青岛地铁某区间隧道涌水突泥塌方事故分析

青岛地铁某区间隧道涌水突泥塌方事故分析

摘要：本文研究青岛地铁某区间隧道涌水突泥事故处理措施，总结事故发生原因，以期为类似工程提供参考。

关键词：区间隧道；涌水突泥；处理措施

0 引言

在地下工程隧道施工中，隧道事故频发，分析北京、上海、南京等地隧道塌方事故发生[1-3]，研究表明隧道上方存在的管线渗漏水情况、不良地质、管理不到位等是大多数事故发生的主要原因。

1 工程概况

青岛地铁某区间隧道单线单洞施工，左右线间距13~13.4m，隧道埋深10~16m，隧道洞身穿越粗砾砂及强风化至强风化至中等风化花岗岩地层，采用锚构筑法施工。自上至下穿越地层主要有第四系全新统素填土，粉质粘土、粗砾砂、燕山晚期花岗岩。地下水主要以第四系孔隙潜水为主，局部具弱承压，富水性中等。隧道自K21+597.000以西，隧道进入岩土分界点，拱顶为粗砂层，地下水丰富，地质条件复杂，同时，地下有12条上水管线及其它市政管线。

2 事故概况

2011年7月17日凌晨1点30分，区间隧道工程，施工至左线ZK21+598处时，突然发生涌水突泥掌子面坍方事件。

3 处理措施

（1） C20砼回填坍腔

采用商品混凝土直接回填坍腔，对损坏的污水管道及时修复，经过现场全体抢险人员的努力奋战，11点30分坍腔回填处完成。

图1 塌方现场及补救措施

（2） 砂袋封堵

在上台阶靠近塌方段进行砂袋堆码封堵，防止坍体不稳定，继续坍塌。

（3） 封闭坍体表面

在砂袋表面挂网喷射混凝土，形成止水帷幕墙封闭，避免洞内水流继续冲刷浸泡坍体，防止注浆加固时浆液从坍体流出，影响注浆加固效果。钢筋网片直径为φ6.5，格网间距200×200，喷射0.15m厚C20混凝土。

（4） 初期支护加强

对坍方后面的初期支护进行加强，增加锁脚锚管并注浆，以防止出现初支下沉变形。

（5） 抗滑锚管施工

在封堵墙下部施做φ42抗滑锚管，并注浆，锚管布置为：水平间距1m，排距0.5m，梅花形布置，入岩深度2m，锚管外露长度0.2m，外露部分用钢管相互连接并喷射混凝土覆盖，形成“锚固梁”。防止坍体滑动。

（6） 坍体注浆加固

采用5.0m长的φ42钢花管，间距0.5m（竖向）×0.5m（水平）梅花型布置，注水泥浆+水玻璃双液浆。

（7） 拱部导管注浆加固处理

为加固拱顶松散岩层，对ZK21+589～591.8段上台阶拱部打入大外插角小导管注浆加固岩体，外插角为45°，导管长3.5m，注水泥+水玻璃双液浆。

（8） 近坍方段拱顶加固

ZK21+591.8-ZK21+594.8范围内，拱部打入Ф42超前小导管注双液浆，按照斜向上30度角打入，每榀钢架打一环，共打设4环。Ф42超前小导管布置形式为：拱部布置，环向间距0.4m，纵向间距0.75m，导管长度依次为5.5m，6.5m，7.5m，8.5m，穿过坍体进入岩层为止。

（9）加强监控量测

对坍塌发生点周围的地表、地下管线、以及隧道内初期支护的变形情况进行了监测，共布设监测点51个，监测频率2小时一次，进行24小时不间断监测。截止7月21日6时，累计最大地表沉降8.4mm，管线最大沉降量1.83mm，隧道内拱顶最大沉降量4.7mm，净空收敛最大0.3mm。监测数据显示，7月19日后，日累计沉降最大点不超过1mm，地表、管线及隧道内的变形已趋于稳定。

4 事故原因分析

（1） 地质条件差，为破碎软弱围岩，围岩松散，自稳能力差。

（2） 隧道上部有1条污水管线，3条自来水管线，1条电力管线和1条燃气管线。污水管线长期渗水，渗漏的水在空洞位置形成地下水囊，水囊下部、结构上部的土体长期被浸泡，处于饱和流塑状态，自稳能力很差，超前小导管施工扰动了该部土方，水囊中的水和泥沙冲破土层，突然发生坍塌；

③ 初期支护不及时。

隧道上方的污水管线是导致事故的最重要风险源，施工过程中应提前查明污水及自来水管线分布及渗漏水情况，提早防治。

参考文献：

冯卫星,况勇,陈建军. 隧道塌方案例分析,2002.

P.L.R.Pang. Catalogue of notable tunnel failure case histories civil engineering and development department. march 2009.

马洪勇. 隧道塌方的原因分析及预防措施.福建建设科技.2009,5:59-61.