公路隧道大变形安全事故分析

公路隧道大变形安全事故分析
摘要:大变形是隧道施工中最常见的工程事故,为此,本文以公路隧道大变形事故为研究对象,分析了隧道大变形事故的类型、特点及其主要的影响因素。

关键词:隧道工程、破坏变形、安全事故、隧道施工
在公路隧道工程施工中,塌方、岩溶塌陷、涌水和突水、洞体缩径、山体变形和支护开裂、泥屑流、岩爆是常见的地质灾害问题,而在地质灾害中,大变形破坏发生的概率较大。

隧道围岩大变形是围岩一类变形破坏的形式,围岩体的这种破坏是属于塑性变形,变形会逐步扩大和具有显著的时间效应。

它与岩爆运动的脆性破坏不同,也与被周围岩体限制的松动围岩的滑动、坍塌等破坏不同。

围岩大变形将破坏支护结构、侵入断面限界,若处理不当将造成塌方,甚至将隧道完全堵塞,极易造成严重的后果,并且损毁机械设备、使得施工人员伤亡、工期延误,也增加了工程成本。

一、隧道大变形类型
隧道围岩大、小变形破坏的不同点在于:1.变形量大、小的不同;
2.关键是变形破坏机理的不同:大变形破坏为失稳状态下的破坏;小变形破坏并非唯一是此状态下的破坏,一般来说,由小变形破坏造成的后果较轻。

通常,隧道围岩大变形根据形成机制可以划分为两种类型:第一种为隧道开挖后产生的围岩应力重新分布,当应力过大时会超过围岩本身的强度,从而引起塑性变化,若引起的变形较慢,就属于挤
出变形;若变形较快,就可能产生岩爆现象;第二种为隧道中有大量的水,当水与围岩中的膨胀性矿物反应时,矿物体积会产生很大变化,膨胀导致变形的发生。

以上所述的一种或多种原因的作用下,导致隧道围岩的大变形的发生。

前者是物理变形,属于物理过程,后者是化学变形,属于化学过程。

二、隧道大变形的规律
围岩挤压性变形有变形持续时间较长、变形量大且具有时效性等特点,在隧道工程施工事故中常常表现为:隧道底鼓的持续性、侧墙内挤和冒顶等现象。

巨大的变形导致隧道破坏十分严重,会造成隧道钢架扭曲或折断,造成隧道混凝土衬砌的开裂和脱落,造成打入的锚杆彻底失去效力、喷射的混凝土层破裂掉落,也会造成隧道的混凝土底板受力断折、挤出等破坏形式。

隧道岩体的主要特征有:
1、隧道围岩的强度较低,原始地应力相对较高,也就是强度应力比小。

如某隧道,原始抗压强度仅达到1.7mpa,是相当低的,煤系地层的围岩应力比为0.14,应力比与隧道的变形有很大的关系,根据国际、国内的统计数据,当其值小于0.5的时候,隧道支护大变形就有可能发生。

2、围岩级别较低,完整性差。

岩体结构类型是围岩质量评价的重要标准之一,其完整程度对围岩变形有很大的影响。

通常,随着围岩岩体结构的变差,围岩弹性模量也相应地降低,围岩变形位移量则依次增大。

如某隧道,所有变形洞段均为千枚岩夹板岩、砂页
岩及断层破碎带等软弱岩层段。

而较完整的砂岩、安山岩、闪长岩层段均未产生明显变形。

3、变形量大。

如某隧道,拱顶下沉150cm以上,边墙内挤70cm。

变形过程中是围岩系的整体挤压,此过程中围岩系松弛较少,基本不会出现松弛压力。

膨胀岩胀缩特性的实质是岩石由于吸水和脱水作用而发生的体
积变化,对于膨胀性围岩的大变形有如下的变形特征:
1、岩性特征:为灰白色、灰绿色、灰黄色、紫红色和灰色泥岩、泥质粉砂、页岩、风化的泥灰岩、风化的基性岩浆岩、蒙脱石化的凝灰岩等。

2、结构特征:岩层多为中厚层或薄层,裂隙发育,隙壁周围常有异种灰白、灰绿色物质充填或替代,岩体中的波状结构面光滑且有擦痕。

软岩隧道中会产生膨胀变形和挤出变形,两种变形常常同时存在着,都具有明显的时效性的特点。

大变形岩体具有连续性的特点,使得膨胀形变和挤压形变对于隧道支护结构上主要作用力就是形
变压力,相对较小的是松弛压力。

三、隧道大变形的影响因素
隧道的围岩体会在工程扰动、地应力发生变化、隧道内地下水运动等情况下,发生大变形破坏。

施工中,隧道的开挖会引起隧道内地应力的新重分布,若应力超过了岩体所能承受的强度时,围岩就会发生变形,其变形一旦得不到有效的约束,变形会进一步增大,
岩体逐渐失去承载能力,进而对隧道的支护结构造成破坏。

