隧道坍方成因、預防、處理第一節坍方類型、發生機理及原因一、坍方的主要類型隧道或地下洞室在施工過程中發生的坍方形式是多種多樣的，根據鐵道部立項的有關科研成果，可以列出如下的一些形式：（一）根據施工隧道坍方的地點不同劃分1、洞口坍方：在剛進洞施工時就發生了坍方，這類坍方有時也稱為洞口滑坡；2、洞口段坍方：在進洞一段距離（一般為50~200m）后才發生的坍方，這類坍方一般因埋深淺而坍至地表；3、洞內工作面坍方：在開挖工作面發生的坍方；4、洞內滯后工作面坍方：距開挖工作面一定距離發生的坍方。（二）根據坍方規模和形式劃分1、整體坍方：往往發生在軟弱圍巖中，從邊墻或拱腳變形增大開始，進而波及到拱部，從而形成整體坍塌；2、順層坍方：亦稱為“順層滑坍”，當巖層的層面較光滑，層間結合力差，或受節理相交的影響，巖體呈相對破碎狀，在開挖后出現順層的滑移現象；3、局部掉塊：嚴格地講，局部掉塊不能歸入坍方范疇，因為它沒有引起整體失穩。但掉塊可大可小，當大到幾立方米甚至幾十立方米，也稱之為坍方。這類坍方大都因為節理發育所致。（三）因采用的施工方法不同劃分1、上（下）臺階坍方：因采用正臺階法施工時，在臺階的上（下）部分發生的坍方；2、左（右）側導坑坍方：在采用側壁導坑法施工時，在左（右）側導坑所發生的坍方。（四）因施工目的不同而劃分1、導洞的坍方；俊2待、橫洞的巷坍方；殼3葬、斜井的熱坍方和豎塌井的坍方碑；旬4媽、開挖避艘車洞引起絞的坍方；消5敏、處理欠梳挖時引起沫的坍方。肉（五）為予簡單、直源觀，可將啟所有坍方誼形式劃分氏為言3朵大類捎1宮、洞口坍爽方（包括毀洞口段坍幟方）；桃2枝、洞內石掙質類坍方白；袖3寧、洞內土梳質類坍方臂。乖二、坍方刷發生機理穗（一）洞統口坍方鉤由于洞口富一般為堆衣積層或風窗化嚴重、痰破碎的巖勺體，其自琴穩能力以概及整體穩乘定性均較童差，同時翼又處在淺魔埋地段，捷如果在進罰洞前未對嫁邊仰坡采滲取一定的霞技術措施租（如刷坡三卸載、支憐護、注漿哥加固等）碑，或采取庭的技術措嘗施未能達浙到要求時束，在進洞遣后，必然糊引起上端俊圍巖應力齒重分布，擋在重力作陡用下出現拆下沉或開逮裂變形，粥當這些變圓形發展到嘉一定程度獵時，平衡烘被打破，著導致大面老積的整體侮失穩，進宣而發生整杏體坍塌，疊這就是洞社口坍方。吐（二）洞調內石質類闊坍方乏隧道或洞桃室開挖后奇，使其周謊邊的巖石朽處于懸空塵狀況，同也時發生下外沉或收斂勤變形，以拖釋放其內計部應力，震由于巖石熄體中存在皮層理和節姻理（有時尚還有軟弱膊夾層），蛙使周邊的逃部分巖塊痛在重力作懇用下，具蔬有下落和攜擠出的趨淘勢，如果婚此時未采質取相應的驗支護措施宋或所采取毯的支護措棗施達不到碌控制其變買形發展的疾要求時，粘必然會出秘現繞“拘掉龍塊鳴”副現象，當仿這淋種貝“基掉躍塊嘉”陪的數量達梨到一定數珍值時，就閱是坍方。寄這類坍方掠一般沿結鄭構面形成愿，坍腔的青形狀極不窄規則。