隧道坍塌事故反思

隧道坍塌事故反思

2011年4月20日凌晨4:05时，监理管段内的×××隧道出口洞内发生坍塌事故，造成×名作业人员不幸被埋在坍塌体内。

事故发生后，现场监理工程师及时组织施工单位进行抢险救援，立即启动了应急救援预案，并向监理站作了汇报。

监理站在第一时间赶到了现场，一方面同施工单位一起组织抢险救援，一方面按照国家有关安全生产事故上报程序逐级上报。铁道部、国家安监总局应急救援中心、地方政府、地方安监局及各参建单位党政工主要领导均在最短时间内赶到了现场，迅速组建了“4.20”坍塌事故抢险救援指挥部，并立即开展抢险救援工作。

一、设计、施工情况

（一）工程简介

×××隧道位于新建XX铁路第二双线站前工程LXS-XX标段内。隧道设计出口里程桩号DK349+312，洞口轨面高程3300.9623，明暗洞交界里程DK349+281，明洞长度31m。为双线Ⅰ级电气化铁路隧道，位于直线上。

（二）设计情况

×××隧道出口洞口里程为DK349+312，DK349+312—DK349+281为明洞段，DK349+281—DK349+210为Ⅴ级围岩，DK349+210—DK349 +060为Ⅳ级围岩，DK349+060—

DK348+860段为Ⅲa级围岩。在DK348+940将穿越一背斜。本段地层主要为第四系全新统坡积碎石土、下伏基岩为石炭系灰岩、砾岩、页岩及泥盆系砂岩。

（三）地质构造

本隧道位于×××褶皱系构造单元及其边缘部位，××褶皱系为北西向展布，沿线涉及次级构造单元为：×××中间隆起带、×××优地槽带，各构造单元多以深大断裂分界。隧道通过区无断层构造发育，但褶皱构造十分发育，石灰系灰岩、页岩、砂岩等岩层产状沿线路变化频繁，发育多处次级小褶皱，岩体节理裂隙发育。

（四）水文地质

隧道区地下水的形成受地形地貌、岩性构造、植被、降水量等多方面因素的控制和影响，特别在构造作用下，断层破碎带、节理密集带、岩性接触带，为地下水的储存运移创造了良好条件，地下水主要为第四系孔隙潜水，基岩裂隙水和构造裂隙水，与隧道关系密切的为基岩裂隙水和构造裂隙水。

（五）超前地质预报情况

2 0 1 0 年1 1 月8 日， 第三方地质超前预报单位对DK349+180—DK349+060地段按照设计要求进行了TSP超前地质预报；DK349+035—DK349 +060地段未进行地质素描。

（六）施工情况

×××隧道出口于2014年7月28日开工，洞口里程DK349+312，开挖完成277米，二衬完成201米，仰拱完成218米；目前掌子面开挖里程为DK349+035，下台阶左DK349+075，右DK349+070，仰拱里程DK349+094，二衬里程DK349+110.8。

实际施工揭露地质情况：DK349+281—DK349+251为浅埋地段，面向掌子面方向右高左低，存在偏压，且左侧冰冻严重，以至后期变形较大，在DK349+281—DK349+260段初期支护已侵限，计划2011年5月份采取换拱处理。

2011年3月29日，DK349+055掌子面出露灰岩、泥质砂岩及页岩，并分布一小向斜，岩层破碎，节理裂隙发育，节理面充填方解石脉，岩层走向与洞身方向基本一致，倾角在掌子面线路左侧几乎直立，右侧70°。建设、设计、监理、施工单位现场确认后将DK349+060—DK349 +040段围岩变更为Ⅲb-2，即拱部180°范围内采用格栅钢架1.2m/榀支护，但现场未出《变更纪要》，施工单位仍按原设计Ⅲa级围岩支护参数开挖施工，现场监理工程师要求施工单位技术管理人员，严格按设计口头变更指令实施，而施工单位以未接到《变更通知》为由，仍然继续按原设计施工。2011年4月1日监理工程师在口头要求未落实的情况下，下发了监理工程师通知单要求严格按《设计变更》施作。

2011年4月4日开挖至DK349+035时，DK349+055—DK349+035段面向掌子面左侧拱顶发生片帮小坍方，塌方前掌子面开挖里程为DK349+035，下台阶左DK349+075，下台阶右DK349+070，仰拱里程DK349+094，二衬里程DK349+110.8。建设、设计、监理、施工单位现场勘察后，决定对DK349+055—DK349+035塌方段调整支护参数，采用Ⅰ20按0.6-0.8m/榀支护，喷射砼厚度为28cm，坍腔注浆填实，衬砌按照Ⅳa施工。实际施工时因现场无Ⅰ20工字钢，就采用了Ⅰ22工字钢代替Ⅰ20进行支护，间距控制在60-70cm。现场未出《变更纪要》。