根据资料分析和参考已有研究成果可以得到影响大变形的主要有工程地
质因素、水文地质因素、应力条件、设计施工因素。

下面进行详细分析。

1、地质因素
①岩体质量。

隧道收敛变形与围岩特性紧密相关,岩体的质量好坏决定了岩体弹性模量大小,质量好的岩体变形量小,反之则变形量大。

隧道施工中的施工扰动对质量差的岩体影响较大。

质量好的岩体变形持续时间短,反之则变形持续时间长。

②地质构造。

隧道中有断层的存在,形成破碎带,破碎带的岩体发生了不同程度张拉破坏或剪切破坏,破坏的方向是沿着岩体的弱面进行的,断层破碎带的变形具有显著的流变性,一般最大水平收敛量为50mm至70mm。

此类地质构造的变形一般有两类,一是压密变形,二是弹、塑性变形(岩块变形)。

且变形的时间一般比较长。

③隧道的埋置深度。

隧道埋置深度的不同,隧道周边围岩的状态不同。

一定深度范围内的隧道周围岩体处于弹性变形状态中,隧道开挖时,此类岩体的位移变形也属于弹性变形。

隧道埋置深度超过一定深度以后,其周围岩体就会处于塑性变形状态,就会形成一定的围岩塑性区。

因此,隧道围岩的变形与埋深具有较好的一致性。

2、水文地质。

水能够对挤压性岩体起到软化效应,岩体含水量越高,其力学性质表现就会越差。

在开挖隧道过程中,地下水的流动路径就会发生改变,影响裂隙面的有效应力,同时岩石的抗压强
度和承载能力降低,将导致岩体的稳定性降低,甚至产生剪切变形破坏。

事实证明,隧道中的水会使得隧道围岩稳定性降低,也是隧道围岩发生大变形破坏的重要原因之一。

当为膨胀性变形时,水的作用是其发生的必备条件,一般来说,含有胶岭石,高岭石和水云母类等矿物质成分的粘土岩具有较大的塑性变形能力,它们在吸收水分后表现为体积的膨胀,这是因为这几种矿物成分本身亲水性强,遇水后极易产生膨胀。

3、应力条件
在隧道开挖过程中,扰动会引起围岩体自身所蕴含的应力释放出来。

因为在围岩地质构造的过程中,有些岩体本身就将较大的地应力储备其中,一旦发生扰动,较高的应力得到快速释放,若围岩属于坚硬的岩石就可能引发岩爆现象;若为软岩体,则会产生挤压变形。

此外,软岩体受到层理比较发育、岩体组成成分(如泥质含量)的影响,其岩体的抗压强度较低,弹性模量等方面物理力学参数较差,同时,软岩工程力学特性也受其结构面的控制。

因此,软岩受力后造成的变形破坏很大。

4、设计与施工
隧道初期设计时,由于地质勘探资料的匮乏,往往设计的开挖方法和支护形式和实际开挖揭示的地层出入较大,而不同的开挖工法和断面形状对隧道围岩的稳定性有很大的影响。

另外在工期紧张的条件下,为提高隧道施工速度,在没有充分掌握软弱围岩特性的情
况下就加快隧道开挖进度,同时,与开挖配套的支护体系也未能及时实施,软岩变形的预防工作不到位,变形监测没能发挥效果,衬砌施工未能及时跟进,等隧道施工时,势必导致大变形的持续增长,最终可能造成工程事故。

因此,隧道软弱围岩施工遵循“超前探、管超前、短进尺、弱(不)爆破、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则,施工组织围绕这一原则开展。

为防止风化作用,尽快使开挖面稳定,应立即初喷混凝土,随后打设锚杆、铺设钢筋网,再按照设计喷射混凝土形成联合支护整体,抑制围岩变形,达到围岩快速稳定。

同时考虑到围岩的特点,选择正确的施工方法,合理的支护体系,使支护强度一次到位,避免后期变形,从而确保隧道工程施工质量和施工安全。

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市政案例--隧道

市政案例--隧道

案例(二)背景资料:某公司承建一段区间隧道,长度1.2km,埋探(覆土深度)8m,净高5.5m,支护结构形式采用钢拱架钢筋网喷射混凝土,辅以超前小导管。

区间隧道上方为现况城市道路,道路下埋置有雨水、污水、燃气、热力等管线,资料揭示,隧道围岩等级为IV、V 级。

区间隧道施工采用暗挖法,施工时遵循浅埋暗挖技术“十八字”方针,施工方案按照隧道的断面尺寸、所处地层、地下水等情况制定,施工方案中开挖方法选用正台阶进尺为15m。

隧道掘进过程中,突发涌水,导致土体坍塌事故,造成3 人重伤。

现场管理人员随即向项目经理报告,项目经理组织有关人员封闭事故现场,采取措施控制事故扩大,开展事故调查,并对事故现场进行清理,将重伤人员连至医院。

事故调查发现,导致事故发生的主要原因有:(1)由于施工过程中地表变形,导致污水管道突发破裂涌水;(2)超前小导管支护长度不足,实测长度仅为 2m,两排小导管沿纵向搭接长度不足,不能起到有效的超前支护作用,(3)隧道施工过程中未进行监测,无法对事故进行预测。

