李景云

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，為了滿足人們的生產(chǎn)用水和生活用水，國(guó)家不斷加大對(duì)水利工程建設(shè)的投入，這就使得我國(guó)的水利事業(yè)快速發(fā)展。在水利工程中為了輸水和泄洪，經(jīng)常需要挖掘隧洞，但是由于隧洞的施工難度較大，技術(shù)要求高，周期時(shí)間長(zhǎng)，時(shí)常會(huì)發(fā)生坍塌的情況，從而在不同程度上對(duì)人們財(cái)產(chǎn)帶來(lái)了損失。本文就針對(duì)水利工程隧洞坍塌的原因進(jìn)行了分析，提出了隧洞坍塌的處理和預(yù)防措施，進(jìn)而保證水利工程隧洞施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水利工程隧洞坍塌處理

0 引言

在水利工程隧洞施工中，通常都會(huì)采用全斷面掘進(jìn)法進(jìn)行開(kāi)挖。這種方法主要適用于石質(zhì)堅(jiān)硬、完整的圍巖。但是在不良的地質(zhì)條件下，對(duì)于隧洞斷面較小，在施工時(shí)就得采用半幅或其它局部開(kāi)挖方法。尤其是Ⅳ類以上圍巖，其自身穩(wěn)定性較差，隧洞成型較困難，這就要求在工程施工中要采用半幅開(kāi)挖和襯砌等施工措施。雖然如此，在隧洞施工中也常常會(huì)出現(xiàn)不同程度的隧洞塌方，塌方事故的發(fā)生給人們的財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了一定的損失，這就使得人們?cè)絹?lái)越重視對(duì)隧洞塌方的處理和預(yù)防措施。本文就針對(duì)水利工程隧洞坍塌的原因進(jìn)行了分析研究，并根據(jù)這些問(wèn)題制定了相應(yīng)的施工方案及措施，從而保障水利施工工程的順利進(jìn)行。

1 水利工程隧洞施工中坍塌的主要原因

水利工程是由多項(xiàng)施工部分組成的綜合性工程項(xiàng)目，造成隧洞施工坍塌的原因也多種多樣，但可以將其大致分為兩類：一類是其它施工部分引起的坍塌，這是由于水利施工管理存在問(wèn)題；另一類是隧洞施工部分引起的坍塌，這是由于隧洞挖掘技術(shù)和作業(yè)流程存在問(wèn)題。

1.1 地質(zhì)勘查工作不細(xì)致，勘查資料存在問(wèn)題

地質(zhì)勘查工作是水利工程建設(shè)的基礎(chǔ)，它是保證其它各項(xiàng)工作正常開(kāi)展的前提條件，在水利工程建設(shè)中起著必不可少的重要作用。如果在進(jìn)行地質(zhì)勘查時(shí)，因?yàn)楣ぷ鞯牟患?xì)致而造成勘查資料的不詳細(xì)和錯(cuò)誤，就會(huì)嚴(yán)重影響隧洞的挖掘工作，這主要體現(xiàn)在以下方面：①由于地質(zhì)勘查工作的不到位，隧洞挖掘在進(jìn)行前期規(guī)劃工作時(shí)，對(duì)于一些軟弱破碎的地層不能進(jìn)行有效的處理，這就使得隧洞施工設(shè)計(jì)方案的選擇上存在著安全隱患；②由于地質(zhì)勘查工作中出現(xiàn)紕漏，在進(jìn)行隧洞的挖掘施工中不能夠?qū)σ恍┛赡艹霈F(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行有效的風(fēng)險(xiǎn)控制，無(wú)法在工程建設(shè)上避免施工風(fēng)險(xiǎn)；③當(dāng)坍塌發(fā)生后，由于地質(zhì)勘查資料的錯(cuò)誤，這就造成救援和處理單位不能夠真實(shí)的了解隧洞的坍塌情況，對(duì)后期快速正確的處理帶來(lái)不利影響。

