隧洞施工坍塌問題及處理對策

朱清濤

摘 要：近幾年，隨著經濟的發展和人們生活水平的提高，國家對水利工程建設方面的投入不斷增加，帶動我國水利工程事業快速發展。在樹立工程輸水和泄洪建設中需要挖掘隧洞，但是隧洞施工困難比較大，技術要求要，而且施工時期比較長，容易發生塌陷事故，所以在實際工程中必須要加大這方面的建設和管理工作，要從多個角度提出水利工程隧洞施工坍塌問題解決措施。本文以新疆地區為例，提出了水利工程隧洞坍塌解決措施。

關鍵詞：水利工程；隧洞；坍塌

中圖分類號：TV5 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）04-0075-02

在水利工程施工中隧洞施工是一項比較重要的施工項目，如果在施工的過程中存在質量不過關的情況，可能會導致塌陷事故的發生，這樣不僅會影響工程進度，而且會增加資金投入，對國家經營產生較大的影響，同時也給施工群眾帶來很大的心理影響。所以在隧道施工中必須要重視隧洞質量的建設，制定隧洞塔防處理和預防方案，以便出現緊急情況后能夠快速解決問題，提高隧道施工質量和安全性的提高。

1 工程概況

孔吾拉齊水庫工程位于新疆維吾爾自治區克孜勒蘇柯爾克孜自治州阿合奇縣境內，水庫壩址位于阿合奇縣蘇木塔什鄉阿爾帕涌依契克溝內。壩址北距蘇木塔什鄉約30km，距阿合奇縣約40km。本工程是阿合奇縣近期建設的重點工程，也是該河唯一的控制性水庫工程。孔吾拉齊水庫工程具有灌溉和鄉村供水任務。孔吾拉齊水庫壩址處多年平均流量0.31m3/s，控制年徑流量985萬m3，水庫正常蓄水位2360.27m，正常蓄水位相應庫容410.4萬m3，死水位2341.03m，校核洪水位2362.31m，死庫容50.0萬m3，興利庫容360.4萬m3，總庫容481萬m3，具有年調節性能。大壩為瀝青砼心墻壩，最大壩高39.5m。本工程等別為Ⅳ等，屬小（1）型工程。大壩為4級建筑物，各泄水建筑物及進水口為4級建筑物；次要建筑物為5級建筑物；臨時建筑物為5級建筑物。

2 水利工程隧洞施工坍塌原因

2.1 地質勘查工作不準確

水利工程隧洞施工過程中必須要做好施工前的地質勘查工作，這項工作是水利工程建設施工的重要工作基礎，同時也是做好隧道施工、取得優質施工質量的保障。在實際工作中要依據水利工程特點進行施工，如果勘查工作做的不到位，可能會對隧道施工帶來不利的影響。

2.2 施工方法不夠科學

水利工程隧洞施工過程中采用的方法比較多，但是施工方法的應用不是隨意選擇的，必須要依據地質條件和施工團隊經驗選擇合適的施工方式，如果施工地方地質穩定性比較差，挖掘后也沒有采用支護襯砌，這種情況下一些圍巖長時間暴露在空氣中加大山巖壓力，進而出現塌陷；另外在開挖構成中由于使用過多的炸藥，也比較容易導致塌陷事故的發生。

2.3 施工方案設計存在問題

水利工程施工設計中，必須要考慮該工程項目實際承擔的服務性能，同時也要使其與地理環境協調發展；另外還要考慮實際施工中需要的施工基礎人員和相關設施設備等，預防施工存在漏洞。

3 水利工程隧洞施工坍塌問題處理措施

針對以上工程隧洞中出現的隧洞塌陷問題，必須要對工程實施全面的了解，同時堅持預防為主的設計原則，做好前期地址勘查工作，并加強施方案的制定，特別是針對不良地址的工程段，必須要有有效的應對措施。施工過程中必須要按照科學、規范的措施和城鄉實施嚴密的施工，達到預防隧洞塌陷的目的。

3.1 做好前期地址勘查設計

工程勘測設計過程中必須要全面調查、深入了解，仔細勘探隧洞所在位置的地質情況，同時要對這個區域的水文條件有全面的了解，對隧洞穿越溝谷段要認真的分析，預防隧洞塌陷的發生。在隧洞處理過程中如果選擇隧線無法避開時要先制定相應的技術方案和措施，在施工組織設計中強化措施，選擇合理的施工放哪和方法，為隧洞施工提供科學的指導。

