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有效預(yù)防施工塌方，安全措施詳細(xì)解析 |
| 文章來源：魚泡隧道 提供人：劉剛 提供日期：2022-12-11 |
施工現(xiàn)場如果出現(xiàn)塌方，不僅會影響工程進(jìn)度與施工質(zhì)量，還會影響施工人員的人身安全。今天我們總結(jié)了遇到施工塌方的處理措施，一起來看吧。
基坑塌方 整體失穩(wěn) 整體失穩(wěn)是指在土體中形成了滑動(dòng)面，圍護(hù)結(jié)構(gòu)連同基坑外側(cè)及坑底的土體一起喪失穩(wěn)定性，一般的失穩(wěn)形態(tài)是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的上部向坑外傾倒，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的底部向坑內(nèi)移動(dòng)，坑底土體隆起，坑外地面下陷。 （1）整體或局部的滑塌、失穩(wěn)如果條件允許，應(yīng)盡可能的降低土中水位并進(jìn)行坡頂?shù)男遁d，加強(qiáng)對未出現(xiàn)滑塌地段的監(jiān)控和保護(hù)力度，避免事故的擴(kuò)大化。同時(shí)，在進(jìn)行整體穩(wěn)定驗(yàn)算的基礎(chǔ)上，對尚未固定的軟粘土、淤泥土和容易失穩(wěn)的泥土進(jìn)行加固處理，避免失穩(wěn)的繼續(xù)發(fā)生。 （2）懸臂支護(hù)結(jié)構(gòu)或樁墻變位。對于懸臂結(jié)構(gòu)的變位，可以采用坡頂卸載和樁后人工降水和挖土的方法進(jìn)行處理，并在坑內(nèi)樁前設(shè)置錨結(jié)構(gòu)或堆筑砂石。對于樁墻變位，首先就是要停止坑內(nèi)的挖土作業(yè)，增設(shè)錨桿或內(nèi)撐，并進(jìn)行坡頂或樁墻后卸載，同時(shí)在樁前堆筑砂石，避免錨桿拔出。 （3）滲漏造成的下陷、傾斜。首先應(yīng)停止坑內(nèi)的施工和降水開挖，在第一時(shí)間使用堵漏材料對止水墻的滲漏進(jìn)行處理，并在坑外設(shè)置若干新的回灌井進(jìn)行高水位回灌，對發(fā)生滲漏或斷裂的管線進(jìn)行搶修，或?qū)χ顾畨M(jìn)行重新設(shè)置。對于那些已經(jīng)發(fā)生傾斜的建筑物則需進(jìn)行加固和糾正，避免傾斜的進(jìn)一步惡化。于此同時(shí)，工作人員還應(yīng)注意對坑周圍建筑物的檢測，如果基坑開挖所在地的水位較高，則應(yīng)及時(shí)進(jìn)行止水處理。 （4）樁入土深度不足導(dǎo)致的樁墻傾斜。首先就是要停止坑內(nèi)的開挖，對于已經(jīng)開挖但是尚未出現(xiàn)事故的地段，應(yīng)在坑底樁前堆筑土料或砂石反壓，并對樁頂進(jìn)行適當(dāng)卸載。隨后，根據(jù)室溫原因?qū)Ρ粍?dòng)區(qū)的土體進(jìn)行加固處理，或者在原有的擋土樁的內(nèi)側(cè)位置補(bǔ)設(shè)短樁。 （5）樁間距過大導(dǎo)致的開裂和塌陷。對于此類事故應(yīng)立即停止坑內(nèi)的挖土，并通過在樁間設(shè)置擋土板或補(bǔ)樁的方法進(jìn)行處理，利用樁后位置土體所形成的拱狀斷面進(jìn)行水泥砂漿的抹面或懸掛鐵絲網(wǎng)，如果有條件，還可以配合樁頂降水和卸載等措施。 （6）相鄰基坑的相互影響所導(dǎo)致的事故。此類事故發(fā)生后，應(yīng)對施工振動(dòng)的影響進(jìn)行限制或立即停止施工，對于已經(jīng)被破壞的支護(hù)樁采用相應(yīng)的處理辦法，協(xié)調(diào)不同基坑之間的施工，避免相互間的破壞和干擾。 （7）降水導(dǎo)致的基坑失穩(wěn)事故。如果基坑內(nèi)外的水位差異較大，并且樁墻的設(shè)置深度并未達(dá)到不透水層，或是嵌固不足，那么在發(fā)生持續(xù)降雨的時(shí)候就非常容易導(dǎo)致基坑失穩(wěn)。