不良地質(zhì)條件下水工隧洞施工塌方處理

丘永春

摘 要：因為一些水工隧洞本身的地質(zhì)狀態(tài)不是很好，所以就算是我們在工作中使用強有力的施工方法，也無法保證項目不發(fā)生塌方。作者具體的分析了不良地質(zhì)狀態(tài)下的隧洞建設(shè)工作。

關(guān)鍵詞：小型水工隧洞；塌方；預(yù)防；處理

1 不良地質(zhì)條件下小斷面水工隧洞塌方產(chǎn)生的原因

1.1 地質(zhì)條件原因

第一，隧洞經(jīng)過穩(wěn)定性不是很高的松散巖層，像是含水性非常大的粘土以及流砂和斷裂帶等；含有各種不利的軟弱、破碎結(jié)構(gòu)面的圍巖；膨脹、巖溶溶洞、陷穴、暗河、偏壓及高地應(yīng)力等地質(zhì)不良區(qū)域。

第二，從地形地貌方面來講，假如項目經(jīng)過河谷、埡口或是洞口的深度較淺的區(qū)域的話，就會導(dǎo)致塌陷。

第三，除了上述兩點之外，假如項目經(jīng)過地下水較多的區(qū)域的話也會導(dǎo)致項目發(fā)生塌陷。具有較高水壓富水洞段，地下水向洞室內(nèi)漏出，淘空了斷層構(gòu)造帶中的破碎巖體和軟弱充填物時，而產(chǎn)生不同程度的塌方。

1.2 沒有做好支護以及施工工作

第一，挖掘之后未認真的處理那些穩(wěn)定性不是很好的圍巖，此時巖石長久的處在外在空間中，一旦受到風化或是滲流干擾的話，此時山體就會發(fā)生塌陷。最為典型的就是瀑布溝項目，它的引水隧洞就是因為在挖掘好洞身之后，沒有及時的處理導(dǎo)致塌陷問題出現(xiàn)。

第二，在項目開始爆破的時候，由于強大的震動力而導(dǎo)致塌陷問題發(fā)生。這主要是因為使用的炸藥太多或是采用強爆破導(dǎo)致的，最好是使用弱爆破，而且要變化爆破數(shù)值，這樣就能夠在一定程度上降低塌陷問題的發(fā)生幾率。

第三，一旦支護結(jié)構(gòu)本身的強度不高，或是支撐的不合理的話，就必須在襯砌的時候?qū)⑵洳鸬簦绻惶幚淼脑捑蜁?dǎo)致塌陷問題。

1.3 勘察設(shè)計的原因

第一，隧洞項目通常呈現(xiàn)出長線條狀態(tài)，而且一般開展在山地區(qū)域，其交通條件較差，施工工作的開展也會受到很多要素的干擾。加之勘察點較多，區(qū)域較廣，就會使得任務(wù)量過大。在具體的設(shè)計的時候，因為業(yè)主擔憂勘測費用太高或是勘察措施使用不當?shù)龋瑢?dǎo)致沒有認真的估計洞線或許會遇到的斷層等，這樣就會增加潛在的危險，導(dǎo)致塌陷。

第二，沒有認真的做好勘察活動，或是判斷的不正確，洞線理應(yīng)避開的但是設(shè)計的時候沒有注意到，這就導(dǎo)致塌陷問題有發(fā)生的幾率。

第三，沒有選取好隧洞的方位，未躲避不良地質(zhì)區(qū)域。或洞線方向與斷層、裂隙、巖脈等破碎帶夾角太小、甚至方向平行等等。

第四，沒有充分的技術(shù)、經(jīng)濟論證，必須穿過不良地質(zhì)區(qū)段時，設(shè)計提出的支護襯砌型式、技術(shù)措施不盡合理，結(jié)構(gòu)強度偏低；另外，可能為減少工程投入，安全支護參數(shù)過小，未能取到支護穩(wěn)定圍巖的作用，而最終導(dǎo)致較大塌方的發(fā)生。

2 不良地質(zhì)條件下小斷面水工隧洞塌方預(yù)防和處理措施

（1）施工中應(yīng)正確合理選擇施工方法和防塌方技術(shù)措施，準備必要的材料和工具。防塌方技術(shù)措施有：搞好施工排水、采用弱爆破或不爆破開挖技術(shù)、合理掌握開挖進度、加強支撐和襯砌進度等。

（2）勘測設(shè)計過程中塌方預(yù)防：地質(zhì)勘察的科學(xué)性、準確性對預(yù)防隧洞的塌方起著至關(guān)重要的作用，設(shè)計時能夠采取最優(yōu)的洞線，對不良地質(zhì)判斷準確，使施工時能引起施工單位的重視，在通過不良地質(zhì)洞段時，會有很好準備，從而選擇合理開挖方法，及時采取有效的支護，預(yù)防塌方的產(chǎn)生。設(shè)計人員應(yīng)做好地質(zhì)勘察預(yù)報工作，掌握隧道所處區(qū)域的地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，防止工程損失。

只有做好設(shè)計工作才可以避免塌陷現(xiàn)象發(fā)生。掌握隧洞區(qū)的宏觀地質(zhì)背景、構(gòu)造特征、地質(zhì)地貌特點和較為詳細的其他地質(zhì)資料，分析隧洞區(qū)域內(nèi)的斷層、破碎、富水帶、高應(yīng)力分布情況，合理進行隧洞的斷面型式設(shè)計及支護參數(shù)設(shè)計。

