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软弱围岩隧道预防坍方安全施工技术铁道部工程管理中心二○一○年八月如何提高软弱围岩隧道施工水平预防变形和坍方确保施工安全其核心是抓住软弱围岩隧道工程特点落实好“三超前、四到位、一强化”施工技术关键环节。●三超前：超前预报、超前加固、超前支护●四到位：工法选择到位、支护措施到位、快速封闭到位、衬砌跟进到位●一强化：强化量测目录1软弱围岩隧道变形、坍方事故案例2软弱围岩隧道地质特征和工程特点3软弱围岩隧道施工技术1软弱围岩隧道变形、坍方事故案例南山口隧道大坍方照片贵广铁路东科岭隧道涌砂坍方（2010年1月19日发生）。坍方段埋深21m（属浅埋）地质为向斜构造全风化花岗岩呈砂状开挖扰动后呈流塑状地表为水田和常年流水水沟。进口开挖到398米处掌子面施作超前小导管时突然发生涌砂坍方涌砂量约800立方随后地面出现坍陷坍坑直径约35米。涌砂坍方原因：未进行超前预报、未进行超前加固、未进行超前支护东科岭隧道涌砂坍方照片东科岭隧道地面坍坑照片张集铁路旧堡隧道初期支护开裂变形（2010年2月26日发生）。变形段隧道埋深约300米地质为麻粒岩夹辉绿岩脉处于F3断层影响带构造节理发育岩体破碎。进口开挖到4136米处初期支护工25b钢架发生变形变形速率151mm/d随后掌子面后方30米范围内初期支护扭曲变形喷射混凝土开裂、掉块渗水量增大。该段变形原因：由于对工程地质特性认识不足工法选择不到位、支护措施不到位。旧堡隧道初期支护变形开裂照片集包铁路新旗下营隧道坍方（2010年3月19日发生）。坍方段埋深约70米地质为变质大理岩前期施工时经常发生局部掉块。进口开挖到370米处。后方56米位置初期支护（格栅钢架）失稳破坏坍方造成多名作业人员遇难。坍方原因：支护措施不到位、快速封闭不到位、量测不到位新旗下营隧道坍方照片2006年3月21日:武康二线王家沟隧道坍方8人受困。5月16日:大丽线南场岭隧道洞口坍方6人受困。5月21日:洛湛线双牌二号隧道洞口坍方1死3伤。8月12日:郑西客专秦东隧道坍方2人死亡。9月13日:武康二线系家山一号隧道坍方2人死亡。2006年发生事故5起造成5死3伤14人受困对统计数据进行分析软弱围岩隧道事故主要表现在三个方面：一是洞口坍方占20%。二是掌子面变形坍方占33%。三是掌子面后方坍方“关门”占47%。2软弱围岩隧道地质特征和工程特点2.1软弱围岩隧道地质特征强度低。如黏性土、粉土、砂类土、黄土、全风化岩体等围岩强度低承载能力低。节理发育、破碎。节理发育、岩体破碎的泥岩、页岩、砂岩、千枚岩、板岩等自稳能力差。断层带呈散体结构。受构造影响断层带结构面杂乱无序呈角砾、縻棱状或碎裂结构充填泥质或泥夹岩屑自稳能力极差。2.2软弱围岩隧道工程特点软弱围岩强度低、自稳能力差隧道开挖后地应力重新分布使隧道周边产生较大的松动圈。一旦工程措施（包括设计措施）和施工方法不当将极易发生初期支护变形侵限和隧道坍方等工程事故。因此软弱围岩隧道施工的核心是“控制变形、防止坍方”。3软弱围岩隧道施工技术软弱围岩隧道施工应在以下七个方面予以重视实现标准化施工管理从而避免变形和坍方事故的发生。◆超前预报◆超前加固◆超前支护◆开挖工法◆初期支护◆监控量测◆二次衬砌3.1超前预报现场时常会遇到实际开挖揭示的地质与设计提供的地质存在较大差异引起技术措施和施工方法的变化。因此除设计阶段加强地质勘察外施工阶段也必须进行超前地质预报工作。参建各方都应该重视施工阶段超前地质预报工作。高风险和极高风险隧道建立以设计单位为责任主体相关单位参与的超前地质预报机制。明确责任与分工。3.2超前加固在断层破碎带和软弱地层特别是富含水时必须对围岩进行超前加固改良地层确保隧道安全施工。必须配备专业队伍、专业设备进行专项设计保证加固效果。目前常用的围岩加固方法是注浆法。注浆法主要分全断面注浆和局部注浆两种。在富水断层地带常采取全断面注浆。全断面注浆法钻孔数量多施作周期长；局部注浆是针对隧道前方地层特点对薄弱部位进行注浆钻孔数量少施作周期短。无论是全断面注浆还是局部注浆都要求必须配备先进的钻孔注浆设备必须采取信息化注浆。别岩槽隧道F1断层全断面注浆照片齐岳山隧道F11断层信息化注浆照片注浆加固范围纵向加固长度应根据钻机能力和地层特点确定一般为20～30m。特殊地层条件下应及时调整纵向注浆加固长度否则既影响进度又影响质量。环向加固厚度一