收（三）洞棄內土質類逝坍方風土質類隧致道或洞室援開挖后，祝由于圍巖蓮的僑C氧、頑φ槽值較低，排周邊一定五范圍內很裁快發生松鈔弛變形，乎隨著這些喂變形的逐離漸擴展，帥圍巖的整注體強度降庭低，同時庭土壓增加激，進而引純發局部的神塑性破壞樂，在圍巖灘（土質體肚）內部出鬧現空洞導丈致局部發聽生坍塌，濟局部（淺條埋時在地嶄表）出現咳下沉，塑誘性區進一吃步擴大，掏土壓力劇帽增最終導信致整體失與穩，大面額積坍塌，吐這就是坍繪方。這類許坍方表現枝為：坍體厲為松散的叫砂、土（濕或碎石）箭混合體，則數量較大訴，坍腔形內狀較嚇為規則，灣一般為圓泥弧形或拱堡形。圾三、坍方管發生的原肝因辭發生隧道仰坍方的原居因是多方斃面的，有草的是人為航因素，有耽的是非人鋸為因素，雁有的是由鏡于經驗不閉足，通過統我們的調給查，將坍吊方的發生分原因概括俘為以下四睛個方面。以（一）地為質因素萌在勘探和五施工過程享中對地質排情況認識橋不清，造礎成施工時掠出現了坍嶄方：勿（辱1蜘）在開挖澆的過程中涂，圍巖的烈地質條件壺突然變差津，如享從礎Ⅲ圈級突然變估化蕉到勢Ⅴ國級圍巖。缺（擴2繳）施工過賺程中出現繳了較大的繁斷層、破扔碎帶或軟醬弱夾層；染（寄3敗）出現了蔑特殊的不這良地質，掛如膨脹巖貢、高地應運力、溶洞爆、涌水等圈。饞（二）設睬計因素帝（克1振）洞口的屬位置選擇丑不恰當，戶如位于較日大的滑動碑體或斷層艦之中，從慨而引發洞涉口坍方；辰（犁2材）設計的晚支護參數立偏小，無沸法保證圍營巖從開挖哀后到二次副襯砌施作席這段時間吉內的穩定達；躁（溜3芳）針對特窄殊不良地每質地段，踏設計上給佩出的處理侵措施不當住。劑（三）施琴工技術因勻素后（駝1刺）根據局剝部地質狀放況，需要框采取超前喘支護（超用前錨桿、右管棚、注啞漿、小導咱管預注漿長等）措施庫而未采取穩，或雖然碗已采取但鞋其質量和托效果未能挺達到要求為；旅（還2暢）開挖方叫法不正確姜，如應該擇采用半斷臥面開挖而闖實際采用喝了全斷面鳥，應該采悔用分步開嶺挖的而實巖際采用了暈全斷面或漆半斷面等殊等；住（娛3舌）初期支序護未按設參計的參數確進行，如禍錨桿的長娛度、間距醉、噴射混葵凝土厚等李，使圍巖歪的穩定性捏達不到要石求；申（茫4欄）隧道的爺爆破設計籌有問題，統造成對圍結巖的擾動柔過大；漫（絞5旋）施作二螺次襯砌的增時間太遲朱，圍巖無爽法承受應樂力重分布掃后帶來的提直接作用快而發生坍蛋方；辣（捐6粥）采用長住臺階法施資工時，上念、下臺階如的間距太罪大，直接處導致坍方攔的發生。敬（江7婦）在軟弱箱圍巖的施堤工中，沒森有及時施愿作仰拱，耳未形成封縮閉的環狀欣受力；柿（熔8章）采用新礎奧法施工突時，沒有赴按時、按割量的開展蚊量測工作默，或雖開攤展了量測浸工作，但耍未及時進肌行信息反策饋，從而蹦造成決策軍失誤。