隧道那些你不得不注意的风险事！

干隧道需且行且小心，何至如此？因与天地相斗！风险或无处不在，又或突然袭来。

   

   

   

   

   

   

 

（示意图）  

如60年代成昆线盐井沟营地  

因选址在山洪途经之地
 

一场深夜的暴雨  

山洪从山谷中汹涌而出
 

一次就带走了一百多名铁道兵  

 

再如某拌和站座落于沟谷开阔处  

一场暴雨后  

潜伏于山谷深处的无数片石  

便如千军竞发  

沿途扫荡一切  

以至 拌和 站如飘零洪流瓦砾之上  

 
 

再如2009年康定的某个雨夜  

泥石流在夜幕的掩护下  

随暴雨倾巢而出  

瞬间形成3公里长50米宽  

库容可达300万方的堰塞湖  

改天换地之下
 

沿途两处施工驻地受到重创  

造成了4人死亡50人失踪  

 

危险不仅藏于山谷之中  

即便稳如磐石的靠山
 

一场暴雨之后
 

隐伏的危险落石、岩壁裂隙
 

倾刻间转化为强大的势能
 

从天而降
 

山下的营地顷刻间成为  

覆巢下的垒卵、岌岌可危  

为防患于未然
 

《客货共线铁路隧道施工技术规程》  

明确规定  

地质灾害频发  

场地条件困难的山区隧道  

其临时工程选址和建设方案  

应进行安全风险评估  

并采取对策及措施  

避免或降低灾害损失  

同时
 

严禁将营地等设施布置在  

受洪水、泥石流、落石、滑坡、雪崩  

等自然灾害威胁的地点  

临时工程选址和建设  

只是隧道风险的一道小菜  

真正的风险将随隧道  

与山体的正面碰撞  

而渐渐加深  

犹如一场战争的推演  

知己知彼、百战不殆  

要打赢这场战争  

须事先充分了解地质的风险所在  

分两步走  

先研究施工图、再做现场踏勘  

 

图中自有地形地貌、山川起伏
 

岩层岩性、埋深几何  

是否偏压浅埋  

富水情况如何  

顺着地质纵剖面图细细浏览
 

不良地质情况跃然纸上  

煤层、瓦斯、岩爆、断层  

高地应力、高地温等不良地质  

身藏何处均有预示  

 

在岩溶地区甚至可见  

推测岩溶区 埋伏在哪个里程  

具体方位是偏上、偏下、还是居中  

是否与断层叠加  

是否存在突泥涌水的可能  

在未来超前地质预报将因此变得有的放矢  

或调整超前水平钻的打设角度  

摸清溶洞溶腔形状  

或在拱顶增设外插加深炮孔  

或与底板进行5米钎探  

后期的应对措施将因此更为靠谱有效  

 

想要探知隧道风险的更多秘密  

还需沿隧道  

来一场深度的专业旅游  

并沿途走访当地老人  

了解近数十年是否存在
 

山洪、泥石流、滑坡等不良地质  

 

或走访隧道附近的村庄  

了解生活饮用水源及走向  

免得施工过程中断了水脉  

引发不必要的纠纷  

甚至精准掌握隧道口附近危房情况  

及与隧道的相对位置
 

视情况安排采集影像  

甚至请专家提前做出鉴定  

避免因此造成的阻工和纠纷不断  

 
 

或沿途察看水源
 

小到池塘、溪流，及潜伏的落水洞  

大到水库、湖泊  

及隐伏于山间的暗流  

这很可能说明山体内部
 

裂隙纵横、水流淙淙  

再配以对岩溶的进一步探测
 

突泥涌水的隐忧渐渐袭上心头  

安全的心已被适时动员  

此后  

摸清敌情、定下方案、做好准备  

只待开工  

 

为了能一网打尽隧道风险  

此处虚拟一座长大风险隧道  

隧道的进洞段  

山势陡峭倾斜，且寸草不生  

犹如一块发霉变干的面包  

丝毫经不起雨侵炮扰  

如不加以改善  

或是某场爆破，又或某场雨后  

山上土石俱下  

隧道口便顷刻葬身于乱石之下  

 