2011年4月5日开始， DK349+060—DK349 +050段每循环按照1-2榀进行立设钢拱架、喷射砼施工作业，并对空腔顶部支立钢支撑。2011年4月14日，在DK349+052预埋注浆孔处进行拱部空腔注浆，但注浆未对空腔注满、未填密实，拱部仍然存在空洞。

2011年4月14日至4月20日， DK349+050—DK349+038地段，每循环按照2-3榀进行立设钢拱架、喷射砼施工作业，预埋注浆孔1处。

二、事故发生经过

2011年4月19日14:00—23:10时，DK349+038—DK349+041地段支立Ⅰ22钢拱架，并开始喷射混凝土作业。喷浆班共计14人，其中喷浆作业人员12人，领工员及工班长各一人位于最后一板台车处，其中一人中途出洞领料，一人在洞内值守；到4月20日凌晨3:50时左右，DK349+037—DK349+050段上部突然坍塌，其下作业工人无时间撤离，瞬间作业人员×人被埋于坍体内，塌方量在370方左右，并不时有掉块现象。塌方形态为松散堆积体，自DK349+035向洞外坡至DK349+050附近；DK349+050—DK349+035段面向掌子面左侧及拱顶以上出现高8－10m左右的塌腔，面向掌子面右侧DK349+050—DK349+040约13榀钢架在拱腰钢架连接处被整齐切断。塌体成分以灰岩为主，少量泥灰岩及页岩。坍方段洞顶埋深为90-100m。

三、事故原因分析

1、自然原因—冰雪融化的影响：×××地区海拔3000-4100米，广泛分布多年冻土和季节性冻土，冻土深度1-3米，每年4-6月为冻土的冰雪融化期。位于该区域的×××隧道洞顶地表标高3300-3700米，地表冻土4月初开始融化。塌方段洞顶埋深95-100米，作业段为泥灰岩、泥岩及碳质页岩，地质条件较差，且分布一小褶皱，岩层破碎，节理裂隙发育，裂隙中冰块解冻后对裂隙起到了润滑的作用，使岩体间摩擦阻力减小，导致围岩稳定性变差，这是导致塌方事故的外在诱因。

2、地质条件不良的原因：×××隧道位于×××区域地质构造带内石炭系灰岩夹页岩地层中，由于多期构造运动挤压作用强烈，洞身发育多条向斜、背斜相间组成的复式褶皱。3月29日开挖揭示掌子面DK349+058分布一小向斜，应为勘察设计中大背斜的一条次生小构造，DK349+050—DK349 +037正好位于该构造内，岩层倾角陡峻，70—80度，局部呈直立状，岩层节理裂隙发育，可见明显的层间错动及潮湿状态的软弱页岩破碎带的存在，导致层间结合力极差，使块状结构的岩层的自稳能力降低，是导致这次塌方事故的主要原因。

3、施工本身的原因：2011年4月4日曾发生过一次片帮小塌方，后设计部门到现场对塌方段拟定了处理措施，施工过程中支护措施符合处理措施要求，但初支背后空洞处理不及时，DK349+060—DK349 +050段初支背后及时进行了压浆，但DK349+050—DK349+037段共13米未及时对初支背后空洞进行压浆，导致应力集中，瞬间垮塌并冲击已施工支护钢架，支护钢架承受不住巨大压力而垮塌，造成塌方及人员伤亡事故。

1)、施工单位对现场发生的变更指令，没有认真落实；对监理通知单没有认真执行，随意施工。

2)、架子队九大员配备不足，难以实现技术员、安全员、质检员跟班作业。

3)、注浆管预留间距过大，注浆不到位，拱顶空洞未注满，造成拱顶坍塌体冲击荷载对结构破坏，钢架受力体系未充分发挥作用。

4)、施工单位监控量测工作存在“重资料、轻分析”现象，流于形式，不能有效指导现场施工。

5）、DK349+035—DK349 +055地段塌方处理时间过长，错过了塌方段有效的处理时间。

6）、 施工单位管理体系存在问题，资源配置与生产规模不匹配，现场技术管理力量簿弱，施工组织管理控制方面难度很大，工序之间未形成有效工作链，民工队伍极不稳定，更换极为频繁。