1.2 地質(zhì)因素是引起隧洞坍塌的重要原因

水利建設(shè)由于其地質(zhì)條件具有復(fù)雜性、巖石土層的不確定性、工程的隱蔽性、水底環(huán)境的多變性等原因，這就造成巖石工程處理的對(duì)象非常復(fù)雜，這就需要在進(jìn)行施工時(shí)要隨時(shí)根據(jù)實(shí)際情況不斷調(diào)整和改變工程設(shè)計(jì)方案。但是水利工程因?yàn)槭艿揭恍l件的限制，對(duì)一些必要的地質(zhì)勘查不能夠做到精準(zhǔn)，由于缺少隧洞所在地段的水文、巖石等地質(zhì)方面的資料，這就造成設(shè)計(jì)人員不能夠根據(jù)隧洞的實(shí)際情況進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)可能將隧洞的軸線選在了山坳、埡口等不良地質(zhì)區(qū)域，沒(méi)有避開(kāi)斷層破碎帶或其它不良地層。一旦隧洞從這些不穩(wěn)定的地層中穿過(guò)，就很可能出現(xiàn)隧洞坍塌，影響工程建設(shè)的正常進(jìn)行。

1.3 要求成本控制，造成工程設(shè)計(jì)不合理

項(xiàng)目成本控制與簡(jiǎn)單、獨(dú)立的施工管理有所區(qū)別，它是對(duì)一個(gè)或多個(gè)工程建設(shè)項(xiàng)目的前期投資、中期建設(shè)、后期使用功能以及工程進(jìn)度、資金、質(zhì)量等多種因素所進(jìn)行的綜合的、宏觀的協(xié)調(diào)和監(jiān)控的過(guò)程。在一些水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，管理者為了控制成本投入和縮短時(shí)間，沒(méi)有對(duì)隧洞的設(shè)計(jì)引起重視，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)往往將隧洞的中軸線選擇在埡口的最低處，這樣隨著隧洞施工的不斷深入，隧洞的施工難度越來(lái)越大，技術(shù)要求也相應(yīng)的增加，很容易造成塌方。

1.4 施工方法不當(dāng)

在水利工程施工中施工不當(dāng)主要表現(xiàn)為：①一些圍巖的穩(wěn)定性較差，開(kāi)挖后沒(méi)有及時(shí)的進(jìn)行支護(hù)襯砌，這就使得圍巖暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，山巖壓力加大，從而造成坍塌。②在開(kāi)挖爆破過(guò)程中，由于使用過(guò)多的炸藥或進(jìn)行強(qiáng)爆破，造成強(qiáng)烈的振動(dòng)而發(fā)生塌方。③在水利隧洞施工中，隧洞內(nèi)部不合理的支撐結(jié)構(gòu)，支撐構(gòu)件強(qiáng)度較低，以及支撐位置、高度、著力點(diǎn)不當(dāng)?shù)仍?，在進(jìn)行開(kāi)挖、襯砌時(shí)需要拆除，從而發(fā)生塌方。④不考慮后果暫停施工，沒(méi)有做好全面的準(zhǔn)備工作，如施工排水沒(méi)有處理好，導(dǎo)致圍巖長(zhǎng)時(shí)間的浸泡在水中，處于飽和狀態(tài)，山巖壓力加大；圍巖強(qiáng)度降低，一旦發(fā)生擾動(dòng)，就很容易發(fā)生塌方。

2 水利工程隧洞坍塌的預(yù)防和處理措施

針對(duì)水利工程隧洞施工發(fā)生坍塌的問(wèn)題，需要堅(jiān)持預(yù)防為主的原則，做好防治措施。首先要深入細(xì)致的做好前期的地質(zhì)勘查工作，制定和設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的施工方案，特別是對(duì)于一些不良地質(zhì)要做好應(yīng)對(duì)措施和預(yù)案，在進(jìn)行施工時(shí)要按照規(guī)定程序，嚴(yán)密的實(shí)施。

2.1 認(rèn)真做好地質(zhì)勘查設(shè)計(jì)工作

在隧洞工程的勘查設(shè)計(jì)中，要深入細(xì)致、全面的調(diào)查和勘探隧洞所在區(qū)域的水文地質(zhì)和巖石地質(zhì)，全面的掌握和了解隧洞軸線和進(jìn)出口區(qū)域的地質(zhì)資料，認(rèn)真分析和研究隧洞穿越埡口、山體、溝谷的情況，最大限度的了解全部的可能發(fā)生塌方的不良地質(zhì)情況，在進(jìn)行洞線的選擇時(shí)，盡可能的避開(kāi)斷層、軟弱破碎帶、地下水、溶洞等不良地質(zhì)段，如果不能夠避開(kāi)時(shí)，要求事先做好相應(yīng)的技術(shù)方案和措施，選擇正確的施工方法，加強(qiáng)施工組織設(shè)計(jì)，以便指導(dǎo)隧洞施工。