问题:1.根据《生产案例事故报告和调查处理条例》规定,指出事故等级及事故调查组织形式的错误之处?说明理由。

2 分别指出事故现场处理方法、事故报告的错误之处,并给出正确做法。

3.隧道施工中应该对哪些主要项目进行监测。

4.根据背景资料,小导管长度应该大于多少米?两排小导管纵向搭接不小于多少米?【参考答案】1 补充:根据生产安全事故(以下简称事故)造成的人员伤亡或者直接经济损失,事故一般分为以下等级:(一)特别重大事故,是指造成 30 人以上死亡,或者 100 人以上重伤(包括急性工业中毒,下同),或者 1 亿元以上直接经济损失的事故;(二)重大事故,是指造成 10 人以上 30 人以下死亡,或者 50 人以上 100 人以下重伤,或者5000 万元以上 1 亿元以下直接经济损失的事故;(三)较大事故,是指造成 3 人以上 10 人以下死亡,或者 10 人以上 50 人以下重伤,或者1000 万元以上 5000 万元以下直接经济损失的事故;(四)一般事故,是指造成3 人以下死亡,或者10 人以下重伤,或者1000 万元以下直接经济损失的事故。

隧道交通事故多发的成因及预防措施

隧道交通事故多发的成因及预防措施

隧道交通事故多发的成因及预防措施高等级公路的线形指标要求比较高,通过山区或重丘地区时,就需要采用隧道穿山越岭。

公路隧道的封闭性造成了行车环境的复杂性,给交通安全管理工作带来了一定的难度。

我国公路隧道刚起步,无论是设计、施工还是管理上都经验不足,致使隧道事故特别是重大事故多发,给人民生命财产带来重大损失。

因此,从隧道交通事故着手分析、探讨改进隧道的设计、管理有重要意义。

一、提高隧道路面摩擦系数,缩短车辆制动距离,预防车辆打滑公路隧道内夏季气温比洞外低,冬季气温较洞外高,全年保持在一个较低温度的状态。

如果隧道内采用沥青路面,一般成型不好,潮湿影响沥青路面的使用和耐久,沥青的助燃性也影响隧道内的消防要求。

所以隧道内路面一般都采用水泥混凝土。

由于隧道是相对封闭环境,尘埃和车辆排出的废气沉积在路面上,长期得不到雨水冲洗、阳光暴晒,降低了路面的摩擦系数。

如浙江上一线高速公路盘龙岭隧道内行车道摩擦系数睛天为0.35,雨天为0.25,大大低于水泥路面0.7-0.6的正常摩擦系数。

摩擦系数低,车辆进入隧道的行驶速度稍有变化(加速或减速),车辆打滑使方向失去控制,就会发生撞击隧道壁,原地掉头,横卧路中随即与后车相撞等事故,发生追尾事故的概率更高。

以上三线(上虞至三门)为例,全线共有隧道12个,长13.6公里,占全线里程的4.69%,2002年1至6月份共发生事故132起,占全线事故总数的对25.98%,明显高于其他路段。

提高隧道内行车道的摩擦系数是减少隧道交通事故的关键、隧道内水泥路面防滑刻槽、微小的坑洼被污垢填平后得不到雨水的冲洗,油渍也得不到日光的暴晒蒸发,影响了轮胎的附着力。

定期对隧道路面进行清洗,能有效地提高路面的摩擦系数。

上三线隧道的事故证明了这一点。

开始下雨时隧道内事故较多,但连续下雨后事故反而少,这是因为车辆将大量的雨水带人隧道内冲刷了路面。

考虑到隧道内经常性的人工清洗费用比较高,可行性不大,如果采用消防水管的水源,沿行车道两侧铺设喷水管,让水流喷洒在路面上,利用车辆的轮胎与路面的接触力自然清洗路面,从技术和费用两方面来看都是可行的。

诱发大坪山隧道大变形的地应力反算及大变形控制措施

诱发大坪山隧道大变形的地应力反算及大变形控制措施

诱发大坪山隧道大变形的地应力反算及大变形控制措施诱发大坪山隧道大变形的地应力反算及大变形控制措施导语:隧道工程是现代交通建设的重要组成部分,为了确保隧道的安全性和持久性,需要对地下地质条件进行深入分析和评估。

