某工程導(dǎo)流放空洞大塌方處理技術(shù)

（中國(guó)水利水電第五工程局有限公司）

某工程導(dǎo)流放空洞大塌方處理技術(shù)

李召杰

（中國(guó)水利水電第五工程局有限公司）

在施工完成之后，由于工程的質(zhì)量或者是一些外部的原因可能會(huì)發(fā)生塌方的現(xiàn)象。但是大多數(shù)的塌方現(xiàn)象主要是發(fā)生在工程的施工過(guò)程中。在工程的施工過(guò)程中，由于路段或者隧道等等鋪設(shè)，挖掘到一半，承重超過(guò)了具體工程能夠承重的上限，于是就發(fā)生了塌方現(xiàn)象。本文主要通過(guò)某工程塌方現(xiàn)象的解讀，來(lái)談?wù)劸唧w的導(dǎo)流放空洞大塌方處理技術(shù)。

工程建設(shè)；塌方；水電工程；處理措施

在工程的施工之前，施工隊(duì)伍要派遣相應(yīng)的施工人員去施工的地點(diǎn)進(jìn)行地質(zhì)的考察。在施工方案的考量過(guò)程中，施工地段的情況等諸多問(wèn)題都會(huì)影響施工方案的選擇。由于中國(guó)占地面積龐大，地址類型繁多，因此在施工準(zhǔn)備階段一定要對(duì)該工程進(jìn)行實(shí)地考察和模擬測(cè)試。一旦在施工的過(guò)程中，產(chǎn)生了塌方的事件，將會(huì)影響工程的進(jìn)度，還會(huì)影響整個(gè)工程的造價(jià)，為承包商和業(yè)主都造成大量的經(jīng)濟(jì)損失。

一、工程情況的概述

2005年 4月 18 日凌晨，某工程放空洞龍?zhí)ь^部位 (電站放空洞后部與導(dǎo)流洞結(jié)合 )在施工放空洞 0 +271 ～ 0 +282段時(shí)發(fā)生嚴(yán)重塌方，塌方量約 2 600 m3，塌方體堵塞了下部正在過(guò)流的導(dǎo)流洞， 使導(dǎo)流洞無(wú)法過(guò)流。塌方事件發(fā)生在工程建設(shè)期間，水電工程已經(jīng)進(jìn)行到了一半，部分工程已經(jīng)全部完成。整個(gè)水域的發(fā)生改變，壩體并未設(shè)置泄水通道，因此造成了積水在庫(kù)區(qū)的大量停留。對(duì)水庫(kù)造成了很大的壓力和影響。事故發(fā)生后水庫(kù)的水位開(kāi)始上漲，影響到了周圍居民的安全。在工程緊急搶險(xiǎn)中心的指揮下，決定拆除已建好的部分圍堰和壩體，形成泄水明渠，下泄來(lái)水以減少淹沒(méi)損失。這是一次非常嚴(yán)重的塌方事件，造成了前所未有的經(jīng)濟(jì)損失。

塌方段位于斷層和變質(zhì)砂巖交接區(qū)，該段剛完成開(kāi)挖 ，處于最容易發(fā)生塌方事件的階段。在這次最嚴(yán)重的塌方事件發(fā)生之前，已經(jīng)發(fā)生了兩次大面積的塌方事件了，坍塌高度超過(guò)放空洞開(kāi)挖范圍。前期的塌方也給此次塌方留下了隱患。塌方的原因和當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)有關(guān)，當(dāng)?shù)氐膸r土屬于容易風(fēng)化的體質(zhì)。在風(fēng)化的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量巖石碎片，這些碎片會(huì)影響水流，對(duì)工程安全造成威脅，同時(shí)這次嚴(yán)重的塌方事件也對(duì)其他的洞室產(chǎn)生了一定的影響。

二、塌方處理的主要措施

在塌方發(fā)生之后，由于塌方發(fā)生的時(shí)間正好是汛期，水位隨時(shí)會(huì)上漲，同時(shí)由于水量的堆積，會(huì)對(duì)水庫(kù)造成大量的壓力。在處理的過(guò)程中要求決定的迅速。在決定了開(kāi)挖已經(jīng)建好的壩體之后，還要考慮后期可能由于開(kāi)挖造成的負(fù)面影響，處理的內(nèi)容較多，而且處理?yè)碛械臅r(shí)間較短，難度較大。

