對水利工程隧洞施工坍塌的分析處理

姜黎東

【摘要】我國政府不斷提高對水利工程建設(shè)的投入，水利工程建設(shè)的種類越來越多樣、質(zhì)量越來越高。隧洞施工在水利工程建設(shè)中，隧洞施工具有工作周期長、技術(shù)要求高、施工難度大的，經(jīng)常出現(xiàn)坍塌事故。文章分析了水利工程隧洞施工坍塌事故的原因，并提出了相應(yīng)的解決措施。

【關(guān)鍵詞】水利工程；隧洞施工；坍塌；

全斷面掘進(jìn)法是水利工程中隧洞施工的主要開挖方法，適用于圍巖完整、石質(zhì)堅(jiān)硬的施工情況。如果水利施工中遇到不良的地質(zhì)條件、較小的隧洞斷面，就必須使用其他開挖方法。如果在水利工程隧洞施工中出現(xiàn)坍塌，不僅會(huì)造成一定的財(cái)產(chǎn)損失，延誤工期，甚至?xí)斐扇藛T傷亡。本文分析了引起水利工程隧洞施工中坍塌的原因，并探討了并探討了預(yù)防和處理隧洞施工坍塌的措施。

1.引起水利工程隧洞施工中坍塌的原因

總體而言，作為一個(gè)綜合性的工程項(xiàng)目，水利工程隧洞施工過程中出現(xiàn)坍塌的原因有很多，可以將其分為兩大類：隧洞施工部分造成的坍塌，其原因主要是作業(yè)流程和隧洞挖掘技術(shù)出現(xiàn)問題；其他施工引起的坍塌，主要原因是沒有進(jìn)行科學(xué)的水利工程施工管理[1]。

1.1沒有進(jìn)行細(xì)致的地質(zhì)勘查工作

要保障水利工程建設(shè)的順利進(jìn)行就必須進(jìn)行細(xì)致的地質(zhì)勘查工作，將詳實(shí)、準(zhǔn)確的勘察資料提供出來。一些水利工程在建設(shè)之前沒有進(jìn)行細(xì)致的地質(zhì)勘查，造成地質(zhì)勘察資料中出現(xiàn)了錯(cuò)誤和不詳細(xì)的地方，對隧洞挖掘工作造成極其不利的影響：在進(jìn)行隧洞挖掘的前期規(guī)劃時(shí)沒有有效的處理軟弱破碎的地層，造成設(shè)計(jì)隱患；由于缺少準(zhǔn)確的地質(zhì)勘察資料，在施工時(shí)不能有效的控制風(fēng)險(xiǎn)；發(fā)生坍塌后不能對隧洞的坍塌情況進(jìn)行準(zhǔn)確的了解，不利于快速、正確的后期處理。

1.2地質(zhì)原因造成的坍塌

水利工程中的巖石工程要面對比較復(fù)雜的處理對象，水利環(huán)境多變、工程具有隱蔽性、巖石土層具有不確定性等因素都會(huì)對巖石工程的施工造成影響，經(jīng)常需要對工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整。然而受到各種因素的限制，對于隧洞所處地段的巖石、水文情況等缺少翔實(shí)、準(zhǔn)確的資料，造成設(shè)計(jì)與隧洞的實(shí)際情況不符合，沒有避開斷層破碎帶，導(dǎo)致隧道施工的坍塌。

1.3沒有進(jìn)行合理的工程設(shè)計(jì)

水利工程項(xiàng)目必須綜合協(xié)調(diào)和監(jiān)控質(zhì)量、資金、工程進(jìn)度等因素，一些管理者為了縮短工期、節(jié)約成本，沒有充分對隧洞的設(shè)計(jì)予以充分的重視，在埡口最低處設(shè)計(jì)隧洞的中軸線，造成隧道施工的難度不斷加大，增加了坍塌的發(fā)生幾率。

1.4不當(dāng)?shù)氖┕し椒?/p>

①對于穩(wěn)定性較差的圍巖，沒有在開挖后立即進(jìn)行支護(hù)襯砌，延長了圍巖的暴露時(shí)間，加大了山巖的壓力，引起坍塌。②在進(jìn)行開挖爆破時(shí)沒有規(guī)范施工，進(jìn)行強(qiáng)爆破或使用了過多的炸藥，震動(dòng)過于強(qiáng)烈而造成坍塌。③隧洞內(nèi)部施工過程中運(yùn)用了強(qiáng)度較低的支承構(gòu)件和不合理的支撐結(jié)構(gòu)，存在著力點(diǎn)、高度、支撐位置不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象，襯砌和開挖時(shí)需要將其拆除，引起坍塌[2]。④在沒有做好全面準(zhǔn)備時(shí)就貿(mào)然停工。例如沒有處理好施工排水，長期浸泡圍巖，加大了山巖壓力，降低了圍巖強(qiáng)度，容易造成坍塌事故。