幟（四）管理理因素榴（色1魔）未經上脾級技術部誓門同意，脾擅自改變盆施工方法賄，如開挖陣方式、支煉護方式等俘；付（抵2壁）不嚴格昏遵守設計賢文件、施灣工組織設適計、《隧癢道施工技呆術規范》汽、《隧道棵驗收評定象標準》的痕要求和規蛇定組織施燦工，達不茄到婆“棵均衡生產陡、有序施廚工瞧”念的要求；浮（填3折）安全、隊質量意識域淡薄，在涌施工中存站在僥幸心體理、偷工糠減料、弄峽虛作假等橋，造成支真護質量遠涌遠達不到襲設計要求緊；鉛（省4業）由于不蘋合理工期攪、不合理巖造價等宏璃觀決策，混引起施工煮過程中強胸行追求進燕度，造成名支護強度啊達不到應辮有的要求銹，從而引翼發坍方。痰第二四節肥補坍方的綜逐合預防措諷施仿一、工程戲地質方面顆1殃、首先要鑰了解設計氏上標注的肌地質情況充及特點，悄并隨時與崖現場的實護際地質情劇況相對照境，弄清設鼻計意圖，潮這一點對幼隧道防坍嗎工作極為爬重要。以鬧往的事實襖說明，許謠多隧道坍憤方的發生錯，都是因不為忽視隧芹道所處的蘭地質條件術或對地質他條件發生薦變化熟視評無睹造成登的。掉2剖、加強對輔地質的超渾前預防，姿主要的措置施有超前禍鉆孔、地然質雷達、賊波速測試犯以及宏觀匪的工程類面比法等。血3集、在軟弱鼠圍巖地段贏，為了防肚止坍方，芽必須采取細正確的開慮挖方法，岔如短臺階徒法、分部逝開挖法等漏，并確保液初期支護岔質量，如宗果軟弱圍寧巖地段又緒同時處在秘淺埋和大開跨度的情裳況下，此含時是隧道席施工安全死最薄弱的寨地方。為炮了防止坍糕方，必須伐制定一整話套的防坍莊技術措施拴，內容包策括：超前形支護、加鍛強初期支杏護、監控秋量測、二醬次襯砌緊枝跟等。塊4界、在隧道勞開挖過程嗽中，突然犬遇到了較球大的涌水笑、流沙、別溶洞、斷助層及破碎倚帶時，必籌須及時改卡變施工方矛法，增大泊支護參數從，以及其漸他必要的天技術處理陪手段，才竄能達到防呀坍的目的撤。藏二、施工骨技術方面字（一）隧留道開挖威為了盡量寨利用圍巖畫的自承能燙力，減少扒對圍巖的吳擾動，應誤盡可能地傲采用全斷奮面的光面支爆破技術上；對于地勒質條件較槐差者，可胸采用半斷獻面，同時季采用弱爆鳴破技術；望對于大斷慢面和特大決斷面，應娘采用分步拐開挖法進嘗行，押如方C覺D唯法膏、螺CR蓮D名法等。進（二）初作期支護腰初期支護標對于隧道融的穩定起學決定性作墓用，支護潔的目的就凝是提高圍廟巖的自穩哄能力，延皆長其自穩膚時間，以肌保證在施楊作二次襯吸砌前不發關生坍方，熊因此，必托須確保初攤期支護的帖參數和質禮量達到設霧計要求。并特殊情況生下，還可保以采用預寨應力錨桿裹、膨脹性搜錨桿、邁譯式錨桿，焰噴射混凝濟土可采用泄鋼纖維噴昨射混凝土丑、碳纖維血噴射混凝絮土等技術炭手段。紋（三）超導前支護舅當圍巖的鮮自穩能力聾較差時，尾為了預防佛坍方，必夾須采用超唉前支護，挨其主要的杏內容有：廈超前錨桿鋸、小導管竹注漿、管氏棚、全斷照面預注漿怕、深孔注告漿、帷幕距注漿以及勤在洞口淺披埋段采用扭的地表注肺漿等。漂（四）二代次襯砌痰二次襯砌趴不得嚴重叼滯后初期晴支護，軟皺弱圍巖地贊段應緊跟量開挖陷，災Ⅲ狼、叛Ⅳ叛左級圍巖需堅根據量測擔結果確定春最佳施作書時間。初（五）監御控量測泛量測工作捉在隧道的蠻防坍工作盼中，起著艙重要的作窯用，它是夏新奧法的永三大核心銷之一。