（一）放空洞進(jìn)口工作面塌方處理方法

①加固并建立安全點(diǎn)和路線

加強(qiáng)目前的支撐體系，發(fā)生了塌方事件之后，肯定要對(duì)之前的固定進(jìn)行加固，在連續(xù)多次發(fā)生塌方事件以后，為了施工人員的安全考慮，還應(yīng)該建立相應(yīng)的緊急避難點(diǎn)和相應(yīng)的安全路線。避免下次塌方事件后發(fā)生的人員傷亡。

②增加收斂觀測(cè)

由于發(fā)生了連續(xù)的塌方事件，對(duì)其他的洞體也產(chǎn)生了一定的影響，所以要加大觀察監(jiān)控的力度。在每隔 10 m就設(shè)置一組收斂觀測(cè)點(diǎn)，對(duì)明顯可見(jiàn)變形區(qū)增設(shè)，靠近掌子面處 5 m 設(shè)一組 (設(shè)五點(diǎn)觀測(cè))，同時(shí)配合全站儀進(jìn)行絕對(duì)變形觀測(cè)。

③形成混合制成

采用肋拱對(duì)塌方前沿 (0 +265 ～ 0 +272)進(jìn)行加固,拱肋由 5 榀 I22工字鋼拱架組成 , φ25@50 cm鋼筋連接，采用模噴 25 cm混凝土形成鋼格混凝土組合支撐，肋拱間距 1 m。

④采用大管棚處理塌方

在完成塌方前緣的肋拱加固和堆積體固結(jié)后，采用阿特拉斯液壓鉆機(jī)施作大管棚 ，長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際塌方長(zhǎng)度確定，初定為每根 15 m,，沿拱環(huán)向間距 30 ～ 40 cm。

⑤澆筑永久襯砌鋼筋混凝土

待達(dá)到 14 d強(qiáng)度后進(jìn)行回填、固結(jié)灌漿。根據(jù)塌落的石碴,可推斷在放空洞(放)0 +271 ～ 0 +282段上部塌方形成一面積較大的塌空區(qū)。在放空洞 (放 )0 +271 ～ 0 +282段進(jìn)行永久混凝土襯砌且襯砌混凝土達(dá)到 70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行塌空區(qū)回填灌漿。塌空區(qū)回填灌漿從放空洞交通洞水平鉆孔進(jìn)行，回填灌漿壓力為 0.3 MPa。

（二）導(dǎo)流洞出口塌方的處理方法

①自進(jìn)式注漿錨桿加固塌方影響段。

前面提到過(guò)了，塌方處的巖層的巖質(zhì)穩(wěn)定性較差，容易風(fēng)化，在產(chǎn)生碎片的同時(shí)，也容易降低工程的穩(wěn)定性。因此，采用自進(jìn)式注漿錨桿對(duì)塌方影響段0 +282 ～ 0 +302段邊墻進(jìn)行固灌灌漿加固。灌漿能使整個(gè)墻體的密度變大，從而增加整個(gè)巖層能承受的最大壓力。

②導(dǎo)流洞掌子面加固。

自進(jìn)式注漿錨桿加固塌方體后部邊墻后，再采用小管棚從塌方體后部超前支護(hù)塌方體頂拱(小管棚采用 φ48鋼管制作 ,間距為 30 cm)，后在洞口安裝鎖口鋼拱架 (I22工字鋼拱架)。安裝鋼拱架清理堆碴時(shí)，只清理周邊部分，預(yù)留核心土支撐。發(fā)生巖土松動(dòng)的時(shí)候就采取注漿的方式增加巖體的穩(wěn)定性。

③靜態(tài)爆破解大孤石 。

塌方由于水流的作用，將碎掉的巖塊運(yùn)到了水庫(kù)處。還有一些巖塊并沒(méi)有破碎，還遺留在原處。這些巖塊的體積較大，運(yùn)輸較為不方便，必須解小才能運(yùn)輸。由于塌方區(qū)較大，且架空嚴(yán)重，一旦振動(dòng)，可能引發(fā)更大規(guī)模的塌方、圍巖變形，為此，大孤石爆破解小采用靜態(tài)爆破方法。

