Аварии в эксплуатируемых тоннелях во многом аналогичны тем, которые случаются в процессе строительства, однако имеют свою специфику.

Подавляющее большинство аварий в строящихся тоннелях происходит в основном в призабойной зоне и лишь затрагивает участок готового тоннеля, то в эксплуатируемых тоннелях авария может случиться в любом месте от въездного до выездного портала.

Кроме того, аварии в строящихся тоннелях происходят внезапно и неожиданно, а в эксплуатируемых тоннелях они чаще всего являются следствием длительных процессов разрушения и деформирования конструкции (исключения составляют пожары и взрывы).

Помимо обрушении породы, разрушения и деформирования обделок, загазованности воздуха, пожаров и взрывов, обледенении конструкций и проезжей части в эксплуатируемых тоннелях могут происходить следующие аварии:

- разрушения порталов и предпортальных выемок;

- разрушения внутренних конструкций проезжей части,

- вентиляционных перегородок,

- нарушения условий безопасности движения, сопровождающиеся столкновением транспортных средств, наездом на конструкции, выходом из строя эксплуатационного оборудования.

ОБРУШЕНИЯ ПОРОДЫ

По данным практики самые распространенные аварии как в строящихся, так и в эксплуатируемых тоннелях связаны с обрушением породы.

Обрушение — непредвиденное сдвижение горных пород с отделением от массива кусков, глыб, блоков и т.п.

Обрушение наступает из-за ослабления сил сцепления между отдельными частями массива, который из состояния покоя переходит в состояние движения.

Обрушение может быть вызвано принудительным воздействием на массивы (механическим, гидравлическим или посредством взрыва); относительно долговременным влиянием на массив или часть его естественных природных факторов, таких, как вода, температура, выветривание; кратковременным воздействием подземных толчков при горных ударах, внезапных выбросах пород, газа и землетрясениях; нарушением принятой технологии производства работ.

ОБРУШЕНИЯ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТОННЕЛЕЙ ЗАКРЫТЫМИ СПОСОБАМИ

При строительстве тоннелей закрытыми способами (горным итовым, продавливания) обрушение породы происходит чаще всего в результате вывала в забое или в непосредственной близости от него.

При глубине заложения тоннеля порядка 20—30 м в неосложненных инженерно-геологических условиях проявляется разгружающее действие свода в грунте, но при нарушении этих условий (например, при водопритоке) разгружающий эффект исчезает и происходит обрушение породы (рис. 1.1 ,а).

Рис.1. Обрушении породы в строящихся тоннелях

1 — забой; 2— вывал породы; 3 — сбросовая зона; 4— обделка тоннеля;

При наличии зон сбросов и других тектонических нарушений обрушения происходят либо непосредственно в этой зоне, либо па границе с другими фор-мациями. В процессе про­ходки грунт стремится оседать вниз и перемещаться вдоль тоннеля в сторону портала. Во время пересечения сброса при наличии впереди более плотного массива смешение породы вперед становится невозмож-ным и возникают условия для образования вывала. (Рис.1б).

Частые вывалы происходят в призабойной зоне на расстоянии до 50 м от забоя, где исчезает поддерживающее влияние породного массива, находящегося впереди забоя (рис. 1.1,в).

В случаях отставания с возведением обделки обрушение породы может иметь место непосредственно в плоскости переднего торца обделки (рис. 1.1,г). При этом нарушается прочность находящейся впереди породы вследствие скопления грунтовых вод, которые могут проникать в грунт с поверхности в результате ливней и таяния снега. Причинами обрушения породы могут быть также понижение уровня грунтовых вод и извлечение из забоя валунов и крупных каменистых включений.

При проходке тоннелей мелкого заложения образуется воронка вывала, распространяющаяся до поверхности земли (рис. 1.2).