對于此類失穩(wěn)事故，施工人員首先應(yīng)該停止基坑內(nèi)的開挖工作進(jìn)行降水，必要時(shí)可以通過堆料或灌水的方式進(jìn)行反壓，在流砂和管涌停止后，要立即通過堵漏、補(bǔ)樁、樁后壓漿等措施進(jìn)行加固處理。 （8）因土方挖掘過度導(dǎo)致的失穩(wěn)事故如果工作人員在施工過程中過度挖掘基坑土方，就容易引起支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞。在發(fā)生此類事故時(shí)，應(yīng)立即暫停施工，通過樁前堆載或回填土方的方式確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，然后在根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。
坑底隆起 （1）坑底隆起是一種向上的位移，產(chǎn)生的原因一是深層土的卸荷回彈，二是由開挖形成的壓力差導(dǎo)致的土體塑流。 （2）由于土體是連續(xù)體，坑底的隆起和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移必然導(dǎo)致坑外土體產(chǎn)生沉降和水平位移，帶動(dòng)相鄰建筑物或市政設(shè)施發(fā)生傾斜或撓曲，這些附加的變形使結(jié)構(gòu)構(gòu)件或管道可能產(chǎn)生開裂，影響使用，危及安全。 （3）一般解決方法是加固被動(dòng)區(qū)，提高土的抗力，減少變形，同時(shí)解決整體穩(wěn)定和坑底隆起問題。
圍護(hù)結(jié)構(gòu)傾覆失穩(wěn) 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傾覆失穩(wěn)主要發(fā)生在重力式結(jié)構(gòu)或懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)，重力式結(jié)構(gòu)在坑外主動(dòng)土壓力的作用下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)繞其下部的某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的頂部向坑內(nèi)傾倒。抵抗傾覆失穩(wěn)的力矩主要由圍護(hù)結(jié)構(gòu)自身的重力形成，坑底的被動(dòng)抗力也是構(gòu)成抵抗力矩的因素。
圍護(hù)結(jié)構(gòu)承載力失穩(wěn) 圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部地基承載力失穩(wěn)是指重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的底面壓力過大，地基承載力不足引起的失穩(wěn)。由于在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外側(cè)還作用著土壓力，因此其合力是傾斜的。在傾斜荷載作用下，地基土發(fā)生向坑內(nèi)的擠出，圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻的沉降，可能導(dǎo)致部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的開裂損壞。
圍護(hù)結(jié)構(gòu)滑移失穩(wěn) 圍護(hù)結(jié)構(gòu)滑移失穩(wěn)亦主要發(fā)生在重力式結(jié)構(gòu)中，在坑外主動(dòng)土壓力的作用下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)向坑內(nèi)平移。抵抗滑移的阻力主要由圍護(hù)體底面的摩阻力以及內(nèi)側(cè)的被動(dòng)土壓力構(gòu)成。當(dāng)坑底土軟弱或圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部的地基土軟化時(shí)，墻體發(fā)生滑移失穩(wěn)。