本文将探讨大坪山隧道在建设过程中所遇到的大变形问题,并介绍地应力反算和相应的大变形控制措施。

一、大坪山隧道简介大坪山隧道是位于中国某地的一条重要公路隧道,全长约10公里。

隧道地质条件较为复杂,主要为含水软弱地层,存在一定的地应力变化。

二、地应力反算的重要性地应力是指岩石或土体中受到的内部力的总和,主要包括水平地应力和垂直地应力。

在隧道工程中,地应力对隧道结构和周围环境的稳定性有着重要影响。

进行地应力反算是确保隧道安全的关键步骤。

1.地应力反算的方法地应力反算的方法有很多种,常用的包括现场测试法、观测法和数值模拟法。

现场测试法主要通过利用孔压仪等设备在现场进行力学参数的测量,从而间接推算地应力。

观测法则是通过对现场地下应力变化的观测和分析,来推算地应力的大小和分布情况。

数值模拟法则是基于已有的地质资料和力学参数,利用数值模型进行计算和分析,进而反算地应力。

2.地应力反算的意义地应力反算的意义在于帮助工程师们更好地了解隧道工程所处地质环境的特点和变化规律。

通过建立准确的地应力分布图,可以为隧道设计和施工提供可靠的依据,从而保证隧道的安全性和稳定性。

三、大变形控制措施的重要性大坪山隧道在建设过程中遇到了大变形问题,这给隧道的施工和使用带来了一定的风险。

制定适当的大变形控制措施是确保隧道持久性的必要步骤。

1.监测与预警系统在大坪山隧道的施工和使用过程中,安装监测与预警系统是必不可少的。

通过监测隧道周围的地下应力和位移变化,及时预警并采取相应的措施,可以有效控制大变形的发展,保证隧道的长期稳定性。

2.地质预报与钻探在隧道的规划和设计中,地质预报与钻探是必要的步骤。

通过对地下地质条件的详细调查和钻探,可以更准确地确定隧道所处地层的力学特性和地应力分布情况,为施工和使用阶段的变形控制提供重要参考。

新建高速公路桥梁上跨高速铁路隧道安全影响分析

新建高速公路桥梁上跨高速铁路隧道安全影响分析

新建高速公路桥梁上跨高速铁路隧道安全影响分析关键词:高速公路;桥梁;上跨高速铁路隧道;变形引言目前,城市地铁的建设进入一个快速发展的阶段,在规划与设计过程中,地铁线路往往不可避免的与已建的高速铁路相交叉,出现地铁线路下穿高速铁路的现象。

盾构隧道下穿高速铁路施工会对地层产生扰动,引起地表土层的沉降变形,导致地基上部高速铁路轨道板的高低偏差和水平偏差,因此会严重的影响已建的高速铁路的正常运营。

对于未下穿高速铁路的盾构隧道,地层的变形特性与受力特性已经有了深入的研究,隧道施工引起的地表沉降曲线大致遵循正态分布,提出地层损失率和计算隧道开挖导致地层沉降的方法以及相应计算公式;通过数值模拟方法,研究不同的地质情况、本构模型与施工方法下盾构隧道受力变形及沉降预测,为施工提供了一定的指导工作;利用人工神经网络、模糊数学理论与随机理论对盾构隧道的地表沉降与地层移动进行预测,证明了该方法的可行性与适用性。

国内外的盾构下穿高速铁路工程主要在城市轨道交通快速发展的城市,如:京都,伦敦,北京,上海,天津,广州,深圳,南京,苏州等。

目前盾构下穿高速铁路的工程项目实例并不是很多,因此需要对盾构下穿高速铁路安全因素分析进行深入的研究。

不同地区的地质条件各不相同,并且各下穿工程的设计与施工有很大的差别,因此需要综合考虑在不同因素的作用下盾构下穿高速铁路的安全评价分析。

目前,还没有一个合理的理论应用来确定一个或者几个风险因素为主要影响因素,来解决盾构下穿高速铁路的安全评价问题。

为此,本文主要总结目前国内外的高速铁路的安全评价因素的评价指标与风险因素分析,分析灰色关联分析理论在盾构下穿高速铁路中应用的可行性与适用性,研究不同因素作用下安全评价指标与风险因素之间的关联度,确定不同因素的对安全评价的贡献度大小,同时确定哪些是主要影响因素与哪些是次要影响因素,综合判断盾构下穿高速铁路安全评价的因素。

结合工程实例,利用研究与分析的结果,应用Flac3D软件建立盾构下穿高速铁路的三维模型,模拟关联度大的风险因素对安全评价的影响分析,结合安全评价项目与施工造价的因素,确定风险因素的最合理方式。

坍塌事故案例

坍塌事故案例

工程地质复杂,此段拱顶上方为泥岩与砂岩的接触
带,存在顺层滑动和层间切向节理,易形成滑坍。
对泥岩段的地质特征及施工难度认识不足。前期多
处收敛变形累计达到10cm以上(目前预留变形量为
18cm),未采取加固措施便可安全通过。平导多处
出现初支开裂现象,未出现大的变形,受这种惯性
思维的影响,对地质复杂性认识不清、经验不足,
(三)、山岭隧道坍塌的主要原因及对策
原因分析: 1、复杂地质是造成坍方的主要原因,没有应对地质变化的专项 方案和技术措施 2、现场管理薄弱,三违现象突出 3、施工方法不当或未按相关施工方案措施进行施工 4、相关监测未进行全面有效实施。
主要对策 1、严格超前地质预报及根据地质情况,及时正确调整施工方案。 2、严格按施工方案进行施工,确保各项施工措施的落实执行。 3、在施工前必须认真掌握施工环境,并提前作好相关的措施。 4、严格各项施工监测,保证各项监测全面和贯穿施工全过程。
2014-2-27
(二)、市政工程坍塌的主要原 因及对策 主要原因:
1、施工方法不当或未按相关施工方案措施进行施工。 2、城市地下工程管线及复杂地质的影响。 3、相关监测未进行全面有效地实施。 主要对策 1、严格按施工方案进行施工,确保各项施工措施的落 实执行。 2、在施工前必须认真进行管线普查,并提前作好相关 的措施。 3、严格各项施工监测,并保证各项监测全面和贯穿整 个施工全过程。
(二)基坑坡顶严重超载 事发当天,土方运输队在南侧坑顶进行土方运输 施工,在基坑坡顶边放置有自重达23吨吊装汽 车1台,自重17吨的履带反产车1台和满载后重 达25吨的自卸车,致使基坑南边支护平衡打破, 坡顶出现开裂。 (三)基坑变形监测资料未引起重视 根据基坑变形检测资料显示,自开工以来基坑南 边出现过变形量明显增大、坑顶裂缝宽度显著增 大和裂缝长度明显增长的现象,说明基坑南侧在 坍塌前已有明显征兆。业主方对基坑水平位移监 测数据未予以重视,没有及时对基坑做有效加固 处理。当存在不利的外荷载作用时,就引发了失 稳坍塌事故。

