水利水電工程隧洞塌方的原因及措施

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一、小型水利水電工程隧洞塌方的原因

1.1工程地質(zhì)勘測資料與實(shí)際施工情況不符

地質(zhì)勘測是隧洞開鑿首要準(zhǔn)備工作，地質(zhì)勘測資料不能與實(shí)際地質(zhì)情況相符，會造成勘測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，出現(xiàn)問題不能及時(shí)處理更無法起到防護(hù)的作用。通過地質(zhì)勘察在隧洞施工前提前知曉施工地點(diǎn)的地質(zhì)情況，對土質(zhì)疏松、地層破碎地段進(jìn)行特殊處理。

1.2地質(zhì)因素是造成塌方的主要原因

小型水利水電工程由于投入資金較少，工程建設(shè)資金不足會影響地質(zhì)勘測工作。不能聘用專業(yè)的地質(zhì)勘察隊(duì)伍，地質(zhì)勘測工作在水利水電工程中不能具體實(shí)施。地質(zhì)勘探工作不到位無法得到具體的水文地質(zhì)資料，導(dǎo)致水工設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行隧洞設(shè)計(jì)的時(shí)候?yàn)榍罂s短隧洞線路，而不能準(zhǔn)確避開地質(zhì)差的路段。在長期施工過程中由于斷層帶和地下水含量豐富區(qū)域地質(zhì)薄弱，長時(shí)間的施工會引起隧洞塌方。

1.3施工方式不當(dāng)

施工方式不當(dāng)體現(xiàn)在四個(gè)方面：1）對不堅(jiān)固的圍巖沒有進(jìn)行有效的支護(hù)襯砌。圍巖穩(wěn)定性較差不夠堅(jiān)實(shí)，經(jīng)過長時(shí)間暴露在外風(fēng)吹日曬石體被分解，容易造成塌方。2）在隧洞開鑿時(shí)通常會使用爆破手段。在采用爆破方式時(shí)由于藥量過大引起的強(qiáng)烈震感，會引起地質(zhì)薄弱地段出現(xiàn)塌方現(xiàn)象。3）小型水利水電施隧洞施工中，隧洞內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)不合理也會造成隧洞塌方。隧洞施工支撐的位置、高度和著力點(diǎn)選擇不當(dāng)，是支撐力不足的主要原因。4）不考慮后果的暫停施工也會給工程施工帶來壓力。在施工前要做好全面的準(zhǔn)備工作，不能在施工進(jìn)行中因?yàn)闇?zhǔn)備不當(dāng)停止施工。在施工前要先采用排水系統(tǒng)浸泡圍巖，不能在中途施工中進(jìn)行這一操作，圍巖穩(wěn)定性差不經(jīng)過長期的浸泡，山巖壓力加大時(shí)就會對圍巖造成壓力導(dǎo)致塌方。

二、小型水利水電隧洞塌方的處理措施

小型水利水電工程隧洞塌方，盡管各個(gè)工程隊(duì)伍在施工前都會進(jìn)行大量的防御工作，但隧洞塌方問題還是一而再的出現(xiàn)。因此小型水利水電工程施工解決隧洞塌方的問題，應(yīng)該積極的在施工過程中下功夫。加強(qiáng)突發(fā)施工的處理能力，增加現(xiàn)場應(yīng)變力把容易出現(xiàn)的塌方問題進(jìn)行監(jiān)測、分析，制定出較好的解決辦法才能從根本上解決塌方的問題。

2.1根據(jù)塌方的程度，采用相應(yīng)的解決方法

在隧洞塌方中根據(jù)具體情況采用不同的清理方式，小范圍的塌方造成的危害不大、破壞面積較小可以采用完全清理的方式。先重新建立支撐點(diǎn)把隧洞塌方頂部支撐牢固，避免加大塌落面積造成人員受傷等問題。因?yàn)樗矶唇?jīng)過一次塌方后會對整體的隧洞渠道造成影響，不及時(shí)的固定支點(diǎn)隨時(shí)可能出現(xiàn)第二次大面積塌方。面對塌方面積大的情況一時(shí)難以清理繼續(xù)進(jìn)行工作，可以通過打穿塌方隧道，把隧道兩端固定起來采用超前支撐的方式，達(dá)到均勻受力的作用防止塌方延伸。采用鋼拱固定的方式，形成防護(hù)頂棚在頂棚的保護(hù)下進(jìn)行施工。

