隧洞施工坍塌問(wèn)題及處理對(duì)策

朱清濤

摘 要：近幾年，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，國(guó)家對(duì)水利工程建設(shè)方面的投入不斷增加，帶動(dòng)我國(guó)水利工程事業(yè)快速發(fā)展。在樹(shù)立工程輸水和泄洪建設(shè)中需要挖掘隧洞，但是隧洞施工困難比較大，技術(shù)要求要，而且施工時(shí)期比較長(zhǎng)，容易發(fā)生塌陷事故，所以在實(shí)際工程中必須要加大這方面的建設(shè)和管理工作，要從多個(gè)角度提出水利工程隧洞施工坍塌問(wèn)題解決措施。本文以新疆地區(qū)為例，提出了水利工程隧洞坍塌解決措施。

關(guān)鍵詞：水利工程；隧洞；坍塌

中圖分類號(hào)：TV5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2017）04-0075-02

在水利工程施工中隧洞施工是一項(xiàng)比較重要的施工項(xiàng)目，如果在施工的過(guò)程中存在質(zhì)量不過(guò)關(guān)的情況，可能會(huì)導(dǎo)致塌陷事故的發(fā)生，這樣不僅會(huì)影響工程進(jìn)度，而且會(huì)增加資金投入，對(duì)國(guó)家經(jīng)營(yíng)產(chǎn)生較大的影響，同時(shí)也給施工群眾帶來(lái)很大的心理影響。所以在隧道施工中必須要重視隧洞質(zhì)量的建設(shè)，制定隧洞塔防處理和預(yù)防方案，以便出現(xiàn)緊急情況后能夠快速解決問(wèn)題，提高隧道施工質(zhì)量和安全性的提高。

1 工程概況

孔吾拉齊水庫(kù)工程位于新疆維吾爾自治區(qū)克孜勒蘇柯?tīng)柨俗巫灾沃莅⒑掀婵h境內(nèi)，水庫(kù)壩址位于阿合奇縣蘇木塔什鄉(xiāng)阿爾帕涌依契克溝內(nèi)。壩址北距蘇木塔什鄉(xiāng)約30km，距阿合奇縣約40km。本工程是阿合奇縣近期建設(shè)的重點(diǎn)工程，也是該河唯一的控制性水庫(kù)工程。孔吾拉齊水庫(kù)工程具有灌溉和鄉(xiāng)村供水任務(wù)?？孜崂R水庫(kù)壩址處多年平均流量0.31m3/s，控制年徑流量985萬(wàn)m3，水庫(kù)正常蓄水位2360.27m，正常蓄水位相應(yīng)庫(kù)容410.4萬(wàn)m3，死水位2341.03m，校核洪水位2362.31m，死庫(kù)容50.0萬(wàn)m3，興利庫(kù)容360.4萬(wàn)m3，總庫(kù)容481萬(wàn)m3，具有年調(diào)節(jié)性能。大壩為瀝青砼心墻壩，最大壩高39.5m。本工程等別為Ⅳ等，屬?。?）型工程。大壩為4級(jí)建筑物，各泄水建筑物及進(jìn)水口為4級(jí)建筑物；次要建筑物為5級(jí)建筑物；臨時(shí)建筑物為5級(jí)建筑物。

2 水利工程隧洞施工坍塌原因

2.1 地質(zhì)勘查工作不準(zhǔn)確

水利工程隧洞施工過(guò)程中必須要做好施工前的地質(zhì)勘查工作，這項(xiàng)工作是水利工程建設(shè)施工的重要工作基礎(chǔ)，同時(shí)也是做好隧道施工、取得優(yōu)質(zhì)施工質(zhì)量的保障。在實(shí)際工作中要依據(jù)水利工程特點(diǎn)進(jìn)行施工，如果勘查工作做的不到位，可能會(huì)對(duì)隧道施工帶來(lái)不利的影響。

2.2 施工方法不夠科學(xué)

水利工程隧洞施工過(guò)程中采用的方法比較多，但是施工方法的應(yīng)用不是隨意選擇的，必須要依據(jù)地質(zhì)條件和施工團(tuán)隊(duì)經(jīng)驗(yàn)選擇合適的施工方式，如果施工地方地質(zhì)穩(wěn)定性比較差，挖掘后也沒(méi)有采用支護(hù)襯砌，這種情況下一些圍巖長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中加大山巖壓力，進(jìn)而出現(xiàn)塌陷；另外在開(kāi)挖構(gòu)成中由于使用過(guò)多的炸藥，也比較容易導(dǎo)致塌陷事故的發(fā)生。