为此须先消除埋伏在洞顶附近的隐患  

铲除坡顶风化层
 

并砌筑截水沟截住坡顶水流  

减少山上流水的冲刷
 

继而喷砼护坡  

阻止风雨的侵蚀
 

防护要及时
 

否则数场雨后  

洞脸或迎来一场溜坍  

为后继施工带来安全隐患  

 

完成了坡表的修理  

还需对内部进行加固改造  

向山体打入数十根钢管并注浆  

浆液在压力的驱使下  

沿土石裂隙蜿蜒前行
 

将破碎的围岩紧紧固结在钢管四周  

于是一道硬壳层形成了  

因形似钢管搭成的棚子故称管棚  

 

在管棚的防护下可以开始掘进了  

但在山势陡峭的洞口  

为策万一  

还需事先打一截明洞
 

这是隧道进出洞的经典打法  

称之为先进后出
 

意为未进洞时已进洞  

已出洞时却还在洞中  

其目的是通过明洞
 

挡住山顶落石或洞顶溜坡的袭击  

这一打法由铁道兵老政委吕正操上将所创  

因安全防护十分奏效
 

被奉为经典打法，广为流传  

 

安全措施到位后终于可以进洞了  

开挖、初支、仰拱成环、二衬施工  

慢慢所有的工作面都打开了  

在软弱围岩段为了保证安全  

一榀榀慢慢往里拱  

及时初喷、钢架衔接密贴
 

两侧错开支护  

重视锚杆锁脚，避免底部悬空  

仰拱及时成环、禁止分幅施作  

监控量测时刻站岗放哨
 

关注钢架连接处异响  

初支开裂、流水、渗泥等异常情况  

所有的工序时刻保持着
 

戒骄戒躁小心谨慎的工作作风  

 

随着隧道的深入  

III、IV、V级围岩开始渐渐交替出现  

隧道作业面慢慢拉开距离
 

如不加以约束，一味向前
 

一些软弱围岩段将长时间停留在初支阶段
 

夜长梦多，时间成为最大的隐患  

或塑性变形突破了临界点  

由量变升级到质变
 

或雨季的到来让地下水饱和
 

于是原本平安的初支段开始风险激增
 

为了减少这种隐患的产生
 

降低不确定性  

安全步距的红线要求应运而生  

 

实事求是的说
 

安全步距是个快且痛的东西
 

自它诞生以后  

据统计隧道坍塌事故减少了许多  

积福不少  

但也因为它的出现  

令施工方感到束手束脚
 

甚至为此增加了安全质量隐患  

何以至此？  

因为太过霸道束缚了生产力  

甚至反作用到安全质量上  

比如同等围岩  

因为断面大小的悬殊
 

单线隧道较双线隧道要稳定持久的多
 

安全步距即可适当放宽
 

否则更为狭长的作业空间
 

各工序如何流畅展开  

归根结底  

快速成环、加紧二衬  

才是当初安全步距制定的初衷
 

因此无论单、双线隧道  

应依据当地隧道围岩特征  

各工序完成效率  

监控量测所反映的围岩收敛变形时间  

隧道埋深情况及富水情况  

综合考虑，科学制定安全步距
 

使隧道施工 既 安全又流畅  

综上而言
 

安全步距要，但需因地制宜科学制定  

 

隧道很长的一段时间都在III、IV、V级围岩里  

交错前行  

钢模台车的防护网、高空坠物
 

隧道里的安全用电、防火等  

在日常的安全检查中亦步亦趋
 

要知道曾经数起防水卷材着火  

致密闭的隧道空间浓烟滚滚
 

令作业人员瞬间窒息陨命他乡  

正因此  

防水板成为火灾严控对象  

二衬钢筋的搭接焊也因此被叫停
 

以免电焊溅起的火星意外点燃防水板  

 