圍脾巖的失穩次破壞總有廁一定的先燕兆，通過晌將量測結型果與設計皮給出的判辱斷標準（聞也稱為管閣理值）比非較，即可刺得出圍巖義，包括初服期支護是隸否穩定的徹結論。但弟是必須指社出的是：孟量測結果近超過標準軍值時，隧竹道并非一躍定發生坍言方；相反告，量測結醉果沒有超液過標準值鈴時，隧道翅也并非一紐定安全穩板定。員三、現場堡管理方面端現場管理身在目前隧直道施工防盼坍中，是滑極其重要寨的環節，瓶從隧道的腦開挖到支算護、襯砌盜都需要嚴哀格地遵照筋設計文件躬、施工組愿織、施工功規范、驗眼收標準等鋼要求進行今。如果施野工現場沒主有嚴格的差管理，隧腳道坍方的傲發生就不較可避免。敞再者，現家在許多隧突道的開挖溫甚至連支竹護部分都膚分包給民蘋工進行施總工，豪那悶種虎“純包而不科管露”雄或筑“撒以包代蟻管置”生的做法是宰引發坍方煉的另一直轉接原因。描總之，在和管理方面泡，必須加閃強以下幾胃方面的工堡作：年1免、嚴格遵扔守鐵路、鹿公路、水探工隧道施夾工規范和洋隧道驗收針評定標準第、設計文蟲件以及施沉工組織設規計的要求洗和規定；宵2細、未經上旱級技術部殖門同意，獄不得擅自淹改變施工禮過程中的謙開挖、支題護方式；燥3輩、認真進除行支護作你業，確保拖錨桿的長猴度、間距哨、噴射混興凝土厚度差、格柵拱柱架間距等較參數達到夕設計要求糾；某4旦、必須堅旗持開展監棋控量測工灑作，并及草時做到量揪測資料的滔收集、處宜理和信息棵反饋。們第三湖節蜓難坍方的技摟術處理措面施杰本節主要粒介紹三類裙坍方發生萌后應采取允的相應技德術措施。岸這些技術償處理措施銷是根據部學分工程中禁發生的坍洋方實例的頃處理手段獵，并結合兵目前廣泛晝采用的一畝些較為成如熟的技術鄙措施，通盾過系統的無總結和歸竊納形成的稻。悉一、洞口燭坍方的處累理措施呀1關、對中小偏型坍方，怨應將坍體非自上而下軌全部清除橋，根據坍母方清除后泛的坡面情炸況，決定悠是否采用呼刷坡卸載廊的方法，博同時對仰股坡面自上隙而下進行掠噴錨網加臣固。其支絕護參數為牛：粘噴射混凝圈土厚度潑：漁8~15部cm諸布；四錨桿憶：亞φ塔22mm鎮錦，埋長詢3~5m移華；間吃距塌1m*1奉m~1.紀5m*1拋.5m男塵；兼鋼筋網夸：卵φ貧6mm磁~例φ澇12mm炊美；網格間借距芬15cm香*15c孩m~25趴cm*2疏5cm龍字。怒2怒、對于大氧型或特大趣型坍方，螞不必全部聲清除坍體愉，可采取寨挖臺階的膀形式清除屈一部分，錄然后進行額噴錨網加駐固，并在壩仰坡上的急適當位置畢設置漿砌鈔片石擋墻爹作防護。蔽3唐、當坍方劃是因為洞紋口附近的深山體滑動君引起的，岡且坍方發量生后，滑殖動體尚未便穩定，此帶時必須先雁加固滑動逗體，然后鞭再處理坍謀方。目前唇加固滑動身體的技術酬措施主要槍有三種：綿①懸采用長錨蜘桿，長度尿須超過滑葛動面，一沃般統為芝8~20為m路唐，并嚴格嘴進行注漿損。脆②逢采用預應顯力錨索，懶其長度也限必須穿過鍬滑動面，吸一般減為見12~4乳0肝m歉，并嚴格善進行注漿嶺。瞇③軍采用抗滑磚樁進行加運固，其長繁度仍必須梯穿過滑動惡面，其斷澡面大小一梢般妙為或2m*2境m~4m仔*4剖m韻。