2.3 施工方案設(shè)計(jì)存在問(wèn)題

水利工程施工設(shè)計(jì)中，必須要考慮該工程項(xiàng)目實(shí)際承擔(dān)的服務(wù)性能，同時(shí)也要使其與地理環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展；另外還要考慮實(shí)際施工中需要的施工基礎(chǔ)人員和相關(guān)設(shè)施設(shè)備等，預(yù)防施工存在漏洞。

3 水利工程隧洞施工坍塌問(wèn)題處理措施

針對(duì)以上工程隧洞中出現(xiàn)的隧洞塌陷問(wèn)題，必須要對(duì)工程實(shí)施全面的了解，同時(shí)堅(jiān)持預(yù)防為主的設(shè)計(jì)原則，做好前期地址勘查工作，并加強(qiáng)施方案的制定，特別是針對(duì)不良地址的工程段，必須要有有效的應(yīng)對(duì)措施。施工過(guò)程中必須要按照科學(xué)、規(guī)范的措施和城鄉(xiāng)實(shí)施嚴(yán)密的施工，達(dá)到預(yù)防隧洞塌陷的目的。

3.1 做好前期地址勘查設(shè)計(jì)

工程勘測(cè)設(shè)計(jì)過(guò)程中必須要全面調(diào)查、深入了解，仔細(xì)勘探隧洞所在位置的地質(zhì)情況，同時(shí)要對(duì)這個(gè)區(qū)域的水文條件有全面的了解，對(duì)隧洞穿越溝谷段要認(rèn)真的分析，預(yù)防隧洞塌陷的發(fā)生。在隧洞處理過(guò)程中如果選擇隧線無(wú)法避開(kāi)時(shí)要先制定相應(yīng)的技術(shù)方案和措施，在施工組織設(shè)計(jì)中強(qiáng)化措施，選擇合理的施工放哪和方法，為隧洞施工提供科學(xué)的指導(dǎo)。

3.2 著重加固未發(fā)生塌方的地段

隧洞一旦發(fā)生一次塌方可能就會(huì)影響這個(gè)隧道的安全，比較容易使隧道發(fā)生二次塌方。而且在這次塌方中與第一次塌方距離越近的地方越容易發(fā)生事故，所以隧洞一旦發(fā)生一次塌方，這時(shí)就應(yīng)該加強(qiáng)防護(hù)，對(duì)整個(gè)隧洞要實(shí)施全面的加固處理；對(duì)隧道薄弱的地段實(shí)施加固處理；同時(shí)也要對(duì)隧洞內(nèi)不穩(wěn)定的圍巖做好預(yù)防保護(hù)措施；如果隧洞地段比較容易出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象可以加固巖層，同時(shí)也可以利用襯砌提高巖層強(qiáng)度，從而提高隧洞的穩(wěn)定性。

3.3 依據(jù)塌方程度選擇解決方案

在實(shí)際施工中必須要根據(jù)隧洞塌陷的具體情況選擇一個(gè)科學(xué)的解決方案實(shí)施，而對(duì)于一些小范圍內(nèi)采用合適的解決方案實(shí)施解決，對(duì)于隧洞施工中一些小范圍內(nèi)的塌方現(xiàn)象，由于影響范圍比較小，所以可以采取完全清理的方案實(shí)施處理。在處理的過(guò)程中首先重新建立支撐點(diǎn)，加固隧洞塌方頂端的牢固性，預(yù)防塌陷面積增大，導(dǎo)致隧洞內(nèi)人員傷害。由于隧洞已經(jīng)發(fā)生了一次塌陷，如果不采取一定的措施可能會(huì)出現(xiàn)第二次大面積的塌陷，所以對(duì)于一些存在大面積塌方的對(duì)東，必須要采取超前支撐的方案實(shí)施加固處理，使隧洞受力均勻，從而提高隧洞的穩(wěn)定性。

4 水利工程隧洞施工坍塌處理技術(shù)

工程塌方情況：隧洞進(jìn)口洞段向下游開(kāi)挖掘進(jìn)，圍巖情況比較差，施工單位處理掌子面左側(cè)突出圍巖的過(guò)程中，該樁拱頂右上方出現(xiàn)塌陷，并形成高約4-5m、寬2-3m、深：3-4m的空腔，塌陷物損毀了該位置拱架拱頂部位已經(jīng)設(shè)置的超前支護(hù)導(dǎo)管。經(jīng)過(guò)調(diào)查、分析后認(rèn)為塌方主要是由于地址因素導(dǎo)致的，該洞段地址情況不好，巖體穩(wěn)定性差，再加上地表降水滲入巖體，降低圍巖強(qiáng)度，進(jìn)而導(dǎo)致隧洞塌陷。工程隧洞塌陷設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖1。