4、监理工作中，对于施工中的不规范行为，虽已口头及书面督促施工单位整改，但对于未执行整改的深层次原因没有引起高度重视，其次对于初支背后未及时注浆回填没有引起高度重视，现场监理工程师对隧道施工存在的安全隐患未能及时发现，并采取果断措施。

5、设计单位对施工现场发生的变更除在现场进行口头变更指令外，对《变更纪要》下发不及时；《变更纪要》未对分段注浆作明确要求，导致施工单位预留注浆孔间距过大。

四、应吸取的经验和教训

面对无可挽回的生命，我们心情十分沉重。面对血的教训，使我充分认识到安全生产工作不能有一丝一毫的疏忽、大意、懈怠，完善规章制度、管理严格、责任落实是防止事故的重要手段；及时排除隐患、制定并监督落实整改措施是防止事故的根本方法；加强安全生产教育，提高作业人员安全生产意识，是防止事故的得力措施；强化机构安全生产工作的组织领导是防止事故的有力保证。只有不断强化安全生产工作，不折不扣地贯彻落实《安全生产法》，不遗余力地抓实安全生产工作，企业才能远离安全事故、才能保证安全生产。

痛定思痛，认识和责任是关键。我们应该清醒地认识到当前安全生产形势仍然十分严峻，特别是隧道围岩发生变化时，要及时进行有针对性的支护措施，同时在日常施工监理过程中要经常督促施工单位加强应变能力；要不断加强监理人员的业务培训工作，提高监理人员工作能力和责任心，对现场存在问题能及时发现，果断遏制。必须层层落实安全生产责任制度，突出重点、从严监管，做到警钟长鸣，长抓不懈。

五、下一步监理措施

1、加强监理人员现场执行力，对《变更指令》必须认真落实到施工过程中，对现场不严格执行《变更指令》的行为必须停止作业，及时向分站长、总监汇报。

2、加强监理人员的业务培训，提高工作能力和责任心，对现场存在问题能够及时发现、果断遏制，不合格监理人员坚决予以清退。监理人员必须对每天监控量测数据进行分析，及时掌握围岩稳定情况。

3、要求施工单位从管理体系上解决根本问题，加强技术管理人员的培训工作，切实加强架子队管理，配齐架子队管理人员，保证每作业班有技术员、安全员跟班作业。,

4、隧道开挖前，施工单位应编制《专项安全施工组织方案》，《方案》应涵盖开挖、支护、衬砌、塌方处理等全过程的安全措施及管理的内容，并经专项审查后，方可实施。

5、软弱围岩施工应严格控制工序，上台阶每循环开挖支护进尺V级不得大于1榀钢架间距，IV级不得大于2榀钢架间距。IV、V级围岩边墙每循环开挖支护进尺不得大于2榀钢架。

6、硬质岩石的坍塌具有突然性，施工掌子面应有专门地质人员进行洞内地质素描工作，及时发现节理、裂隙、软弱夹层及不利结构面等易导致坍塌的不良地质，以便及时采取措施，防止突发的安全事故。

7、开挖后应首先进行初喷，并及时复喷混凝土至设计厚度，强度满足设计要求。喷混凝土终凝后3h内不得进行爆破作业。

8、钢架应在初喷后及时架设，并按设计的间距平顺安装、做好锁脚，钢架间距应不大于设计要求。钢架背后不得存在空洞，超挖部分应采用同级混凝土回填密实，以保证初期支护能够有效承担荷载。

9、仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆，每循环开挖进尺IV、V级石质围岩不得大于3米，土质不得大于1.5m；黄土隧道仰拱墙脚、拱脚等隅角处应预留60—70cm人工开挖，严禁超挖。IV、V级围岩仰拱距掌子面不得大于35米。

10、二次衬砌及时施做，二次衬砌距掌子面的距离：IV级围岩不得大于90m，V级围岩不得大于70m。塌方、大变形等特殊地段应尽快施做。

11、监控量测是保证隧道施工安全的关键环节，监督施工单位必须将监控量测纳入施工工序；施工中应及时布设测点，要建立最大日变形量和累计变形风险预警机制；要及时观测数据、及时分析数据、及时反馈结果、及时采取措施。当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时，应暂停掘进，并及时分析原因，采取措施。

12、监督施工单位应将超前地质预报工作纳入工序管理，严格按《超前地质预报方案》和《实施细则》实施，超前地质预报显示地质条件异常时，应及时报告监理、设计、建设单位。建设、设计、监理、施工单位应迅速研究提出处理方案。

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