燒4搭、仰坡加縫固完成后半，對于洞魄口段已露胃空洞身時巖，可采用馳暗洞明做組或改為明廳洞襯砌，暫拱圈上部迷回填土石鉤或漿砌片剩石。棄5來、根據仰男坡坍方的斧規模及處功理后的穩育定情況，株對洞內二朋次襯砌進培行適當加羞強，如增誰大襯砌厚侮度或采用肅鋼筋混凝炊土、鋼架悟混凝土襯誤砌等。室二、洞內損巖石類坍各方凝根據實踐改的分析，筋巖石類坍您方的圍巖羽級別一般鈴為洽Ⅱ頂~知Ⅳ煉謀級，巖體迅以未風化老或弱風化蝴的巖層為氏主，節理囑較發育，兔坍體呈破翠碎的石塊主狀，其中掃粘土及砂隊的含量相聞對較少，僵一般不超硬過桃30%氣日，未坍方范圍巖處于膜相對穩定劑的狀態。麗坍方的規戴模一般為透中、小型應，個別為基大型坍方收，坍方數賊量不超掉過枯5000漫m3邊拴。吸1兼、對于中究、小型坍急方，從坍慌腔口可觀糟察到在坍念壁穩定的刃情況下，造是否可采肺用清碴的梯方法，同好時根據坍找腔的矢跨勿比軌（才H/轟B炊），采取術不同的處購理措施：火（營1竊）當坍腔宴的矢跨融比概H/溉B陜＜景0.7鉗車時，采躍用克WF該N乒法進行處猛理。緩利用圍巖紛暫處于基象本穩定狀融態，邊清位碴邊處理大，抓緊時畫間沿坍塌差面采用噴揪錨支護技膠術加固未氧坍的地層足，愚即潛“瞎外層初期襪支壘護蝶”梁，簡稱沈為學“影W美”炊，然后沿賤二次襯砌評外輪廓施勝作鋼筋（鋪鋼架）混幫凝土支護因殼體，流即崗“談內層初期掩支裂護禁”嗽，簡更稱藏“嗎N就”塞，同時用歌鋼架將內邁、外層初旗期支護連萌成整體，星待二次襯蕉砌完成以治后，沿內港層初期支幟護的外輪廚廓依次設吼防水層洪、顛1m疲旬厚混凝土遞護拱進及串1m朱會以上的土姐層緩沖層職，插即襖“漆防護斬層遭”物，簡稱修為嗽“混F霸”街。使用這股種方法的頓特點是：副工序抄多，處理壓周期較長霸，成本較獻高，但安宋全可靠。悲（巴2知）當坍腔麻的矢跨疏比貼H/篇B止≥橫0.7基談時，采霉用透W墳F叔法進行處客理栗（紀W惑須、悠F狗螺的意義同涼上），即歸在坍方發智生以后，觀利用圍巖攻的自穩能晶力，抓緊滔時間沿坍請塌面進行跟外層初期撈支護，川即泰W所圣。不設（評也難于設柔）內層初霜期支護，茄待洞內二戲次襯砌完消成以后，奶設置販與攜WNF鬧攤法相同的菜防水層嗎、漆1塵m咬厚的護拱惰及禮1m昌持以上厚度響的土石緩犬沖層。爐與盼WN識F束法比較恩，喝W中F智法不設內已層初期支舊護以及內幣、外層初菊期支護之迷間的連接轉鋼架，從肝而使成本礦大幅度降然低，處理情周期大大限縮短，但擴因寫為矢跨比扯較大，再娘次坍方的怨可能性較屯小，仍能盾基本保證耐施工安全誓。由于設迫有扎1競m居的混凝土銳護拱艇及辟1禿m預以上厚度犬的土石緩鄭沖層，即恰使在隧道卸竣工后的稼運營時期透，發生了澆一定規模級的坍塌，產其抗沖擊政能力仍可鉆確保運營廟的安全。笛2針、對于大維型坍方，蔬一般不能器采取清碴形的方法。稱其理由是飼，清碴數奔量太大，匹時間太長捏，且處理野費過大。虜而采奸取童Z哈法，伯即掃“船注散漿礎+浴管星柵腎”午的整體加蝦固處理方圓法。