3.2 著重加固未發生塌方的地段

隧洞一旦發生一次塌方可能就會影響這個隧道的安全，比較容易使隧道發生二次塌方。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生事故，所以隧洞一旦發生一次塌方，這時就應該加強防護，對整個隧洞要實施全面的加固處理；對隧道薄弱的地段實施加固處理；同時也要對隧洞內不穩定的圍巖做好預防保護措施；如果隧洞地段比較容易出現松動現象可以加固巖層，同時也可以利用襯砌提高巖層強度，從而提高隧洞的穩定性。

3.3 依據塌方程度選擇解決方案

在實際施工中必須要根據隧洞塌陷的具體情況選擇一個科學的解決方案實施，而對于一些小范圍內采用合適的解決方案實施解決，對于隧洞施工中一些小范圍內的塌方現象，由于影響范圍比較小，所以可以采取完全清理的方案實施處理。在處理的過程中首先重新建立支撐點，加固隧洞塌方頂端的牢固性，預防塌陷面積增大，導致隧洞內人員傷害。由于隧洞已經發生了一次塌陷，如果不采取一定的措施可能會出現第二次大面積的塌陷，所以對于一些存在大面積塌方的對東，必須要采取超前支撐的方案實施加固處理，使隧洞受力均勻，從而提高隧洞的穩定性。

4 水利工程隧洞施工坍塌處理技術

工程塌方情況：隧洞進口洞段向下游開挖掘進，圍巖情況比較差，施工單位處理掌子面左側突出圍巖的過程中，該樁拱頂右上方出現塌陷，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設置的超前支護導管。經過調查、分析后認為塌方主要是由于地址因素導致的，該洞段地址情況不好，巖體穩定性差，再加上地表降水滲入巖體，降低圍巖強度，進而導致隧洞塌陷。工程隧洞塌陷設計圖見圖1。

4.1 噴射混凝土封閉掌子面

塌方出現后，在沒有探查好前方地質情況下，為了預防出現涌水突泥緊急情況，首先必須要保留并加固塌陷體，并依靠塌陷體支撐掌子面，防止塌方進一步擴大，并立刻對掌子面實施封閉處理。同時采用噴射C20混凝土封閉塌陷體表面，厚度為20cm左右。

4.2 調整小導管布置

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

4.3 動身開挖或支護處理

洞身一般采用微臺階法實時挖掘，臺階長度一般控制在3-4m出，開挖過程中盡量采用機械配合人工的方式，不能直接采用爆破的方式，如果大的石頭發生破裂，必須要盡量采用少的炸藥，保證不能對塌方體產生影響，同時在開挖的過程中要多保留核心土壤，預防隧洞出現二次塌方。隧洞開挖后必須要立即做好施工初期支護結構，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

隧洞頂部實施加固處理的過程中，可以預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方面不能很好的改善，并且受到過渡的干擾，就會容易發生塌陷事故。另外隧洞在開挖的過程中即便安全的通過了塌方段也會因為巖層性質的不同而使后方隧道襯砌結構沉降不均，從而導致襯砌開裂，影響隧洞安全，所以必須要做好邊墻和基底的加固處理。基底加固一般采用υ75鋼管樁實施注漿處理，加固范圍為開挖輪廓線一下5m，鋼管樁間距為1.0m，梅花形布置處理。鋼管樁采用υ75mm的無縫鋼管加固處理，每根鋼管長5.5m。同時為增強結構強度，鋼管樁尾端采用I16工字鋼實施連接誒，提高整體受力性能。漿液比例為1：1，注漿壓力為2.0Mpa。

5 結語

水利工程隧洞施工建設過程中會有很多問題的出現，隧洞塌方是其中一種，隧洞塌方影響因素有很大，有認為因素、地質因素等等，在處理隧洞塌陷的過程中必須要依據工程實際情況，做好前期地址勘查工作，并依據地址類型制定合理的解決方案，然后依據方案需求采用合適的隧洞處理技術進行處理，隨后必須提出預防和應對隧洞再次塌方的方案和對策，并結合相關施工及時和方法對塌陷實施預防處理，以便能夠保證順利工程順利竣工。

參考文獻：

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