遇见溶洞坍方事故

溶洞隧道开挖时,导致坍方的原因有多种,概括起来可归结为:一是自然因素,即地质状态、受力状态、地下水变化等;二是人为因素,即不适当的设计,或不适当的施工作业方法等;由于坍方往往会给施工带来很大困难和很大经济损失;因此,需要尽量注意排除会导致坍方的各种因素，尽可能避免坍方的发生;

一、发生坍方的主要原因一不良地质及水文地质条件

1溶洞隧道穿过断层及其破碎带,或在薄层岩体的小曲褶、错动发育地段,一经开挖,潜在应力释放快、围岩失稳,小则引起围岩掉块、坍落,大则引起坍方;当通过各种堆积体时,由于结构松散,颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌;在软弱结构面发育或泥质充填物过多,均易产生较大的坍塌;

2溶洞隧道穿越地层覆盖过薄地段,如在沿河傍山、偏压地段、沟谷凹地浅埋和丘陵浅埋地段极易发生坍方;

3水是造成坍方的重要原因之一;地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍落;岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体,在地下水的作用下,软弱面的强度大为降低,因而发生滑坍;

二、溶洞隧道设计考虑不周

1溶洞隧道选定位置时,地质调查不细,未能作详细的分析,或未能查明可能坍方的因素;没有绕开可以绕避的不良地质地段;

2缺乏较详细的隧道所处位置的地质及水文地质资料,引起施工指导或施工方案的失误;

三、施工方法和措施不当

1施工方法与地质条件不相适应;地质条件发生变化,没有及时改变施工方法;工序间距安排不当;施工支护不及时,支撑架立不合要求，或抽换不当“先拆后支”;地层暴露过久,引起围岩松动、风化,导致坍方;

2喷锚支护不及时,喷射混凝土的质量、厚度不符合要求;

3按新奥法施工的溶洞隧道,没有按规定进行量测,或信息反馈不及时,决策失误、措施不力;

4围岩爆破用药量过多,因震动引起坍塌;

5对危石检查不重视、不及时,处理危石措施不当,引起岩层坍塌;

四、预防溶洞坍方的施工措施

1溶洞隧道施工预防坍方,选择安全合理的施工方法和措施至关重要;在掘进到地质不良围岩破碎地段,应采取“先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”的施工方法;必须制订出切实可行的施工方案及安全措施;

2加强溶洞坍方的预测;为了保证施工作业安全,及时发现坍方的可能性及征兆,并根据不同情况采用不同的施工方法及控制坍方的措施,需要在施工阶段进行坍方预测;

预测溶洞坍方常用的几种方法:

①观察法

a．在掘进工作面采用探孔对地质情况或水文情况进行探察,同时对掘进工作面应进行地质素描,分析判断掘进前方有无可能发生坍方的超前预测;

b．定期和不定期地观察溶洞内围岩的受力及变形状态;检查支护结构是否发生了较大的变形;观察是否岩层的层理、节理裂隙变大,坑顶或坑壁松动掉块;喷射混凝土是否发生脱落;以及地表是否下沉等;

②一般量测法

按时量测观测点的位移、应力,测得数据进行分析研究,及时发现不正常的受力、位移状态及有可能导致坍方的情况;

③微地震学测量法和声学测量法

前者采用地震测量原理制成的灵敏的专用仪器;后者通过测量岩石的声波分析确定岩石的受力状态,并预测坍方;

通过上述预测溶洞坍方的方法,发现征兆应高度重视及时分析,采取有力措施处理隐患,防患于未然;

3加强初期支护,控制坍方:当开挖出工作面后,应及时有效地完成喷锚支护或喷锚网联合支护,并应考虑采用早强喷射混凝土、早强锚杆和钢支撑支护措施等;这对防止局部坍塌,提高隧道整体稳定性具有重要的作用;

五、溶洞隧道坍方的处理措施

1溶洞隧道发生坍方,应及时迅速处理;处理时必须详细观测坍方范围、形状、坍穴的地质构造,查明坍方发生的原因和地下水活动情况,经认真分析,制定处理方案;

2处理坍方应先加固未坍塌地段,防止继续发展;并可按下列方法进行处理:

①小坍方,纵向延伸不长、坍穴不高,首先加固坍体两端洞身,并抓紧喷射混凝土或采用锚喷联合支护封闭坍穴顶部和侧部,再进行清渣;在确保安全的前提下,也可在坍渣上架设临时支架,稳定顶部,然后清渣;在确保安全的前提下,也可在坍渣上架设临时支架,稳定顶部,然后清渣;临时支架待灌筑衬砌混凝土达到要求强度后方可拆除;

②大坍方,坍穴高、坍渣数量大,坍渣体完全堵住洞身时,宜采取先护后挖的方法;在查清坍穴规模大小和穴顶位置后,可采用管棚法和注浆固结法稳固围岩体和渣体,待其基本稳定后,按先上部后下部的顺序清除渣体,采取短进尺、弱爆破、早封闭的原则挖坍体,并尽快完成衬砌图;

③坍方冒顶,在清渣前应支护陷穴口,地层极差时,在陷穴口附近地面打设地表锚杆,洞内可采用管棚支护和钢架支撑;

④洞口坍方，一般易坍至地表,可采取暗洞明作的办法;

3处理坍方的同时,应加强防排水工作;坍方往往与地下水活动有关，治坍应先治水;防止地表水渗入坍体或地下,引截地下水防止渗入坍方地段,以免坍方扩大;具体措施:

①地表沉陷和裂缝,用不透水土壤夯填紧密,开挖截水沟,防止地表水渗入坍体;

②坍方通顶时,应在陷穴口地表四周挖沟排水,并设雨棚遮盖穴顶;陷穴口回填应高出地面并用粘土或坛工封口,做好排水;

③坍体内有地下水活动时,应用管槽引至排水沟排出;防止坍方扩大;

4坍方地段的衬砌,应视坍穴大小和地质情况予以加强;衬砌背后与坍穴洞孔周壁间必须紧密支撑;当坍穴较小时,可用浆砌片石或干砌片石浆坍穴填满;当坍穴较大时,可先用浆砌片石回填一定厚度,其以上空间应采用钢支撑等顶住稳定围岩;特大坍穴应作特殊处理;

5采用新奥法施工的隧道或有条件的隧道,坍方后要加设量测点,增加量测频率,根据量测信息及时研究对策;浅埋隧道,要进行地表下沉测量;