“踢腳”失穩(wěn) “踢腳”失穩(wěn)在單支撐的基坑中，可能發(fā)生撓支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)上部向坑外傾倒，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的下部向上翻的失穩(wěn)模式，故形象地稱為“踢腳”失穩(wěn)。在多支撐的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中一般不會產(chǎn)生踢腳失穩(wěn)，除非其它支撐都已失效，只有一道支撐起作用的情況。
圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性破壞 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性破壞是指圍護(hù)體本身發(fā)生開裂、折斷、剪斷或壓屈，致使結(jié)構(gòu)失去了承載能力的破壞模式。如支撐體系不當(dāng)或圍護(hù)結(jié)構(gòu)不閉合；也可能是設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)荷載估計(jì)不足或結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度估計(jì)過高，支撐或圍檁截面不足導(dǎo)致破壞；此外，結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)處理不當(dāng)，也會因局部失穩(wěn)而引起整體破壞，特別在鋼支撐體系中，節(jié)點(diǎn)多，加工與安裝質(zhì)量不易控制。節(jié)點(diǎn)處理包括支撐和墻體的連接處，如不設(shè)置圍檁或連接強(qiáng)度不夠。
支、錨體系失穩(wěn)破壞 支、錨體系失穩(wěn)破壞包括兩種不同的破壞模式。錨桿的破壞主要表現(xiàn)為錨桿的拔出、斷裂或預(yù)應(yīng)力松弛，土錨的破壞大多是局部的；支撐的失穩(wěn)很可能是整體性的，其形態(tài)因體系不同而不同，支撐體系大多是超靜定的，局部的破壞會造成整體的失穩(wěn)，尤其是鋼支撐體系，局部節(jié)點(diǎn)的失效概率比較大。
止水帷幕功能失效和坑底滲透變形破壞 止水帷幕功能失效和坑底滲透變形破壞是指止水帷幕喪失擋水功能，產(chǎn)生滲漏、涌水、流土或流砂。由于水土流失使基坑外地面下沉、塌陷，導(dǎo)致鄰近建筑物的開裂和損壞。 引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)止水帷幕功能失效的主要原因是施工因素，其次是設(shè)計(jì)因素和材料的因素。由于施工質(zhì)量低劣，止水帷幕有空洞或裂縫，成為漏水的通道是最普遍的現(xiàn)象；止水帷幕設(shè)計(jì)過短，沒有全部切斷透水層也是漏水的可能原因。由于止水帷幕失效產(chǎn)生過大的水力坡降引起坑底滲透變形破壞。如不及時(shí)制止，由滲透變形引起的坑外土體的位移和陷落是嚴(yán)重的。