桥隧道路安全隐患排查(3篇)

桥隧道路安全隐患排查(3篇)

第1篇摘要:随着我国经济的快速发展,公路交通事业取得了举世瞩目的成就。

然而,在桥隧道路建设和管理过程中,安全隐患问题仍然较为突出。

本文从桥隧道路安全隐患的成因入手,分析了桥隧道路安全隐患排查的重要性,并提出了相应的排查方法与措施,旨在为我国桥隧道路安全管理提供有益参考。

一、引言桥隧道路作为我国公路交通的重要组成部分,其安全性能直接关系到人民群众的生命财产安全。

近年来,我国桥隧道路安全事故频发,给人民群众的生命财产造成了严重损失。

因此,加强桥隧道路安全隐患排查,提高桥隧道路安全管理水平,已成为当前亟待解决的问题。

二、桥隧道路安全隐患成因分析1. 设计不合理:部分桥隧道路在设计过程中,未充分考虑地形、地质、气候等因素,导致设计不合理,存在安全隐患。

2. 施工质量不达标:施工过程中,由于管理不善、技术水平低下、材料质量不达标等原因,导致施工质量不达标,存在安全隐患。

3. 维护保养不到位:桥隧道路在运营过程中,如不及时进行维护保养,将导致路面、桥梁、隧道等设施出现病害,从而引发安全隐患。

4. 监管力度不足:部分地方对桥隧道路安全管理重视程度不够,监管力度不足,导致安全隐患难以得到有效治理。

5. 人员素质不高:桥隧道路管理人员、施工人员、养护人员等人员素质参差不齐,缺乏安全意识和责任感,容易引发安全事故。

三、桥隧道路安全隐患排查的重要性1. 保障人民群众生命财产安全:桥隧道路安全隐患排查有助于发现和消除安全隐患,降低安全事故发生率,保障人民群众的生命财产安全。

2. 提高桥隧道路使用年限:通过安全隐患排查,及时对病害进行治理,可延长桥隧道路的使用年限,降低维修成本。

3. 促进桥隧道路建设与管理的规范化:安全隐患排查有助于提高桥隧道路建设与管理的规范化水平,推动公路交通事业健康发展。

4. 提升政府形象:加强桥隧道路安全隐患排查,有利于树立政府形象,赢得人民群众的信任和支持。

四、桥隧道路安全隐患排查方法与措施1. 建立健全安全隐患排查制度:制定桥隧道路安全隐患排查制度,明确排查范围、内容、方法、时限等,确保排查工作有序开展。

梅州东环高速公路其古顶隧道炭质泥岩大变形成因分析

梅州东环高速公路其古顶隧道炭质泥岩大变形成因分析赵明【摘要】梅州东环高速公路其古顶隧道围岩主要以炭质泥岩为主,隧道开挖过程中出现了显著的大变形,严重影响施工进度和安全.为找到其大变形的成因,进行了试验分析.结果表明,其古顶隧道炭质泥岩粘土矿物含量超过50%,遇水易软化,是隧道开挖后围岩变形增加迅速的重要原因之一.点荷载试验表明,炭质泥岩的强度具有明显的方向性,其垂直层面方向强度为26MPa,平行层面方向强度为16.9MPa,总体强度较低,隧道开挖后容易产生弹塑性变形和流变变形.现场扰动区范围测试表明,隧道开挖后边墙位置中风化炭质泥岩段边墙扰动区范围为9~10m,部分强风化段可以达到14m,而现有的锚固支护范围一般为3~4m,远小于炭质泥岩的开挖影响区,可能会进一步加剧隧道大变形的发生.【期刊名称】《广东公路交通》【年(卷),期】2019(045)004【总页数】5页(P232-236)【关键词】岩质泥岩;点荷载试验;扰动区范围测试;大变形【作者】赵明【作者单位】保利长大工程有限公司,广州510620【正文语种】中文【中图分类】U456.310 引言炭质泥岩是典型的层状软岩,是我国隧道建设过程中经常遭遇的一种软岩类型,开挖过程中容易出现大变形。

如:南昆铁路家竹箐隧道大变形段主要以层状炭质软岩为主,兰西铁路乌鞘岭隧道大变形段为炭质板岩夹千枚岩,兰渝铁路木寨岭隧道在经过炭质板岩地层时出现了显著的大变形,围岩的最大变形量超过2m[1-2]。

