道支护结构的牢固性。
采用高质量的
材料，并对施工过程进行严格的监督和管理，确保隧道施工质量符合要求。
3. 合理排水
在矿山法地铁隧道工程中，应采取合理的排水措施，以控制地下水位的变化。
通过地
下水位的控制，减少地下水对隧道拱顶的影响，提高隧道拱顶的稳定性。
4. 加强监测和维护
在隧道使用过程中，加强对隧道拱顶的监测和维护工作，及时发现隧道拱顶的变化情况，并采取相应的修复措施，保障隧道拱顶的安全性。
5. 提高风险意识
在矿山法地铁隧道工程中，应加强相关管理人员和施工人员的风险意识培养，提高隧
道拱顶坍塌的风险意识，从而加强对隧道拱顶安全的重视。
矿山法地铁隧道拱顶坍塌是一个复杂的工程问题，需要综合考虑地质条件、地下水位、施工质量以及设计等因素。
通过加强勘察和设计、控制施工质量、合理排水、加强监测和
维护以及提高风险意识等措施，可以有效地预防矿山法地铁隧道拱顶坍塌的发生，确保隧
道的安全使用。
也需要不断加强相关技术和管理水平的提高，提高矿山法地铁隧道工程的
施工质量和安全性。