隧道塌方 隧道塌方前兆 （1）遇特殊和不良地質(zhì)條件，如斷層及其破碎帶、滑動(dòng)層、溶洞、陷穴、古 河槽、堆積體、流沙、淤泥、地下水、松散地層等穩(wěn)定性差的圍巖。 （2）水文地質(zhì)條件的變化，如干燥的圍巖突然出水，地下水突然增多，涌水 量增大，水質(zhì)由清變濁(地下水將斷層泥帶走)等都是即將發(fā)生坍方的前兆。 （3）開挖面上有可能不穩(wěn)定塊體出露，尤其是小斷(夾)層或其它軟弱結(jié)構(gòu)面 和圍巖的節(jié)理裂縫構(gòu)造可能不穩(wěn)定塊體的出露處，往往是局部圍巖坍方的部位。 （4）拱頂不斷掉下小石塊，甚至較大的石塊相繼掉落，預(yù)示著圍巖即將發(fā)生 坍方。 （5）巖石裂縫旁出現(xiàn)巖粉或洞內(nèi)無故發(fā)現(xiàn)有巖粉飛揚(yáng)時(shí)，也說明可能即將發(fā) 生坍方。 （6）圍巖發(fā)生裂縫，并逐步擴(kuò)大，很可能要發(fā)生坍方。 （7）支護(hù)受力(敲擊發(fā)聲清脆有力,拱架接頭擠偏或壓劈等)變形甚至發(fā)出聲 響時(shí)，說明圍巖壓力增大,有坍塌的可能。 塌方的處理措施 1、當(dāng)遇到塌方時(shí)除迅速營救施工人員外，要迅速加固未塌地段，以防止塌方范圍擴(kuò)大，并可為清理塌方而作準(zhǔn)備。同時(shí)，摸清塌方情況，調(diào)查塌方范圍和塌方后圍巖現(xiàn)狀，塌落原因及性質(zhì)、間隙規(guī)律、塌方現(xiàn)場情況。 2、塌方大小是由塌方體規(guī)模及補(bǔ)給狀況決定的。塌方體尚未堵實(shí)坑道，基本停止塌落或再一次下榻的間隙時(shí)間較長，施工人員尚能進(jìn)入塌穴觀察、處理的，稱為小塌方，塌方體堵塞坑道，規(guī)模大，無法觀察或塌方繼續(xù)不停，不斷補(bǔ)給，施工人員無法進(jìn)入塌穴，這種情況稱為大塌方。 3、處理塌方應(yīng)按“小堵塞，大塌穿”及“治塌先治水”的原則進(jìn)行。 （1）小塌方在隧道施工中較常遇到，在坍塌間隙中，可抓緊時(shí)間處理。一般需要“先支后清”。即應(yīng)先支護(hù)塌穴和塌方口，此時(shí)，臨時(shí)支撐可架在塌體上，然后清楚塌方，邊清邊換立柱。各工序要緊跟上，如塌穴較高，可采用多層排架支護(hù)，頂層排架與塌穴壁要頂緊，條件適合，也可用噴混凝土作臨時(shí)支護(hù)處理塌方。大塌方則無法支護(hù)塌穴，大小無法查清時(shí)也不容許查清，以防隨清隨塌，使塌方范圍迅速擴(kuò)大，因此采取“大塌穿”的辦法，即在塌體中穿過去。穿越塌體用“先護(hù)后挖”的施工順序。首先加固塌方端部支撐及襯砌后，一般用插板法施工，插板視塌方體石渣軟硬可選用木板、鋼釬或鋼軌等材料，在插板掩護(hù)下清渣并及時(shí)架立牢固的支撐，擴(kuò)大時(shí)，亦需橫向打入插板，隨擴(kuò)大隨支撐。 穿越塌體的部位應(yīng)從拱頂和上部斷面穿過塌體，然后向下施工。用上下導(dǎo)坑法施工，僅在上部塌方時(shí)，需加固下導(dǎo)支撐，并在上部做好防止塌方擴(kuò)大的支撐，然后再由上導(dǎo)坑進(jìn)行清渣或穿越。通頂塌方是大塌方的極端情況，此時(shí)還需處理地表塌陷穴口，需把穴口支緊，以免繼續(xù)擴(kuò)大。塌口四周挖排水溝。防止地表水匯集塌陷坑，并用粘土類材料填實(shí)四周裂縫，穴口上方宜搭雨柵，以防雨雪灌入塌方體。 （2）治塌先治水是處理塌方的經(jīng)驗(yàn)，水的流動(dòng)會加劇塌方發(fā)展，所以在處理塌方時(shí)要加強(qiáng)防、排水，并采取適當(dāng)措施引離塌方段的地下水。 （3）大塌方處理時(shí)費(fèi)工費(fèi)時(shí)，為加快施工進(jìn)度，可采取迂回導(dǎo)坑繞過塌體的措施，這樣可使處理塌方與正洞施工同時(shí)進(jìn)行，但應(yīng)注意在選擇迂回導(dǎo)坑方案時(shí)要慎重。避免在迂回導(dǎo)坑中再次發(fā)生塌方，或者塌方擴(kuò)大到迂回導(dǎo)坑中。塌方段圍巖極不穩(wěn)定，圍巖壓力加大，因此，襯砌結(jié)構(gòu)需相應(yīng)加強(qiáng)，對圍巖同時(shí)應(yīng)采取加固措施，如在襯砌外做漿砌石護(hù)拱、在塌方體內(nèi)壓水泥漿等，并且做好排水工程，以免后患。
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