2.預(yù)防與處理水利工程隧洞坍塌問題

水利工程施工中一旦發(fā)生隧道坍塌，不僅會(huì)延誤工期，造成時(shí)間和資金的浪費(fèi)，可能會(huì)引起安全事故。因此要以預(yù)防為主，切實(shí)做好防治措施，特別是針對不良地質(zhì)進(jìn)行預(yù)案，做好水利工程隧洞坍塌的預(yù)防與處理。

2.1提高地質(zhì)勘查設(shè)計(jì)工作的準(zhǔn)確性

在水利工程隧洞工程的勘察過程中，對隧洞所在區(qū)域的巖石地質(zhì)和水文地質(zhì)進(jìn)行全面的勘探，對進(jìn)出口區(qū)域和隧洞軸線到地質(zhì)資料進(jìn)行了解，對隧洞穿越的溝谷、山體和埡口的情況進(jìn)行全面的分析，特別是要對可能發(fā)生坍塌的不良地質(zhì)進(jìn)行深入的了解。在選擇洞線時(shí)，要盡量避開不良地質(zhì)，例如溶洞、地下水、軟弱破碎帶、斷層等。如果必須穿過不良地質(zhì)，則要將相應(yīng)的施工預(yù)案準(zhǔn)備好，并對施工方法進(jìn)行調(diào)整，做好施工組織設(shè)計(jì)，盡量避免隧洞坍塌的發(fā)生[3]。

2.2及時(shí)采取措施解決坍塌問題

一旦隧洞坍塌發(fā)生，只要及時(shí)采取有效的清理方式進(jìn)行清理。如果坍塌范圍較小、破壞面積較小，則可以選擇完全清理方式。立即對隧洞坍塌的頂部進(jìn)行加固，將支撐點(diǎn)重新建立起來，避免大范圍、大面積的坍塌造成安全事故。整個(gè)隧洞的施工都會(huì)受到一次坍塌的影響，如果坍塌后沒有及時(shí)采取措施，則很容易造成大面積的坍塌。如果坍塌面積較大、清理工作比較困難，可以對坍塌的隧洞進(jìn)行打通，在隧洞兩端用超前支撐的方式進(jìn)行加固，這是為了避免塌方延伸，使隧洞受力均勻，對隧洞頂棚使用鋼拱固定。

2.3對未發(fā)生坍塌的地段進(jìn)行加固

一旦發(fā)生隧洞坍塌，整個(gè)隧洞施工都會(huì)受到很大的影響，特別是與第一次坍塌聯(lián)系緊密的地段更是首當(dāng)其沖。因此一旦發(fā)生坍塌，就要立即加固沒有塌方的地段，避免坍塌擴(kuò)大，發(fā)揮防護(hù)和穩(wěn)固的效果?？梢允褂弥吸c(diǎn)對沒有塌方的地段進(jìn)行加固，主要使用由工字鋼和大直徑鋼筋制作的鋼拱架，支撐隧洞的薄弱地段。用襯砌的方式及時(shí)加固隧洞中不穩(wěn)定的圍巖。

2.4做好施工排水工作

由于在進(jìn)行隧洞挖掘時(shí)很容易出現(xiàn)地下水，影響隧洞圍巖的穩(wěn)定性。因此在隧洞施工中要將完善的排水方案制定出來，在施工的過程中進(jìn)行排水，對圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行保障，也提高施工環(huán)境的安全性。上游地段最容易出現(xiàn)地下水，因此施工排水的重點(diǎn)就是上游地段，對下游主要進(jìn)行防護(hù)。排放隧洞的地下水可以采用的方式有分級(jí)抽排和分段截流，及時(shí)排放地下水，避免坍塌。

2.5做好鋼筋混凝土襯砌工作

對于隧洞施工中遇到的危險(xiǎn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，可以利用混凝土來加固松動(dòng)的隧洞圍巖。圍巖的穩(wěn)定性受到各種地質(zhì)環(huán)境的影響，還容易受到外界環(huán)境的侵蝕，在施工的過程中應(yīng)該做好鋼筋混凝土襯砌工作，及時(shí)襯砌不穩(wěn)定的混凝土。在進(jìn)行一米的挖掘之后就要澆筑一次混凝土，將圍巖的牢固性提高，避免隧洞施工坍塌的發(fā)生。

3.結(jié)語

作為一項(xiàng)重要的水利樞紐工程，隧洞施工的質(zhì)量對整個(gè)水利工程的施工質(zhì)量有著重要的影響。隧洞施工中最容易發(fā)生的問題就是坍塌，因此在隧洞施工的過程中對隧洞坍塌的原因進(jìn)行查找和分析，并及時(shí)采取有效的措施，預(yù)防和處理隧洞坍塌。

參考文獻(xiàn)：

[1] 喬永萍. 淺析崇禮滑雪場補(bǔ)水工程隧洞施工方案[J]. 黑龍江科技信息. 2011（33）

[2] 桑鵬程，馬海居，李美海. 隧洞施工中硫化氫防治技術(shù)實(shí)踐[J]. 科技信息. 2012（11）

[3] 王曉光. 談水電工程隧洞施工動(dòng)態(tài)管理[J]. 黑龍江科技信息. 2012（28）