4.1 噴射混凝土封閉掌子面

塌方出現(xiàn)后，在沒(méi)有探查好前方地質(zhì)情況下，為了預(yù)防出現(xiàn)涌水突泥緊急情況，首先必須要保留并加固塌陷體，并依靠塌陷體支撐掌子面，防止塌方進(jìn)一步擴(kuò)大，并立刻對(duì)掌子面實(shí)施封閉處理。同時(shí)采用噴射C20混凝土封閉塌陷體表面，厚度為20cm左右。

4.2 調(diào)整小導(dǎo)管布置

工程原設(shè)計(jì)使用φ42小導(dǎo)管作為超前小導(dǎo)管使用，并將布置范圍設(shè)定為180O范圍，縱間間隔為2400mm，環(huán)向間隔為500nn，仰角位5度，塌方段超前小導(dǎo)管布置間距實(shí)施調(diào)整后，環(huán)向間距離可以調(diào)整為300mm，縱向間距離可以調(diào)整為2000mm。這種情況下小導(dǎo)管沒(méi)有靠近掌子面的第一鋼拱架位置，所以小導(dǎo)管和鋼拱架形成一個(gè)支撐體系，能夠很好的支撐該導(dǎo)管以上的塌方破碎巖體，從而有效促進(jìn)工程穩(wěn)定性的提高。

4.3 動(dòng)身開(kāi)挖或支護(hù)處理

洞身一般采用微臺(tái)階法實(shí)時(shí)挖掘，臺(tái)階長(zhǎng)度一般控制在3-4m出，開(kāi)挖過(guò)程中盡量采用機(jī)械配合人工的方式，不能直接采用爆破的方式，如果大的石頭發(fā)生破裂，必須要盡量采用少的炸藥，保證不能對(duì)塌方體產(chǎn)生影響，同時(shí)在開(kāi)挖的過(guò)程中要多保留核心土壤，預(yù)防隧洞出現(xiàn)二次塌方。隧洞開(kāi)挖后必須要立即做好施工初期支護(hù)結(jié)構(gòu)，并采用噴射的方法立即封閉掌子面。

4.4 邊墻和基底加固技術(shù)

隧洞頂部實(shí)施加固處理的過(guò)程中，可以預(yù)先注入加固處理方式，保證隧道拱部位置安全施工，邊墻和基體圍巖力學(xué)方面不能很好的改善，并且受到過(guò)渡的干擾，就會(huì)容易發(fā)生塌陷事故。另外隧洞在開(kāi)挖的過(guò)程中即便安全的通過(guò)了塌方段也會(huì)因?yàn)閹r層性質(zhì)的不同而使后方隧道襯砌結(jié)構(gòu)沉降不均，從而導(dǎo)致襯砌開(kāi)裂，影響隧洞安全，所以必須要做好邊墻和基底的加固處理?；准庸桃话悴捎忙?5鋼管樁實(shí)施注漿處理，加固范圍為開(kāi)挖輪廓線一下5m，鋼管樁間距為1.0m，梅花形布置處理。鋼管樁采用υ75mm的無(wú)縫鋼管加固處理，每根鋼管長(zhǎng)5.5m。同時(shí)為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，鋼管樁尾端采用I16工字鋼實(shí)施連接誒，提高整體受力性能。漿液比例為1：1，注漿壓力為2.0Mpa。

5 結(jié)語(yǔ)

水利工程隧洞施工建設(shè)過(guò)程中會(huì)有很多問(wèn)題的出現(xiàn)，隧洞塌方是其中一種，隧洞塌方影響因素有很大，有認(rèn)為因素、地質(zhì)因素等等，在處理隧洞塌陷的過(guò)程中必須要依據(jù)工程實(shí)際情況，做好前期地址勘查工作，并依據(jù)地址類型制定合理的解決方案，然后依據(jù)方案需求采用合適的隧洞處理技術(shù)進(jìn)行處理，隨后必須提出預(yù)防和應(yīng)對(duì)隧洞再次塌方的方案和對(duì)策，并結(jié)合相關(guān)施工及時(shí)和方法對(duì)塌陷實(shí)施預(yù)防處理，以便能夠保證順利工程順利竣工。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜麗娜，董建.水利工程隧洞施工坍塌的分析及處理[J].黑龍江科技信息，2014，14（1）：263-263.

[2]李衛(wèi)春.對(duì)水利工程隧洞施工坍塌的分析處理[J].黑龍江水利科技，2013，41（8）：279-280.

[3]馬冬燕.水利工程隧洞施工坍塌的分析及處理[J].黑龍江水利科技，2016，44（9）：123-124，148.