2.2 根據(jù)塌方的程度，采取相應(yīng)的解決措施

根據(jù)隧洞坍塌的具體情況采取相應(yīng)的清理方式，對(duì)于一些小范圍的塌方，由于破壞面積相對(duì)較小就可以采用完全清理的方式。首先需要重新建立支撐點(diǎn)來(lái)加固隧洞塌方的頂部，防治坍塌面積的加大而造成人員受傷等事故。由于隧洞發(fā)生一次坍塌后整個(gè)隧洞都會(huì)受到影響，如果沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)的固點(diǎn)支點(diǎn)，很容易發(fā)生第二次大面積的坍塌。而對(duì)于一些大面積的塌方，一時(shí)間很難進(jìn)行清理工作，這時(shí)可以打通塌方隧洞，采用超前支撐的方式對(duì)隧洞兩端進(jìn)行加固，使隧洞均勻受力避免塌方的延伸。使用鋼拱固定的方式，對(duì)隧洞頂棚進(jìn)行防護(hù)。

2.3 加固未發(fā)生塌方的地段

一旦隧洞發(fā)生了一次塌方就會(huì)對(duì)整個(gè)隧洞施工造成不良影響，與第一次塌方地段聯(lián)系越緊密造成的影響就越大。所以隧洞在一次塌方出現(xiàn)后就需要對(duì)沒(méi)有塌方的地段進(jìn)行及時(shí)的加固，起到穩(wěn)固、防護(hù)的效果，隧洞沒(méi)有坍塌地段的加工防護(hù)可以通過(guò)對(duì)支撐點(diǎn)進(jìn)行加固，使用大直徑鋼筋和工字鋼制作的鋼拱架，以此來(lái)對(duì)隧洞薄弱的地方進(jìn)行支撐。另外對(duì)隧洞中不穩(wěn)定的圍巖也要及時(shí)做好防護(hù)措施，隧洞地質(zhì)出現(xiàn)松動(dòng)，在進(jìn)行巖體的加固時(shí)可以通過(guò)襯砌的方式來(lái)對(duì)隧洞圍巖進(jìn)行穩(wěn)定。

2.4 施工排水措施

隧洞挖掘過(guò)深很容易出現(xiàn)地下水，地下水的不斷涌入會(huì)對(duì)隧洞圍巖的穩(wěn)定性造成較大的影響，圍巖的不牢固很容易發(fā)生隧洞的坍塌。所以要維護(hù)隧洞的穩(wěn)定性就需要做好地下水的排放工作。在制定隧洞施工排水方案時(shí)，要做到邊施工邊排水，以此來(lái)保證圍巖的穩(wěn)定性，同時(shí)也保證了施工環(huán)境的安全性。地下水一般發(fā)生在上游地段，因此在施工排水時(shí)要將上游作為重點(diǎn)，對(duì)下游進(jìn)行防護(hù)的措施。對(duì)于主要隧洞的地下水排放需要采用分段截流，分級(jí)抽排的方式，及時(shí)的將水排放出去防止排水不及時(shí)所引起的隧洞坍塌。

2.5 鋼筋混凝土襯砌措施

水利工程中大多數(shù)的隧洞塌方都是由于圍巖不穩(wěn)定、隧洞不牢固所造成的。所以要加強(qiáng)隧洞圍巖的穩(wěn)定性避免隧洞坍塌的出現(xiàn)，防止隧洞圍巖的松動(dòng)可以利用混凝土來(lái)進(jìn)行加固。由于各種地質(zhì)環(huán)境的影響使得圍巖的穩(wěn)定性無(wú)法得到控制，一些隧洞由于在長(zhǎng)期的施工中很容易受到外界環(huán)境的侵蝕，造成穩(wěn)定性降低。在進(jìn)行施工時(shí)可以采用鋼筋混凝土及時(shí)進(jìn)行襯砌，在隧洞的施工過(guò)程中，一般是每挖掘一米就需要進(jìn)行一次混凝土的澆筑。通過(guò)逐步加固的方式保證圍巖的牢固性，避免隧洞圍巖因松動(dòng)問(wèn)題而引起塌方的產(chǎn)生。

3 總結(jié)

隧洞是水利樞紐中的重要組成部分之一，一旦隧洞發(fā)生坍塌，就會(huì)造成不同程度的損失。因此，在隧洞施工時(shí)，要及時(shí)對(duì)隧洞坍塌原因進(jìn)行分析，制定出有效的防治措施避免隧洞坍塌的發(fā)生，從而保證我國(guó)水利事業(yè)的健康發(fā)展。

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