靜態(tài)爆破的主要工具是T28 手風(fēng)鉆鉆孔，鉆孔直徑為 50 mm。現(xiàn)在巖石上鉆孔，然后加入一些化學(xué)藥劑，使得整個(gè)巖體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。石剛開(kāi)裂時(shí)，可向裂縫中加水，支持藥劑持續(xù)反應(yīng)，可獲得更好的效果。這種方式進(jìn)行破解孤石，行動(dòng)的幅度小，不會(huì)對(duì)周邊的巖體產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，同時(shí)還能有效地達(dá)到爆破解大孤石的目的。

三、安全應(yīng)急措施

（一）系統(tǒng)停電應(yīng)急措施

主廠房排風(fēng)平洞內(nèi)布置了 1臺(tái) 50 kW柴油發(fā)電機(jī)，在系統(tǒng)停電 3 min之內(nèi)，發(fā)動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)，以保證卷?yè)P(yáng)機(jī)提升系統(tǒng)的正常應(yīng)急。

（二）上下施工通訊中斷應(yīng)急措施

斜、豎井?dāng)U挖施工的上下通訊主要采用電鈴，是施工的過(guò)程中，如果發(fā)生了信號(hào)的中斷，為了保證人員的安全，可以采取一些應(yīng)急措施。

①采用對(duì)講機(jī)進(jìn)行上中下三點(diǎn)聯(lián)系。

對(duì)講機(jī)的信號(hào)接觸距離較遠(yuǎn)，在發(fā)生問(wèn)題的時(shí)候能夠在最遠(yuǎn)距離進(jìn)行信號(hào)的傳輸，保證相關(guān)人員的聯(lián)系。

②進(jìn)行應(yīng)急處理。

卷?yè)P(yáng)機(jī)操作手 10 min內(nèi)沒(méi)有收到正常信號(hào)，同時(shí)再等 15 min也沒(méi)有對(duì)講機(jī)的信號(hào)，就要進(jìn)行一些應(yīng)急的處理。 (先小提 30 cm, 停 30 s,再下放 30 cm, 停 30 s, 再按正常方式上提 )將吊籃提升到井口。

（三）卷?yè)P(yáng)機(jī)提升系統(tǒng)故障應(yīng)急措施

卷?yè)P(yáng)機(jī)主機(jī)發(fā)生故障時(shí)，最重要的一點(diǎn)就是保持鎮(zhèn)靜，然后與井上的人員取得聯(lián)系。在取得聯(lián)系后，說(shuō)明自己的情況，再由專業(yè)電氣工程師對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)主機(jī)進(jìn)行檢修。一般卷?yè)P(yáng)機(jī)提升系統(tǒng)都單獨(dú)設(shè)置有雙向限位器及緊急自動(dòng)制動(dòng)裝置在特殊情況可以啟動(dòng)，保證相關(guān)人員的安全。

四、結(jié)語(yǔ)

工程發(fā)生塌方事件是所有人都不愿意看到的一件事。要想避免塌方事件的發(fā)生，在工程的準(zhǔn)備過(guò)程中，就應(yīng)該做好相關(guān)地質(zhì)的測(cè)量和實(shí)驗(yàn)工作，并且選擇最合適的建造方法。圖紙的繪制也要根據(jù)做出的準(zhǔn)備進(jìn)行一定的設(shè)計(jì)安排。如果在工程中已經(jīng)做好了相關(guān)的準(zhǔn)備工作，但是還是發(fā)生了大規(guī)模的塌方事件，就應(yīng)該快速地進(jìn)行塌方的處理，保證整個(gè)工程能夠順利地進(jìn)行，盡可能地減少塌方造成的大量損失。

[1]何福江.某工程導(dǎo)流放空洞大塌方處理技術(shù)[J].四川水力發(fā)電.2009（7）.

[2]增江波.清江水布埡壩址放空洞洞室有限元分析[J].西安礦業(yè)學(xué)院.2006.

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