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隧道施工塌方原因分析及预防

摘要：通过对隧道坍塌的原因分析，采取超前地质预报、超前

支护、严格质量管理、围岩监控量测等手段综合防治，就可以将塌

方发生的可能性降到最低。

关键词：隧道塌方原因分析预防

概述

在公路、铁路大断面隧道开挖施工中，由于自然地质条件、设

计措施及施工工法、施工质量等因素，常会发生塌方事故和突水、

突泥事故，给隧道施工带来极大危害。塌方以其高发性、高危性严

重威胁着工程设备和人员安全，防塌、治塌工作已经成为隧道施

工的首要问题。国内大部分在建或已建的隧道均发生过不同程度的

塌方，特别是近期铁路、公路的快速建设中多次出现隧道塌方事故，

2010年7月柳南客专那适2号隧道塌方造成10人死亡，2010年10

月内蒙古赤峰市锦赤铁路烧锅地隧道口坍塌造成4人死亡3人重

伤，2011年3月云南迪庆香格里拉在建公路肯古隧道塌方19人被

困幸被救出，2011年4月兰新铁路小平阳隧道塌方造成12人死

亡……。事故的频发促使我们必须从源头上去分析事故产生原因，

有针对性地采取有效措施规避风险，才能保障隧道施工人员的生命

财产安全。

二、隧道塌方原因分析

发生隧道塌方事故的隧道，往往集中在那些围岩级别差的地段，

主要是iv、v、vi级围岩等不良地质隧道中，根据笔者在湘桂铁路

永柳段扩能改造工程隧道监理过程中的经验，分析起来主要有以下

几点原因：

未科学严谨地进行超前地质预报。设计时无法获取全隧详细地

质情况，施工时也没有按规定认真进行超前地质预报，一旦遇到突

水涌泥、溶洞、断层等严重不良地质，将给隧道施工带来重大安全

威胁，如2010年1月南广高铁白云隧道突发性突水突泥造成6死4

伤。

超前支护未按设计要求施做到位。不按设计要求施工超前大、

中管棚和超前小导管，或超前小导管数量不足，长度不够，注浆不

到位，不注浆等。

开挖工法不当。设计对于地质不良及软弱围岩一般指定了适宜

的施工开挖工法，如中隔壁法（cd法）、交叉中隔壁法（crd法）、

双侧壁导坑法,但落实到工程实践中，施工单位往往追求进度效益，

未经变更和批准就擅自改变工法。如设计开挖工法为crd改为台阶

法，加大了施工风险，埋下了坍塌祸根。

开挖进尺过大，施工工序衔接不及时，导致围岩变形持续扩大，

未得到及时有效支撑而导致塌方。《铁路隧道施工安全技术规程》

tb10304-2009明确规定台阶法施工时上部、下部断面一次开挖长

度均不得超过1.5m，采用分部法开挖时开挖进尺控制在1.0m以内。

但在实际工程实践中，施工单位往往追求进度效益，有的隧道iv

级软弱围岩掌子面上台阶开挖进尺达到3.0～4.0m,（铁道部120号

文规定不得超过2m)v级围岩开挖进尺达2.0～3.0m(铁道部120号

文规定不得超过1m），存在较大的安全隐患。开挖进尺过大导致不

能及时喷射混凝土封闭、仰拱开挖后不能及时施工，仰拱至掌子面

的距离以及二衬至掌子面距离超出安全距离规定等一系列问题。

初期支护偷工减料，不按设计要求数量、质量施作。如擅自加

大钢架间距、不施工或减少拱顶系统支护锚杆和锁脚锚管的数量、

拱部中空锚杆和拱脚锁脚锚管不注浆。

施工质量达不到设计验收标准要求。如锚杆长度不足、砂浆锚

杆砂浆不饱满或强度不足、喷射混凝土原材料不合格，厚度和强度

达不到设计要求，钢拱架与围岩间未完全由喷射混凝土填充密实、

存在空隙以及钢架未置于稳固的岩石上等等。

围岩监控量测不做或做不到位，不能及时发现围岩急剧变形的

险情。目前检查中经常发现隧道内测点埋设不规范（未埋入围岩，

用手可轻易拔出），监控量测点布置数量不足、量测频次不足，对

量测数据处理不规范，变形未收敛的也误判为收敛，不能有效指导

施工。

三、隧道塌方的预防

根据隧道塌方形成的原因，笔者认为从以下几个方面着手，可

以有效预防或减少隧道事故的发生：

1、设计方面：

（1）加强地质勘探工作。针对存在不良地质的隧道，要特别加

强隧道的地质勘探工作，通过加密勘探点，对隧道全长范围内的不

良地质摸的一清二楚，才能更好地指导施工。

（2）加强隧道工