上述隧道地勘资料表明,大变形段的炭质泥岩具有强度低,遇水易崩解,层理极为发育的特点[3]。

其变形特征受到地应力、围岩和层理力学特性的共同影响,变形破坏机理极为复杂,需要进行进一步深入分析。

许多学者对层状软岩的大变形原因进行了研究。

周应麟等[4]分析了层状岩层围岩隧道受力特点,并提出层状岩层围岩隧道破坏机理及其四种典型失稳模型。

郭富利[5]从围岩位移和变形破坏的时间和空间分布特征,分析了地层结构随时间而变化的演化机理,探讨了导致围岩产生大变形及其它相关特性的原因。

公路隧道软岩大变形成因及其施工处理技术

公路隧道软岩大变形成因及其施工处理技术摘要:随着道路交通设施的不断完善,公路隧道建设施工范围越来越广,在公路隧道建设中,不同的地质结构影响建设质量。

公路隧道软岩大变形是公路隧道建设发生的常见问题,为交通运输埋下安全隐患,影响正常交通运行状况。

基于此,本文分析了公路隧道软岩大变形的成因,针对此现象,为降低软岩大变形发生几率提出了几项施工处理技术。

关键词:公路隧道;软岩大变形成因;施工处理技术引言公路隧道软岩变形具有破坏性,为适应交通运输建设效率高要求的现状,需要优化结构方案设计,剖析软岩变形产生原因,不断提升建设质量。

软岩大变形成因多样,从岩石结构到人工建设都存在引发软岩变形的可能性,判定软岩是否变形以单轴抗压强度为标准,及时对岩石内结构成分比例进行分析,做好技术处理预测,不断提升公路隧道建设质量。

1公路隧道软岩大变形成因1.1地质结构因素地质结构的复杂性影响其公路隧道建设的进程,隧道结构特殊,如果对原有的下水管道及地表结构造成破坏,在后续爆破时,容易破坏岩层的稳定结构,造成软岩变形。

在隧道建设区域内,随着建设施工进程的不断推进,受岩石断层及环境变化影响,会形成褶皱结构,在风力条件的不断侵蚀的情况下,使岩层风化,岩石变成粉质状,极易在强烈的施工状态下破碎,导致承载能力不断降低,难以承受运输压力及运输速度。

在隧道挖掘时,容易对地下水造成破坏,若地下水不断流入隧道内部结构中,造成内部结构水量积聚,使岩石转化为强风化粉砂质岩,岩石较薄,承重能力差,在水中长时间浸泡,容易软化,使岩石结构造成变形,进而导致隧道拱桥的形变。

地下水结构不断发育的状况下,没有结合岩层实际情况,转变施工处理技术,调整应用参数,整体支护结构强度不断下降,无法保证公路隧道的稳定性建设。

1.2设计施工因素在公路隧道建设工程设计工作中,设计与实践操作产生较大偏差,难以达到预期的效果,即使采用了计算机技术进行工程测算,但仍缺乏理论实践性能,与大数据资源无法实现充分结合。