2.2加固未發(fā)生塌方地段

隧洞經(jīng)過一次塌方后整個(gè)施工隧道都會受到不良的影響，與第一次塌方地段連接越緊密受到的影響越大。因此在發(fā)生一次塌方后要及時(shí)加固未塌方路段，起到穩(wěn)固、防護(hù)作用。未塌方地段的加工防護(hù)可以通過加固支撐點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)，采用工字鋼和大直徑鋼筋制定鋼拱架，支撐隧道薄弱的地方。同時(shí)隧洞圍巖不穩(wěn)定的情況也要及時(shí)做出防護(hù)措施，隧洞地質(zhì)出現(xiàn)松動需要加固巖體采用襯砌的方式穩(wěn)定隧洞圍巖。

2.3施工排水措施

隧洞開鑿過深容易挖掘出地下水，地下水不斷的涌出會影響隧洞圍巖的穩(wěn)定性，圍巖不牢固直接導(dǎo)致隧洞塌方事故。因此對地下水的排放是維護(hù)隧洞穩(wěn)定性的關(guān)鍵。在隧洞施工時(shí)應(yīng)該制定出施工排水方案，邊施工邊排水保證圍巖的穩(wěn)定性，為隧洞施工提供一個(gè)安全的施工環(huán)境。地下水多出現(xiàn)在上游地段施工排水應(yīng)該以上游為重點(diǎn)，對下游段進(jìn)行防護(hù)的方式。主要隧洞道內(nèi)的地下水排放應(yīng)該采用分段截流、分級抽排方式，及時(shí)的把水排放到各個(gè)支流點(diǎn)上避免排水堵塞以及排水不及時(shí)帶來的塌方危害。

2.4采用千斤頂調(diào)整防護(hù)高度

隧洞塌方無論是大范圍破壞還是小范圍影響，都會采用的措施就是工字鋼和鋼拱架的支撐方式。在塌方發(fā)生后支撐點(diǎn)的確定能及時(shí)防止塌方范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。千斤頂起到確定支點(diǎn)的作用，通過調(diào)整工字鋼和鋼拱架的高度，達(dá)到較好的支撐效果。千斤頂還能對軌道鋼進(jìn)行調(diào)整，設(shè)置鋼拱架弧形使鋼拱架承受的壓力加大，能達(dá)到較好的支撐效果。

2.5鋼筋混凝土襯砌措施

小型水利水電在施工隧洞的塌方主要是因?yàn)閲鷰r不穩(wěn)定、隧道不牢固引發(fā)的問題。因此保證隧洞圍巖的穩(wěn)定性是減少隧洞塌方的有效措施，防止隧洞圍巖松動可以采用混凝土加固的方式。由于隧洞地質(zhì)環(huán)境的影響圍巖的穩(wěn)定性不受控制，有些隧道圍巖容易在長期施工過程中受到外界環(huán)境侵蝕，減少了穩(wěn)定性。在施工過程中需要利用鋼筋混凝土及時(shí)的進(jìn)行襯砌，在隧洞施工中通常采用的方式是每挖掘一米澆灌一次混凝土。這樣逐步加強(qiáng)牢固的方式極大的保證圍巖的堅(jiān)實(shí)性，防止隧洞圍巖松動導(dǎo)致的塌方現(xiàn)象。

2.6建立臨時(shí)支護(hù)架措施

在隧洞塌方后馬上進(jìn)行的清理工作，采用鋼拱架支撐架以及大棚防護(hù)的方式，在時(shí)間上不占優(yōu)勢。一般鋼拱架是在塌方的后續(xù)施工中普遍使用的方式，需要采用千斤頂和一些其他設(shè)施進(jìn)行支撐設(shè)計(jì)。其他設(shè)備的配合使用會降低時(shí)效性，對于塌方清理工作不能及時(shí)進(jìn)行。因此需要搭建臨時(shí)支架防護(hù)，臨時(shí)防護(hù)架幫助清理塌方現(xiàn)場為下一步施工節(jié)省時(shí)間，施工人員可以在臨時(shí)防護(hù)架的作用下進(jìn)行清理工作。除此之外，臨時(shí)支護(hù)架還能起到邊挖邊撐的作用，為了保證隧洞挖掘的安全性，在已經(jīng)建立的支撐點(diǎn)下施工隊(duì)伍還能加建一個(gè)簡單、牢固的臨時(shí)防護(hù)架，起到雙重保護(hù)作用。

三、結(jié)束語

由于資金有限小型水利水電工程隧洞施工經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題，但是隧洞塌方帶來的危害可以通過防護(hù)措施降到最低，在施工過程中多結(jié)合實(shí)際出現(xiàn)的情況，發(fā)現(xiàn)問題制定處理的方案，對小型水利水電工程建設(shè)發(fā)展有極大的幫助。

作者：李華鳴 單位：玉林市水利電力建筑工程處