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

撑应尽量拆除。

（2）在坍体的护拱与拱圈间应全部回填密实，坍体护拱以上厚度据实而定，但不小于2米。

（3）如坍方范围高大，在洞穴内进行回填不便，可选择适当位置另行开凿专供回填用的坑道。

（4）如坍方直至地表，除按规定做好拱部回填，另需用土回填至距地表1～2米，再用粘土回填略高地表，做好排水坡及排水沟。

三、隧道预防塌方的安全措施

1、成立以施工负责人为第一责任人的塌方抢险及处理的组织机构，配置足够的应急抢险人员、机具、设备、材料，由施工技术部门制定应急的抢险预案，做到组织得力，分工明确，责任到人。

2、针对隧道防坍方必须做好地质预报，制定观测制度，选择相应安全合理的施工方法和措施，特别掌握：先排水，短开挖，弱爆破，强支护，快衬砌，勤检查，勤量测“二十一字”施工要点。

3、严格执行公司和项目部制定的有关隧道施工安全措施及制度，特别是严格执行三局安（1999）65#文件印发的《隧道施工安全措施20条》，在执行过程中，应针对本项目施工特点及时修改，补充，完善，制定针对性更强的防坍方、防涌水、防瓦斯等施工措施和抢险预案，切实提高隧道施工的安全生产水平。

四、组织机构、指挥中心

（一）应急组织机构

针对工程质量事故，从优化施工方案、严格施工工艺、严格施工过程检查、关键部位进行重点控制等方面进行控制，从而达到减少工程质量事故的目的。为了应对突发事件，项目部成立突发工程质量事故应急处理领导小组，编制突发事件应急预案，组织人员进行应急演练。当现场出现紧急情况时，组织项目部人员按照应急预案进行抢险。

应急处理领导小组,小组组成如下:

组 长: 张东岳

副组长:樊晓波、杨全德、陈泰振

组 员:李伟、王洪刚、蒋明珠、张小华、李林、单宝霞

应急指挥领导小组下设应急救援组、技术监测组、设备物资组、后勤保障组，组长分别由樊晓波、陈泰振、蒋明珠、张小华担任。各组组员名单如下：

应急救援组：樊晓波、杨全德

技术监测组：陈泰振、李伟

设备物资组：蒋明珠、李林

后勤保障组：张小华、单宝霞

应急救援组负责紧急救援、现场处置；技术监测组负责确定处置方案、实施紧急监测、制定后续技术措施等；设备物资组负责组织机械物资供应；后勤保障组负责联系社会资源、提供后勤供应和资金保障等。

应急处理组织机构见“应急处理组织机构框图”。

应急处理组织机构框图

（二)建立工程质量事故报告制度

项目部制定工程质量事故报告制度，并组织项目部全体员工学习，明确工程质量事故报告程序，当发生紧急情况时，严格按照制度实施上报。

技术监测组 设备物资组 后勤保障组

应急处理工作小组 应急处理领导小组 救援组 应急处理突击队

详见“工程质量事故报告程序框图”。

工程质量事故报告程序框图

（三)联系方式

一旦发生安全事故，应该立即向指挥小组报告，并采取科学的方法对受伤人员进行急救，同时呼叫120急救中心。严禁对事故进行隐瞒。

相关各方联系方式：

项目经理： 张东岳 联系电话：

项目副经理： 樊晓波 联系电话：

工会主席： 杨全德 联系电话：

项目总工： 陈泰振 联系电话：

安全工程师： 王洪刚 联系电话：

项目总监： 魏 波 联系电话：

业主代表： 闫洪波 联系电话： 现场质量事故发生

作业队

报告

项目部报告

监理业主

一般严重

上级主管部门

应急处理

应急抢险

上报

设计代表：肖峰联系电话：

消防急救联系电话：119

公安报警联系电话：110

医疗急救联系电话：120

五、应急处置方案

在隧道施工中未知因素引起的事故较多，所以在开挖掌子面设置通信电话，便于与地面联系；开挖掌子面按人数备足一定数量的饮用水、饼干；隧道内每隔20～25m安装应急照明灯。

（一）塌方处置方案

坍方出现后，当班人员、工班长立即向队长或现场管理人员报告，队长或现场管理人员向项目经理汇报，项目经理向经理部及驻地监理和地铁指挥部汇报，应急抢险领导小组立即到达现场，防止坍方进一步扩大，同时由项目经理、总工程师同监理工程师进行原因分析，确定坍方等级，立即启动相应预备方案。