其主肝要內容為冬：元（班1暗）設止漿講墻：采用孩厚腳1m產更的素混凝倡土曉或膜2m島奮厚的漿砌篇片石。盾（廢2浪）預埋孔眼口管：直按徑歷φ最=50~太150m秋m汽而，長費度勒L=2~耗3m趣莊。航（習3逐）注漿：槐似滲透注家漿為主，盡注漿形式甚可采用全組段一次性翁注漿、分漫段循環注坊漿和分段辱后退式注嘆漿三種。參（刑4壞）施作管伯棚：根據泥注漿效果傭選擇管棚珍的參數，和當注漿效董果很好時舌，也可以舍小導管代先替管棚。耐（志5森）開挖及恭支護：根蔽據注漿及網管棚的加滔固效果決思定開挖和拔支護參數點大小。灰3均、當巖石杯類坍方已諒坍至隧道暖上方地表怕，愚即碌“谷冒宣頂探”尤時，應先刮處理地表貸坍口，后淘處理洞內店坍方。地愛表坍方的海處理內容鴨如下：伐（胞1蘭）遮蓋地征表坍口，饞防止雨水斥滲入；義（聰2勝）坍口進評行噴射混額凝土封閉召；杠（化3斑）根據情蘿況，決定器是否采用回地表注漿皇加固技術辜，以防止職坍方的繼單續發展和豆擴大；打（挑4晌）坍口四價周施作截挨、排水溝養；米（耍5互）待洞內前坍方處理望完畢后，親對地表坍龍口進行回首填，回填逢一般采用束不透水的式粘土進行費，回填高坊度應高出疼原地再面粉0呼。恭5~1m咬廳；屯（蔬6綁）當坍口欠數量較大狂，同時地翅表坍口附海近取土困和難時，可藝不進行回妥填，而改塞作坍腔四調周刷坡，柔作成簸箕轟形。簸箕養的底面應塌保證排水轎，一般坡勻度供為總3%~5呼%庭使的斜坡即皺可。麗三、洞內丑土質類坍著方史土質類坍匠方的圍巖覽級別一般俯為鐘Ⅳ錄~平Ⅵ匠訪級，圍巖趙以砂、土愚質或強風乖化的巖石段為主，坍銷方呈土狀躬，含有大躺量的砂、絹粘土煮（廳≥牧70%反旦）以及少卵量的石屑焰和圓孤石孝，坍方范德圍以外的涂未坍塌部駛分呈相對伸不穩定狀夸態。坍方權規模一般丹較大，主惠要為大型唯和特大型糊坍方。件對于土質壤類坍方的軌處理，不岸能采用清監碴的方法貴，而必須杜采易用地Z譜法進行，控即莊“誠注址漿份+秩令管雙棚伸”蜘的方法，軍其主要內與容農與責W舒豈巖石類坍允方稱中是Z沿隸法的內容扮基本相同顯。但須注扔意以下兩稠點：過1干、注漿應芒根據坍體鳳中土質（抓或砂）的奏顆粒大小許分別采用剛滲透注漿姻、劈裂注我漿或化學娃注漿。其險選擇標準層為：誼d顆≥音1m佩m綁時芹，保鋸滲透注漿孫1m沖m欄＞險d檔＞斧0邊。悶1品時洪，識濤劈裂注漿葡d慰＜研0惱。鍋1野時委，腹屬化學漿液冒其中顫，察d結揚為顆粒粒如徑。黑2蔬、施作管破棚時，因讀在土質中攝鉆孔、成智孔困難，見可采用跟龜管鉆機進揉行。管棚天安裝完成秀后應利用燒管棚再行拜注漿，并龍在管棚內借安放小鋼霞筋籠并灌升注水泥砂聽漿，以提癢高剛度。效當土質類沈坍方坍至恰地表（這薯種情況在肌淺埋時經帶常發生）腹時，應先櫻對地表坍隊口進行處滋理，其處慣理的內容音及步驟同亞巖石類坍鞭方的相應燦內容。顯四、洞內急坍方處理茄后的開挖煩及支護雅1戀、采撈用偶WNF惰亡和慚WF膀捷法處理的兔坍方，由絲于坍體已剛全部清除庭，故開挖任及支護是