圍巖在開挖成洞后，由于受力結(jié)構(gòu)平衡體系的破壞和應(yīng)力的重新分布，應(yīng)及時采取支護，在隧洞的設(shè)計過程中都要對最佳斷面型式及支護參數(shù)進行設(shè)計，如何選定安全、有效、經(jīng)濟的斷面型式及支護參數(shù)，對隧洞塌方的預(yù)防起著不可忽視的作用。若支護參數(shù)考慮的安全系數(shù)過大，會增加工程的投入；支護參數(shù)考慮過小，就可能因支護強度不夠，再臨時更換較大強度支撐，造成應(yīng)力再一次重分布，而引起塌方。

（3）施工過程中塌方的預(yù)防：加強施工過程中的地質(zhì)預(yù)測：水工隧洞是一個線狀的隱蔽工程，一些長隧洞往往穿越山峰溝谷，穿過多種巖類，多個構(gòu)造，跨越幾個地質(zhì)單元，因而隧洞工程地質(zhì)本身就十分復(fù)雜，勘測設(shè)計階段的地質(zhì)勘察只能從宏觀上分析整個隧洞區(qū)域的基本地質(zhì)情況，對埋深較大的洞段無法進行勘察，造成局部地質(zhì)資料不足。所以，施工的時候要積極的進行地質(zhì)預(yù)測工作，對可能出現(xiàn)的局部地段圍巖破碎引起失穩(wěn)、塌方和遭遇的斷層、涌沙、涌水能及時進行預(yù)測，以提醒施工人員采取合理的開挖和支護方法，預(yù)防塌方的發(fā)生。

要想控制好塌陷問題必須保證工作者的思想正確。在實際的工作中，很多施工者為了追趕速度，忽略了圍堰的穩(wěn)定性，或是因為地質(zhì)狀態(tài)一直都比較優(yōu)秀，其在思想上非常放松，沒有做好突發(fā)事故的應(yīng)對工作，此時就會導(dǎo)致塌陷。除此之外，在施工的時候，要積極的規(guī)劃工期，從思想層面上對于潛在的不良地質(zhì)要做好準備。在設(shè)計的時候?qū)τ跐撛诘乃輪栴}要提出應(yīng)對方法。如果出現(xiàn)了斷層或是別的不好的地質(zhì)狀態(tài)的話，此時不應(yīng)該慌亂，要沉穩(wěn)的分析應(yīng)對，仔細的了解地質(zhì)特征。在處理的時候必須秉承著就低不就高的方針來處理。認真的觀測圍巖，針對那些超過許可區(qū)間的變形現(xiàn)象要合理的支護，控制圍巖繼續(xù)變形，預(yù)防塌陷現(xiàn)象出現(xiàn)。

3 塌陷問題的預(yù)控以及應(yīng)對方法

針對小規(guī)模水利項目的塌陷問題來講，在實際處理的時候最好是秉承預(yù)控為主的工作方針。積極的開展好預(yù)控活動，必將會獲取較好的效益。要想預(yù)防塌陷就要從如下的兩個方面入手。

第一，積極的做好勘察設(shè)計工作。在具體的開展勘察設(shè)計活動的時候，要細致分析項目所處地方的地質(zhì)情況以及水文狀態(tài)等，認真分析軸線的地質(zhì)狀態(tài)，假如項目經(jīng)過河谷的話要特殊對待。盡量的將項目潛在的塌陷危險掌控在心。在選取洞線的時候，最好避開斷層以及溶洞之類的較差地層，假如必須要經(jīng)過的話，要提前考慮好技術(shù)方法，選擇合理的施工措施，積極的開展好設(shè)計活動，只有這樣才能夠保證工作開展順暢。

第二，確保選取的施工措施以及防塌陷工藝得當。在開展工作的時候必須做好施工排水活動，最好不要使用強爆破，同時還要控制好挖掘的速率，使用合乎強度標準的物質(zhì)等都能夠避免塌陷問題出現(xiàn)。

4 結(jié)束語

通過多年的工作實踐我們發(fā)現(xiàn)，不良區(qū)域的地質(zhì)條件本身不是很好，一旦發(fā)生塌陷問題還會引發(fā)其他的一些不利現(xiàn)象，假如不能夠盡快的處理的話，小規(guī)模的塌陷可能會在短時間內(nèi)變成嚴重的塌陷。因此，在開展隧洞建設(shè)工作的時候必須要做好臨時支護活動。同時，針對襯砌之外的空洞最好是使用合理的方法應(yīng)對，比如可以通過回填或是灌漿之類的措施來確保它的密實性搞，只有這樣才可以從根源上避免塌陷，確保施工工作的穩(wěn)定性，提升項目的利潤。

參考文獻

[1]張銳.水利工程中輸水隧洞的施工方法和技術(shù)要求[J].科技致富向?qū)В?011（11）.

[2]沈樹華，童云.不良地質(zhì)條件下的輸水長隧洞開挖工程監(jiān)理[J].四川水力發(fā)電，2006（5）.

[3]錢榮兵，羅生品，姜洋.大口徑PE管在水利工程中的應(yīng)用[J].四川水利，2010（2）.

[4]吳海珊.不良地質(zhì)條件下隧洞施工鎖口的幾種方法[J].長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2009（1）.

[5]劉建剛.談水利工程施工中淤泥軟土地基的處理[J].黑龍江科技息，2008（23）.