隧道继续前行  

欲过埋深小于5米的浅埋凹陷段  

该段围岩破碎顺层夹泥  

对降雨及地下水极为敏感  

为保隧道安全过境  

事先派出一支小分队前往地表  

于两侧变坡面修筑截水沟
 

挡住坡面水向凹处汇流  

同时在浅埋的地表提前打设注浆孔
 

对该浅埋段进行注浆固结  

以便隧道过境时有个坚实的拱顶  

 

此后隧道围岩渐入佳境
 

进入一段长长的 II 级围岩段  

隧道施工犹如驶上了高速公路  

甩开膀子往前冲  

隧道进尺节节攀升
 

以至初支速度追不上掘进速度  

隧道开挖一度裸奔，毫无防护  

隧道敲帮问顶不彻底留下的悬石成为隐患  

每天在洞顶注视着来来往往的工人  

某次炮震犹如最后一棵稻草落下
 

正巧击中赶来的某人头顶  

此时决定人生死的  

是石块的大小和安全帽的质量  

（18年前，本人二度这样遇袭，一次擦肩而过，一次被砸晕过去，醒来发现救自已命的安全帽，也已被砸出一道裂缝，若真的不幸遇难，也就没有现在的我和我的家庭了，所以戴安全帽还是很重要的。同时隧道的及时初支是很重要的，哪怕是II级围岩一层薄薄的喷护。）  

 

好日子就要结束了
 

前方一条断层破碎带拦路
 

据统计塌方占隧道事故的54%
 

而断层破碎带又占塌方总数的90%  

何以如此凶残？  

因这里曾是地质变迁  

洪荒之力角遂的地方
 

山在这里被硬生生的掰断了
 

漫长的地质年代里，这里甚至被反复摩擦
 

以至此处的围岩  

或呈棱角分明、杂乱无章、大小悬殊状
 

或挤压成碎糜状，风化成泥  

破碎的断层  

又易成地下水的藏身之处
 

让情况将变得更糟  

在岁月及地下水的侵蚀下  

断层破碎带进一步软化  

变得十分不稳而易坍塌
 

此时最期望的莫过于  

断层与隧道的夹角大且薄  

这样可以快速通过，早日终结噩梦  

 

但噩梦来了总要应对  

是排水泄压、注浆固结  

或双层超前小导管  

或拱顶超前大管棚  

若遇上高压富水断层  

还需应对突水涌泥的可能  

掌子面采用玻纤锚杆  

或水平旋喷桩超前加固  

同时加强支护  

减小风险作业面  

于是临时仰拱、CD法、CRD法、双侧壁导坑法  

应围岩情况而生  

即便如此仍需步步为营  

一边紧盯监控量测，一边放慢脚步  

每月进尺在15~30m徘徊，甚至更低  

而这样的断层破碎带对于超长隧道而言  

特别是地质活动频繁的西南地区  

或十几条，或数十条  

可见干一条超长风险隧道有多难  

 

穿过了断层破碎带  

前方再次进入II、III级围岩的开阔地带  

如此好的围岩之下  

按每天三茬炮、一天进尺可达12米  

相当于一整板二衬的进尺  

而远远落在IV、V级围岩的二衬  

仍只能以每天一板的进度缓缓前行  

于是这种差距以每天约24米的距离在不断拉大  

然而II、III级围岩的尽头  

却突变至一段V级富水段破碎围岩  

如果掌子面停下来  

等待后面的二衬慢慢追上来再开挖  

那将是一场旷日持久的停工  

如继续掘进  

开 辟 出的V级围岩通道又将迟迟得不到二衬  

漫长的等待会唤醒许多风险  

这种情况之下、超长隧道  

第二台备用钢模台车成为最强的应急物资  

否则一台钢模台车的情况  

纵使来回跳衬  

长距离来回救援奔袭之下  

施工单位将为此疲于奔命  

台车的磨损、放线的精度、二衬的质量  

都将因此可能打上折扣  

因此面对超长隧道  

一定要根据不同级别围岩的分布  

结合工艺进尺的差距做充分考虑  

备两台台车，以备不时之需  

是个不错且必要的选择  

 

