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隧道工程突水突泥突石灾害分析与应对张梅(可编辑)
隧道工程突水突泥突石灾害分析与应对张梅
高风险隧道必须在风险的识别与评估、风险的控制与规避的各个环节实行全过程的标准化管理。 3 突水突泥灾害防范与应
对
要防止突水突泥灾害的发生，必须做好以下两项重要工作:一是风险的识别
与评估，二是风险的控制与规避。 3.1风险的识别与评估
(1)设计单位根据地质勘察资料进行隧道风险等级划分，制定技术措施。
(2)由建设单位组织风险评估，并制定高风险安全防范管理专项机制。
(3)对风险隧道进行超前预报专项设计，纳入工序管理。尤其要加强超前钻孔和超前炮孔钻探。 (4)设计单位作出水文监测专项设计(包括降雨量、涌
水量、水压)，施工单位负责实施，监理单位负责核查。
(5)施工单位对超前钻孔和水文监测的真实性负责，监理单位全过程旁站，设计单位负责地质和水文综合分析。 (6)施工过程中，预报到溶腔或断层等异常时，由建设单位组织论证，进行风险评估。方案未制定前，施工单位不得将
掌子面爆开。 3.2风险的控制与规避
(1)超前预报探测到溶腔或断层时，以及发生小型涌泥时，由建设单位组织研究确定重大技术方案。方案制定应广泛听取参建各方建议，必要时邀请专家论
证。方案选择应把安全放在首位。
(2)对极其复杂的溶腔或断层，应进行迂回绕避、增设泄水洞、释能降压和注浆加固等方案的预设计，进行多方案比选。 (3)参建各方必须严格执行确定的技术方案，落实实施责任制和追究责任制。方案调整必须履行相关程序。
(4)高风险隧道必须建立进洞条件、进洞记录、视频监控、声光报警、应急照明、安全逃生、洞内抽排水等安全保障措施。 【齐岳山隧道岩溶及断层处理
案例】 齐岳山隧道全长10.528公里，隧道进口施工中揭示大小溶洞187个，其中22个规模较大。穿越长253米的高压富水断层。隧道施工中，严格实施标准化管理，隧道安全建成，未发生任何灾害。 ?629溶腔处理 2006年5月26日，隧道进口开挖到2374米(DK363+629)，通过地质超前预报，探测到
，最大水压0.68MPa。为制定方案，现场加强超629充水溶腔。溶腔纵向长12m
前钻探，判断溶腔型态，进行综合水文地质分析。 水文地质:溶腔主要受地表洼地降雨补给，汇水面积约6平方公里。 经注浆试验，该溶腔采用注浆处理难度大，确定采取释能降压方案处理。 2009年10月26日平导贯通后，通过10个钻孔以3000立方/小时排量控制放水，共放水65万方，水压力由0.43MPa逐渐下降，稳定在0.01MPa后，对该溶腔爆破。 释能降压后，溶腔水通过横通道排入平导。基底采取加强板梁通过，确保运营安全。 溶腔放水降压照片 溶腔释能降压录像 溶腔释能降压后照片 高风险隧道突水突泥灾害分析与对策 铁
道部工程管理中心 * 高风险隧道突水突泥
灾害分析与对策
铁道部工程管理中心
二?一?年二月 目 录
1 突水突泥事故工程案例
2 突水突泥工程特征分析
3 突水突泥防范与对策 1 突水突泥事故工程案例
(1)渝怀铁路圆梁山隧道
2002年9月10日，圆梁山隧道进口正洞下导坑开挖到3414米(DK354+879)，爆破后揭示溶腔口，有少量黄泥挤出。会商后施工混凝土挡墙，突然发生大规模突水突泥，瞬间突泥4200立方，最大涌水量710立方/小时，淤积导坑244米,
造成多名作业人员遇难，工程损失惨重，影响施工一年之久。突泥点埋深550米。该灾害属岩溶突水突泥灾害。 开始时突泥照片 大规模突泥后照片 (2)
宜万铁路马鹿箐隧道
2006年1月21日，马鹿箐隧道出口平导开挖到3174米(PDK255+978)，注浆加固后开挖出碴时，突然发生突水突泥，瞬间突泥8万立方，最大涌水量72万立方/小时，淤积平导1600米，正洞1000米，造成多名作业人员遇难，经济损失巨大，影响施工一年之久。突泥点埋深约400米。该灾害属岩溶突水突泥灾
害。 大规模突水突泥录像 (3)宜万铁路野三关隧道