根据工程具体情况，坍方划分为一般坍方和重大坍方。

1）一般坍方

（1）坍方高度小于80mm，坍方不影响管线及道路时。坍方出现后当班人员、工班长立即向队长或现场管理人员报告，队长或现场管理人员向项目经理汇报，项目经理向经理部及驻地监理汇报，应急抢险领导小组立即到达现场，采取应急措施；非抢险人员立即撤离施工现场，地面进行警戒，严禁人员从塌方地段通过，抢险物资迅速到位。总工程师会同监理工程师进行原因分析，确定处理方案。

（2）当坍方段有渗水时，采用塑料管对渗水进行引流处理，防止渗水软化坍方土体，引起连续坍方事故。

（3）①首先支护准坍方段5m范围内的洞身，②对坍方体初喷，岩面初喷，③方木、型钢支撑，④挂网复喷，⑤注浆加固。

（4）喷射砼封闭后在坍方段径向打设φ42mm注浆小导管，按间

距梅花型布置，小导管深入坍方土体1m以上，外露长度到初期支护外，便于回填注浆；并根据坍腔高度在深度方向按间距横向焊接φ22mm钢筋，分层填充高标号轻质预制砼，填充一层喷射C20砼回填密实后填充下一层。

（5）坍方处理后分次进行回填注浆，确保坍方段支护密实。并加强监测，每天观测频率2次以上并及时上报量测情况，指导现场施工。

（2）重大坍塌

（1）坍方出现后当班人员、工班长立即向队长或现场管理人员报告，队长或现场管理人员向项目经理汇报，项目经理向经理部及驻地监理和地铁指挥部汇报，应急抢险领导小组立即到达现场，会同项目经理采取应急措施，防止事态进一步扩大。

（2）涉及到管线、道路时立即向相关产权单位报告，坍方段涉及的管线、道路等相关产权单位在接到事故报告后，尽快组织专业队伍在30分钟内到达出事现场进行原因分析，共同组织抢修。

（3）坍方处理全过程，抢险人员随时观察塌方情况，防止塌方伤人。必须确保通信信息畅通，并对处理情况、围岩变化情况、人员及机械设备状况等及时上报，在抢险有困难或需要救援时，以便领导决策，及时提供救援。

（4）在报告的同时，立即组织向事故现场调配所备用的抢险机械设备、抢险物资及人员，以配合专业队伍进行抢险工作。当险情危及重大设备及人身安全时，人员、设备尽快撤离危险区。

（5）当灾情出现人员伤亡时应立即对伤员进行现场急救，同时送往就近医院抢救。

（6）在向有关部门通知的同时，对轻伤人员在现场采取可行的应急抢救如现场包扎止血等措施。防止受伤人员流血过多造成死亡事故发生。

（7）发生坍塌事故后，现场抢险抢险组组织有关人员进行清理土方或杂物，如有人员被埋，应首先按部位抢救人员，其他组员根据指挥部指令，采取插打钢板桩、木桩等有效措施，防止事故发展扩大，指定专人负责监护边坡状况。

（8）及时清理边坡上堆放的材料，防止造成次生事故的发生，当坍方段有渗水时，采用塑料管对渗水进行引流处理，防止渗水软化坍方土体，引起连续坍方事故。

（9）①首先支护准坍方段5m范围内的洞身，②对坍方体初喷，岩面初喷，③方木、型钢支撑，④挂网复喷，⑤注浆加固。

（10）处理暗挖通道塌方体应在架设支撑牢固后，从两端或从一端逐步清除除坍渣，随挖随喷砼，必要时可先行施作砼护拱。并做好地表及洞内围岩变形观测。

（11）当暗挖通道塌方堵塞逃生通道，或隧道断面后，必须通过高压风管、水管进行通风、供氧、供应牛奶等流质食品及与里面的人员互通信息等，如遇管道损坏可用水平或竖直钻机先从合适的位置打孔到里面。内部人员应尽量少动，减少热量消耗，及时与外界沟通，等待救援。

（12）可行处理方案确定后立即按方案进行坍方处理。

（13）当险情完全控制和排除后，项目部应组织相关人员进行现场验收和善后处理。