龙泉山一号隧道进口段初期支护大变形的分析与治理

1工程概况 冲沟深 3  ̄ 6 m, 冲沟 两侧 坡面 陡峻形 成陡坎 , 导致 右洞地表右 侧局部形 成 龙泉 山一号隧道横 穿龙泉 山山脉 西缘次级剥 蚀低 山 ,隧道进 口位 地形偏压 。隧道 开挖后 , 围岩应力重 分布 , 地表 右侧 土体 明显 向左侧 滑 于成都 市龙泉驿 区柏合镇 新光村牌 坊湾坡 麓缓坡 地带 ,出 口位于柏 合 移坍塌 ,洞 内受 右侧土体挤 压 ,初 支后钢 支撑变形 明显右 侧倾 向于左 变形量也主要以右侧拱腰为主。( 3 ) 逆断层破碎带: 根据施工图地勘 镇石碑子村 , 芦溪河西岸龙泉驿至元宝公路上部斜坡地带 ,毗邻宝狮 侧, K l + 8 1 o  ̄ z K 2 + 0 1 5 、 Y K1 + 8 1 o  ̄ Y K 2 + 0 l 5 段穿越 龙泉驿 湖。隧道起止 桩号为 K1 + 7 3 5 ~ K 3 + 5 7 3 , 全长 1 8 3 8 m 。隧道设计双 向四车 报告 ,隧道 进 口 z 道三心 圆曲边墙结 构 , 洞 内线路为 2 6 %的单 向纵坡 。 洞 内开挖 断面型式 逆断层破碎带 , 该断层破碎带走 向与隧道轴线交角为 7 5 。 , 断层倾向于 断层 破碎带 由断层 角砾及 断层破碎 岩组成 。受 其影 响 , 断 分为一般段及紧急停车带段, 一般段最大开挖断面尺寸 1 3 . 2 8 m x l 1 . 0 5 m 隧道 进 口端 , ( 宽X 高) ,开 挖 断面 面积 1 2 0 . 6 5 5 m ;紧 急停 车带段 开 挖尺 寸 1 5 . 4 3 e r x 层破 碎带 前后浅埋段 全~ 强风化 泥岩 围岩极 其破碎 。 受龙 泉驿逆断 层破 1 1 . 3 4 m ( 宽X 高) , 开挖断面 面积 1 4 2 . 8 2 m 。 碎带 影响 , 隧道进 口端 围岩节理 发育 , 主要发 育有 两组节 理 , 即节 N 5 0  ̄ 2地质 、 水文特征 w, 7 3 。 s E 和节 N1 6  ̄ F 2 8 1 。 N W, 3 - 4 条/ 米 。( 4 ) 地下水 丰富 : 由于进 口段 隧 道位 于地表 下凹地形 下面 , 隧道 开挖后 , 地下水 白两边高处 向低 处 隧道 2 . 1地层 岩 性 且 隧道开挖 施工 处 于雨季 。 大气 降水 丰 富 , 雨水 通过 地表 下 渗至 本 隧道进 口段 地层岩 『 生 简单 。上 覆土层 主要有第 四系全新 统人工 汇 集 , 填筑 土 ( Q 4 m e ) 、 坡 残 积粘 + ( Q 4 d l + e 1 ) , 下伏 基岩 为 白垩 系上 统灌 口组 隧道 周边 围岩 。在地表水 和地 下水浸 泡作 用下 , 泥岩 和膨胀土进 一步软 泥化, 其各项物理力学指标逐渐降低, 从而同岩的自稳能力逐渐减 ( K 2 g ) 泥岩夹泥质粉砂岩 、 钙质粉砂岩, 侏罗系上统蓬莱镇组( J 3 p ) 砂岩 、 化、 作 用在 隧道 初期支 护上 的土压力逐 渐加 大 , 并 且导致 隧道 在开 挖过 泥岩 , 断层 压碎岩 ( F b r ) 。 该套地层在 卧龙寺 向斜 S W 翼产状 为 : N 1 3 — 3 3 。 小, E / 8 — 1 4 。 S E , N E翼 产状 同 N 1 3 。 W 渐转 N 4 2  ̄ E倾 向 S , 倾角 9 — 1 5 。 , 受 构造 程 中大小坍方不 断。 影 响岩层节理极 其发育 , 且有 “ x ” 型节理存 在 。 3 . 2 . 2主观 原因。( 1 ) 设计方 : 设 计最初 考虑 的初 期支护 参数在 这种 特 殊的地 质条件下 已满足不 了控制 变形稳定 的要求 ,故后 面特对 原有 2 . 2地质构造 本区属新华 夏系第 三沉 降带一 四川沉 降盆地之龙 泉 山褶皱带 中 , 构 的初 期支护及辅 助措施进行 了加强处理 。 ( 2 ) 施工 方 : 施 工方在前 期对这 造迹线 主要呈北 北东 向 , 路线 区主要构造类 型有 : 种 特殊 的地质条件认 识还 不够清 晰 ,处于水 电行业 转型 至公路行 业 的 ( 1 ) 卧龙寺 向斜 。 本隧道横 穿卧龙寺 向斜 , 向斜 东翼倾 角 1 1  ̄ 2 4 。 , 西 起步阶段 , 对公路隧道的施工管理经验还有待进一步提高。 翼倾角为 3 。 ~ 1 5 。 , 向斜轴部产状平缓 , 翼部较陡。 其东界( 出口) 与龙泉山 4变 形段治理 背斜相接 , 其西翼 ( 进 口) 为龙泉驿逆 断层破坏 , 岩层 产状 变化大 , 局 部陡 4 . 1地表处 理 由于左右 洞初 期支 护 变形持 续 时间长 , 变 形值 大 , 地层 受节 N 5 0 。 倾, 使蓬莱镇组 或遂宁组 与上 白垩统灌 口组接触 。 7 3 。 s E和节 N 1 6 。 F 2 8 1 。 N W 影 响被切割 成块状 ,由于施 工开挖 所引 起 ( 2 ) 龙 泉驿逆 断层 。隧 道进 口地 段发育龙 泉驿 断层 , 该 断层属 区域 w厂 性逆断层 , 位 于龙 泉山大 背斜西翼 , 地 表因第 四系掩盖 而断续 出露 。断 的底层 损失 , 在其 重力作用 下 , 易 引起 浅埋段 地表 出现牵 引式 裂缝 。在 层南起仁 寿 陈大 山之西 , 向南断裂 形迹逐渐 消失而代 之 以岩层 陡立带 。 节N 5 0  ̄ WF I 3 。 S E和节 N 1 6  ̄ F / 8 1 。 N W 控 制下 ,部分 地表裂缝 呈垂直 于洞 向北 , 陈大 山至老 君庙之 间 , 断层走 向近南北 , 倾 向东 , 倾角 7 5 。 , 成都 龙 轴线方 向展布 。 在左 右洞破裂 面影 响下 , 部分地表 裂缝大致 平行于洞 轴 泉驿 以南断 层走 向北 l 5 。 东, 倾 向南东 , 倾角 3 5 。 , 东盘 ( 上盘 ) 上沙 溪庙 线方 向或 与洞轴线大 角度相交 。为防止裂缝 长期开裂 地表水入侵 围岩 , 组、 遂宁组 与西 盘( 下盘 ) 灌 口组接触 , 地层垂直 断距 达 l 0米 , 破碎 带及 我们对裂缝进行人工夯填密实, 并形成排水流畅坡面或排水沟。 其影响带宽 约 2 5 0 米。 4 . 2洞 内变 形段处理 4 . 2 . 1 调 坡 。由于进 口段 K 1 + 7 9 0  ̄ K 1 + 9 ( ) ( 】 段初支 变形严 重 , 局部 沉 龙泉驿至金堂东 ,断层又隐伏于第 四系之下。地腹经地震勘探查 . 0 m之 多 , 已严 重侵 占二 衬界限 。为 了能满足 隧道 行车要 求 , 明, 断裂 在侏 罗 系中连成一 线 , 南起 仁寿 以西 , 北达 中江会 棚场 , 全 长超 降收敛达 2 过1 2 0 公里 , 断层总 的走 向北 2 0 o  ̄ 3 0 o 东, 倾 向南东 , 倾角 2 5 。 0 o , 东盘 特对侵 限段初 支进行拆 换处 理。 由于侵 限拆换 施工存 在较大 的安全 风 险, 在 不影 响洞外 路基 、 桥梁施 工 的情 况下 对进 口段 进行 了调 坡处 理 , 相对上升 , 西盘相对下降, 为逆掩断层。 根据 实际施工揭示 , 龙泉驿 断 层于路线分 别交 于 Z K l + 8 7 0 附近 , 交 由原 有 的 2 纵 坡调整 为 3 . . 1 5 %。然 后再对 调坡后 的侵 限段 进行拆 换 角为 7 5 。 , 断层破碎 带宽度 约 2 5 0 m , 断层 破碎带 由断层 角砾及断层 破碎 处理 。 岩组成 , 破碎 带及其影 响带浅埋段 围岩为强~ 全 风化泥岩 。 4 - 2 . 2侵限段 围岩加 固。为保 证围岩变形 稳定和减少 换拱时对 围岩 3变形状况及 原因分析 的二次 扰动 , 侵限段拆换 前 , 需对侵 限段 围岩架设 工 1 8 a 临时钢支 撑 , 纵 向间距 1 . 0 m , 钢支撑 间采用 ( p 2 2 纵向连接 筋连接 整体 , 然后 进行径 向注 3 . 1变形 状况 龙泉山一号 隧道 进 口段 于 2 0 0 9年 0 5 月 开工至 2 0 1 0 年1 0 月隧道 浆 加固和超前 注浆加 固。 ( 1 ) 侵限段 围岩径 向注浆 加固 : 注浆采用 钢花管 贯通 , 总共完成单洞开挖 4 5 0 m 。其间, 隧道变形收敛特别严重 , 尤其是 ‘ P 4 2 , L - - 6 . 0 m,纵环 间距 0 . 8 x 1 . 6 m和 自进式 锚 杆 ‘ P 2 8 , L = 8 . 0 m纵 环 间距 K 1 + 7 9 o  ̄ K1 + 9 o 0 段沉降变形 均 已侵 入二衬界 限 。侵 限均 以开 挖上 台阶 0 . 8 x 1 . 6 m交 错布 置 ; 注浆 材料 为水泥 一 水 玻璃 双浆液 , 水灰 比 0 . 8 ~ l : 1 , 水 右侧 为 主 , 左侧侵 限 程度较 右侧 轻 , 拱 顶沉 降垂 直变 形��

坍塌事故案例


巷市场改造工 程
基 坑 现

某市商业巷

市场改造工

程一工地基

坑的一段十

多米高、二
十米宽的基
坑边坡发生
坍塌事故,8
名现场工人
遇难。
基坑坍塌现场抢救照片
此事故的直接原因
(一)施工与设计不符
施工与设计不符,基坑施工时间过长,支护 受损失效。该基坑原设计深度只有-17米, 后设计深度变更为-19.6米,而实际基坑 局部开挖深度为-20.3米,超深3.3米, 造成原支护桩(深度-20米)变为吊脚桩; 同时该基坑施工时间长达2年7个月,基坑暴 露时间大大超过临时支护期限为1年的规定, 致使开挖地层软化渗透水、钢构件锈蚀和锚 杆(索)锚固力降低,致使基坑支护严重失 效,构成重大事故隐患。
3、严格各项施工监测,并保证各项监测全面和贯穿整 个施工全过程。
二、山岭隧道坍塌事故案例分析
(一)、铁路隧道工程 1、云南省迪庆肯古隧道
2011年3月29日下午16时左右,云南省迪庆肯古 隧道发生坍塌。造成19人被困,经抢救全部脱困。
2、广西宾阳县那适2号隧道
2010年7月11日下午,广西宾阳县陈平乡中铁十八局那适2 号隧道施工现场发生塌方事故。10名工人遇难。
3、内蒙新旗下营隧道
2010年3月19日晚 在内蒙古自治区卓资 县集包线新旗下营铁 路隧道塌方事故。
经过多方和多天 的救援,最终造成 10人死亡的重大安 全事故。
4、贵昆铁路六沾 复线隧道
2010年2月5日,凌晨1 时26分,贵昆铁路六盘水 至沾益段复线工程一隧道 发生塌方,8名施工人员 被困洞中,最终造成4人 死亡的坍塌事故。
此事故为国内地铁施工造成经济损失最大的事故 (直接经济损失3亿元)。
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