2007年8月5日，野三关隧道出口开挖到5444米(DK124+602)，出碴时，突然发生突水突泥突石，瞬间涌出泥砂与块石约5万立方，最大涌水量约15万立方/小时，将洞内机械设备冲出500米后解体，造成多名作业人员遇难，经济损失巨大，影响施工一年之久。突泥点埋深约200米。该灾害属岩溶突水突泥灾
害。 (4)宜万铁路大支坪隧道
2008年4月30日，大支坪隧道进口开挖到2771米(DK132+913)，注浆完成后进行开挖，专职安全员发现异常，立即下令撤人。随后，突然发生大规模突水涌砂，涌砂量约4000立方，最大涌水量4万立方/小时，淤积长度200米。由于采取了防范措施，未造成人员伤亡。突泥点埋深约160米。该灾害属岩溶突水
突泥灾害。 大规模突水涌砂监控录像 (5)宜万铁路云雾山隧道
2008年7月21日，云雾山隧道出口开挖到3079米(DK245+645)，进行超前探孔时，突然发生突水涌砂，涌砂量约1000立方，涌水量约780立方/小时，造成?线淹井1035米、?线淹井710米。突泥点埋深700米。该灾害属岩溶突
水突泥灾害。 (6)厦深铁路梁山隧道
2009年3月14日，梁山隧道进口开挖到2505米(DK96+505)，出碴时，发生小型突泥，突泥量约200立方。经会商清淤时，突然发生大规模突水突泥，突泥量约8000立方。4月6日再次突泥，突泥量约2万立方，淤积长度230米。
突泥后地表坍陷，陷坑面积50平方米，深20米。突泥点埋深270米。该灾害属断层突水突泥灾害。 大规模突泥后照片 突泥后地表坍陷照片 (7)龙厦铁路
象山隧道
2009年12月24日，象山隧道进口开挖到4468米(YDK24+158)，注浆完成
小后开挖时，初期支护开裂、掉块，发生坍塌约600立方，涌水量约200立方/时。之后，突水持续变大，最大涌水量约7000立方/小时，隧道被淹。【该注浆段30米(设计开挖25米)，上中部已经开挖完成，下部开挖22米(距预设计位置3米)】。突水后地表大面积沉降、坍陷，房屋开裂、倒塌，搬迁800余人，经济损失较大。突水突泥点埋深150米。该灾害属岩溶突水突泥灾害。 前期突水
突泥照片 突水突泥后地表坍陷照片 (8)南广铁路白云隧道
2010年1月14日，白云隧道出口开挖到696米(DK334+733)，爆破后发生小型突水突泥，突泥量约200立方。经会商清淤时，再次发生大规模突水突泥，突泥量约2000立方，突水量约300立方/小时，淤积长度150米，造成多名作业人员遇难。突泥点对应地表坍陷，陷坑面积300平方米，深20米。突泥点埋深80米。该灾害属断层突水突泥灾害。 大规模突泥后照片 突水突泥后地表坍陷
照片 (9)贵昆铁路六沾段六盘水隧道
2010年2月5日，六盘水隧道出口开挖到632米(DK248+228)，后方170米位置初期支护(工20b)破坏坍方，长度约50米，造成8名施工人员被困。该段为充填粘土夹块石溶腔，前期施工时连续发生小型坍方，采取超前大管棚并注浆加固后通过。坍方点埋深约100米。该灾害属岩溶处理通过后坍方灾害。 坍
方照片 2 突水突泥工程特征分析
对以上九个隧道，从“地质特征、工序环节、预测预报、工程处理”四个方
面进行灾害分析。 (1)地质特征
?水是灾害发生的根源。
?隧道埋深大，处于高压状态。
?隧道穿越溶洞、断层破碎带或接触带等不良地质体。
综合来看，“高压、富水、不良地质”三者不利组合是诱发突水突泥突石灾
害的地质条件。 (2)工序环节
灾害主要发生在开挖或清淤两个工序环节。
(3)预测预报
从灾害结果来看，几座隧道突水突泥的规模都非常大。加强地质超前预测预
报，溶腔或断层等不良地质是可以发现的。 (4)工程处理
九座隧道中:
?野三关隧道是突发性灾害。
?圆梁山、梁山、白云三座隧道是先发生小型突水突泥，在处理过程中发生
大规模突水突泥造成灾害。
?马鹿箐、大支坪、象山三座隧道是注浆加固开挖时发生灾害。 ?六盘水
隧道是溶腔采用大管棚注浆加固通过后发生灾害。
?云雾山隧道是超前探孔时，孔口未安设闸阀造成灾害。
从发生灾害的几种类型来看，在复杂地质条件下，应在超前预报、涌出物处理、注浆质量和开挖支护等方面予以加强。 综合以上分析，发生灾害的原因主要
体现在以下三个方面:
?未发现风险源
?发现风险源，但技术方案不合理。
?发现风险源，但施工管理措施不到位。