祝 立 棟

(中鐵十二局第二工程公司，山西 太原　030032)

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隧道施工中突水突泥事故原因分析及預防措施

祝 立 棟

(中鐵十二局第二工程公司，山西 太原030032)

摘要：從地質作用、施工工序、超前預報、災害評估等方面，分析了隧道施工中突水突泥事故發(fā)生的原因，并闡述了預防隧道施工事故的措施，有助于保護隧道施工的進度和質量。

關鍵詞：隧道，突水突泥，超前預報，注漿

1突水突泥事故原因分析

突水突泥事故主要是在施工過程中，隧道施工掌子面前方或者開挖輪廓四周的特大巖溶溶腔突然壓潰臨界面，造成突水突泥地質災害。這種災害的發(fā)生具有突然性、巨大性，造成人員傷亡最多、經(jīng)濟損失最大，事故原因可歸納為以下幾點。

1)地質作用。首先是水的作用，水是突水突泥災害發(fā)生的最大根源。其次是壓力高，隧道一般埋深都比較大，通過爆破開挖之后，打破原有平衡壓力，處于高壓狀態(tài)。還有就是不良地質，隧道一般存在長、大、深等特點，沿途經(jīng)歷圍巖變化繁多，隧道在穿越溶洞、斷層破碎帶或接觸帶、地下河等不良地質時，特別容易發(fā)生突水突泥災害。綜合來看，“富水、高壓、不良地質”三者不利組合是誘發(fā)突水突泥災害的主要地質條件。

2)工序環(huán)節(jié)。a.通過對多起突水突泥的研究發(fā)現(xiàn)，突水突泥災害大多發(fā)生在開挖環(huán)節(jié)中。對不良地質圍巖的盲目不合理開挖，開挖進尺過大，是造成突水突泥的主要原因；b.前期發(fā)生小范圍突水突泥清淤過程中。在很多大型突水突泥災害發(fā)生前，都會發(fā)生前期小型、局部、小范圍的突水突泥，在處理方法及措施不完善的情況下，盲目的進行清淤工作，極大的增加了后期大型突水突泥災害所造成的風險。

3)超前預測預報?，F(xiàn)在很多項目對超前預報工作很不重視，對于規(guī)范要求的超前預報工作敷衍了事，未起到提前了解開挖前方具體地質情況的作用，對于自己多年的隧道施工經(jīng)驗盲目自信，大大的增加了不良地質突水突泥災害的發(fā)生幾率。

4)初期支護及圍巖量測。不良地質圍巖初期支護未按照設計要求施作，鋼架型號不符、鋼架間距過大、系統(tǒng)錨桿長度及數(shù)量不足、鎖腳錨桿長度及角度不夠、噴錨不密實背后脫空等不規(guī)范的施工作業(yè)。在初期支護后未及時、長期的進行圍巖量測工作，未及時掌握圍巖變化情況。

5)災害評估不足，處理不徹底。通過對多起突水突泥的研究發(fā)現(xiàn)，在前期發(fā)生小型小范圍突水突泥后，對于災害的評估不充分，在注漿加固處理后，因為處理不徹底，開挖時再次發(fā)生大規(guī)模、大范圍的突水突泥災害，對人員、設備造成重大傷害。

2事故預防措施

從突水突泥災害發(fā)生原因來看，在復雜地質條件下，應在開挖支護、涌出物處理、超前預報及注漿處理質量等方面進行加強。

1)在復雜地質條件下，在開挖支護時，應遵循“縮短開挖、減弱爆破、加強支護、增加量測頻率”的指導原則，嚴格控制現(xiàn)場開挖進尺。a.縮短開挖、減弱爆破：通過增加打眼數(shù)量、縮短打眼深度、減少裝藥量，從而減少開挖進尺的原則，減少對周邊圍巖的擾動；b.加強支護：針對極破碎圍巖地段，應采取打設錨桿、掛設網(wǎng)片、噴射混凝土聯(lián)合支護的原則。如果錨網(wǎng)噴支護仍不能提供足夠的支護能力時，應及時裝設鋼架(工字鋼或格柵鋼架)支撐加強支護；c.增加量測頻率：在開挖支護完成后，立即組織測量班對初支進行監(jiān)控量測工作，及時準確掌握圍巖變化情況。如果圍巖變化較大，應及時制定相應的補救措施或方案。

2)在發(fā)生小型突水突泥災害后，進行涌出物處理時，應遵循先完善處理方案后清理的原則，發(fā)生災害項目部應及時成立災害處理指導小組，制定合理的處理方案，在評估可行后進行下一步清淤工作。 災害發(fā)生后應先查閱圖紙等資料，掌握該段圍巖情況及地下水發(fā)育情況，研究可能發(fā)生的后續(xù)災害，結合超前預報工作，判斷前方具體地質情況，制定合理的處理方案。

3)重點加強超前預報工作。對于復雜不良地質，應該進行多類型超前預報相結合的方法，一般采用的超前預報方法有綜合物探超前探測法、水平鉆孔超前探測法、洞內綜合地質法、圍巖大變形與膨脹性預測預報法。a.綜合物探超前探測：包括遠距離超前探測、中距離超前探測和紅外探測。遠距離超前探測擬采用方法為地震波地質探測儀法，探測前方距離約100 m，每循環(huán)搭接20 m；中距離超前探測擬采用地震反射波法和地質雷達探測法，探測前方距離約30 m，每循環(huán)搭接5 m；紅外探測定性預報掌子面前方30 m范圍內地下水發(fā)育情況，每循環(huán)搭接5 m。b.水平鉆孔超前探測：包括單孔水平鉆探法、1孔～4孔偏角超前鉆探法、利用炮眼加深超前探測法。單孔水平鉆探法：能夠超前探測30 m，每循環(huán)搭接不小于5 m，可以探測中近距離物探超前探測的異常地段；1孔～4孔偏角超前鉆探法：超前探測30 m，每循環(huán)搭接5 m，驗證中近距離物探超前探測的異常地段和排水降壓，富水巖溶發(fā)育區(qū)超前鉆探應終孔于洞室開挖輪廓線外5 m～8 m；利用炮眼加深超前探測法：根據(jù)物探及超前鉆孔成果資料，在每一循環(huán)鉆設炮眼時布設5個～20個鉆孔加深3 m～5 m作為探測孔。c.洞內綜合地質法：包括地質調查法、洞內涌突水的實時監(jiān)測。地質調查法是充分利用洞室的掌子面與側壁，主要進行地層巖性特征、斷層破碎帶及影響帶、裂隙密集發(fā)育帶與構造擠壓破碎帶、軟弱夾層帶、巖性突變與地層界線等的產(chǎn)狀、性質與發(fā)育程度、巖體破碎程度與填充情況、涌(突)水突泥、塌方冒頂與圍巖變形破壞的部位、特征、方式與規(guī)模及隨時間的變化特征等的詳細量測和地質素描，繪制施工實時地質圖。洞內涌突水的實時監(jiān)測：洞室內各涌水點(掌子面鉆孔、炮眼、巖溶管道突水)的實時監(jiān)測，洞室洞身突水動態(tài)監(jiān)測，洞室洞內氣溫與濕度的實時監(jiān)測，隧道通過地帶地下水(巖溶水)地表排泄點與地表水等的實時監(jiān)測，在此基礎上，再用多種方法綜合分析計算涌水量與涌水水壓，對掌子面

文章編號：1009-6825(2016)14-0176-02

收稿日期：2016-03-05

作者簡介：祝立棟(1987- )，男，助理工程師

中圖分類號：U458

文獻標識碼：A