越过了跳衬段再行数百米  

隧道进入含煤地层
 

潜伏在这里的瓦斯及其他有毒气体
 

成为隧道的杀手
 

其中瓦斯爆炸的三大祸源聚齐了才可能爆炸  

瓦斯浓度在5%~16%之间  

高温火源 512℃以上  

坑道内氧气含量在12%以上
 

因此造成瓦斯爆炸的起因
 

或火雷管点火、电灯接线、电闸拉火、汽车打火  

或瓦斯突出却又通风不足
 

为防瓦斯爆炸三大祸首齐聚
 

面对瓦隧道
 

禁明火、查电源、启用防爆设备  

切断高温火源  

保障通风，增加备用通风设备
 

勤测瓦斯浓度  

以保证任何时间、地点不得大于0.5%  

穿过了煤层瓦斯爆炸风险段
 

隧道进入300米以上高埋深段  

据超前水平钻探测  

钻芯如微化饼干一样一层层裂开  

揭开掌子面后发现  

新鲜的岩面近乎完美  

即不见渗水，更无见流泥
 

甚至连一点石锈（泛黄）的痕迹也没有  

然而光鲜的外表下却危险暗伏  

山体内隐藏万年的巨大应力  

在掌子面打开的那一刻起  

终于找到了宣泄的出口  

凌空的岩石在内部爆裂  

并被纷纷弹出  

于是拱部掉块，边墙垮塌  

小如石片，大如条石  

甚至巨如方桌  

声小如鞭炮，声大如惊雷  

在云层中滚过，十分骇人  

为了顺利通过狂暴的岩石区  

必要时须提前钻孔，小炮预裂围岩  

从而释能降压、调整应力布局  

其后短进尺  

小间距、小药量、光面爆破  

尽可能免得惊动岩爆或减小岩爆震幅  

然岩爆一旦发生  

须先退避以待岩爆慢慢消减  

并在十余米以外（看岩爆弹射区而定）  

用高压喷水软化岩面  

岩爆停熄后再行敲帮找顶  

并再用胀壳式锚杆  

将不稳定的岩石锚在稳固围岩上  

此后喷砼、锚杆、钢架支护  

必要时柔性钢丝网配钢纤维网喷  

除此之外  

人员、机械还需全副武装  

避免岩爆弹射出的块体伤及人员、设备  

 

穿过了飞石如雨的岩爆区  

隧道进入了神鬼莫测的岩溶区  

其风险之复杂切不可轻易揭开  

务必小心应对，谨慎探测  

可5米加深炮孔在掌子面四周  

以30~45度向外插角探测  

如存异常增设超长水平钻摸清溶洞形状  

此后见招拆招  

或降压释能解除突泥涌水隐患  

或以桥跨越洞内深渊  

或以数十根擎天柱撑起洞内穹顶  

等等不一而足  

实际情况远较上述所言复杂的多  

 

虚拟个简单例子  

某溶洞如上图巧遇了断层  

并处在漏斗状风化槽之下  

超前水平钻进一步揭示  

洞内充泥富水  

一切表明突泥涌水的风险昭然若揭  

为安然度过  

裳子面预留岩盘厚度  

以避免突泥涌水涌入隧道  

在拱部打设超长管棚度  

度过溶腔并注浆固结上部  

此后在管棚的保护下  

短进尺慢慢掘进  

并及时加固四周以策安全通过  

经历重重艰难风险  

终于打通了这座虚拟长大风险隧道  

而实际上这一切  

仅仅是从风险隧道的表层走过  

真正超长风险隧道  

需要的不仅是智取和强大的工装  

还需勇气及百折不挠的耐心  

在此，谨以此文致敬奋战在祖国各地  

隧贯山河的隧道工程人！       

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