水利工程中隧洞塌方的應(yīng)對
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1.1做好施工現(xiàn)場的勘查工作
水利工程的建設(shè)是比較困難的，由于其建設(shè)資金有限，對于地質(zhì)勘察缺乏一定的研究，導(dǎo)致塌方現(xiàn)象時有發(fā)生。因此，在隧洞工程的勘測設(shè)計中，一定要加強對勘察的重視，仔細(xì)分析和調(diào)查隧洞所在區(qū)域的巖土地質(zhì)和水文地質(zhì)。對于地質(zhì)松動、不夠穩(wěn)定的區(qū)域，要盡可能地避開隧洞穿越，如果必須通過，就應(yīng)該事先考慮好相應(yīng)的技術(shù)措施和可能出現(xiàn)的施工問題，并制定出可行的補救措施，以保證工程施工的順利進行。
1.2做好事先調(diào)查工作
在加固未發(fā)生塌方地段的同時，施工單位要組織相關(guān)人員到塌方現(xiàn)場進行調(diào)查研究，對于塌方發(fā)生的范圍和性質(zhì)進行分析，并對塌方區(qū)域圍巖的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地下水活動情況進行認(rèn)真勘察，以找出導(dǎo)致塌方現(xiàn)象發(fā)生的準(zhǔn)確原因。相關(guān)的人員在進行現(xiàn)場勘察時，一定要注意勘察的全面性，對可能造成坍塌的任何一個因素都要進行分析，以保證可以制定出有效的解決方案。針對塌方發(fā)生的原因，相關(guān)人員要對塌方區(qū)域周圍的地質(zhì)進行可行性改造，制定出相應(yīng)的塌方處理方法，以避免此區(qū)域再次發(fā)生類似的情況。
1.3選擇合適的施工方法
在工程施工過程中，正確的施工方法和防塌措施是非常必要的，根據(jù)工程施工的性質(zhì)和隧洞周圍的地質(zhì)和水文條件，施工單位要制定正確、合理的施工方法，準(zhǔn)備必要的材料和施工工具，搞好施工排水，在爆破時盡量采用弱爆破或者是不爆破開挖技術(shù)，并合理地掌握開挖進度，加強支撐，這些都可以有效預(yù)防塌方現(xiàn)象的發(fā)生，從而保證隧道工程的順利進行。
1.4小塌先支后清
針對塌方中的小范圍塌方，可以采取將塌方全部清除的方法。在對塌方的區(qū)域進行清除之前，應(yīng)該用撐桿將塌方的頂部支撐牢固，以保證停止坍塌，若是沒有進行支撐固定，坍塌區(qū)域就很可能掉塊砸傷施工人員。當(dāng)隧洞發(fā)生塌方后，先清除塌渣可能會導(dǎo)致隧洞側(cè)壁失去平衡從而造成松動塌落圖1自然拱寬度示意圖圖2側(cè)壁不穩(wěn)時平衡拱寬度示意圖1~2為自然形態(tài)下拱寬度和側(cè)壁不穩(wěn)時平衡拱寬度示意圖），也會進一步地擴大增高而造成再次塌方，這樣反復(fù)進行，必然會引起大范圍的塌方，給工程建設(shè)造成更大的損失。因此，當(dāng)隧洞發(fā)生小范圍的塌方時，相關(guān)人員首先要做的就是支撐住塌方的頂部，保證其牢固性，然后施工人員開始對塌方進行全部清除，最后對于塌方區(qū)域進行地質(zhì)研究和可行性方案制訂，重建隧洞。
1.5做好應(yīng)急處理方案
在工程施工過程中，不可避免地會發(fā)生一些措不及防的事故，及時進行有效的預(yù)防，塌方事故還是可能會出現(xiàn)，這就要求施工單位的相關(guān)人員要經(jīng)常性地對施工過程進行檢查，以及時發(fā)現(xiàn)發(fā)生塌方現(xiàn)象的預(yù)兆，并采取相應(yīng)的工程防護措施，防止發(fā)生塌方事故，保證隧道工程建設(shè)的安全。
2水利工程隧洞塌方處理實例分析
2.1工程概況
老渡口水電站位于南盤江上游主要支流之一塊澤河下游，電站位于羅平縣老廠鄉(xiāng)境內(nèi)，工程區(qū)地理坐標(biāo)為東經(jīng)104°23′58″，北緯25°08′45″，距羅平縣42km，至曲靖175km，距昆明282km。該工程為中型電站，壩址控制徑流面積2429km2，電站裝機容量3×12.5MW，設(shè)計尾水位1280.1m、最低尾水位1279.5m，發(fā)電機層高程1288.5m，吸出高度－1.5m，發(fā)電機出線電壓6.3kV。水電站主體工程內(nèi)容包括：首部樞紐工程、引水隧洞工程、廠區(qū)建筑物工程、開關(guān)站等。引水隧洞布置在河右岸，為無壓城門型洞，洞身段長3.9km，進口底板高程1363.0m。隧洞沿線出露巖性主要為二疊系關(guān)嶺組灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、含碳質(zhì)灰?guī)r及粘土巖地層。同時，隧洞區(qū)層間層面交錯，構(gòu)造擠壓揉皺強烈，圍巖自穩(wěn)能力極差。
2.2塌方原因分析
2.2.1塌方段簡介
隧洞開挖根據(jù)圍巖地質(zhì)情況按照Ⅴ類開挖施工，在開挖過程中出現(xiàn)大面積塌方，塌方高度為設(shè)計拱頂高程6～10m不等。施工中對塌方體上方噴射混凝土圍巖進行封閉，采用I16工字鋼拱架支護，間距為50cm，掛網(wǎng)噴混凝土厚度20cm，準(zhǔn)22，L=3m鎖腳錨桿，并增設(shè)間距@300左右的準(zhǔn)22鋼拱架聯(lián)接筋等聯(lián)合支護系統(tǒng)，然后進行噴護。
2.2.2塌方段原因分析
塌方段主要為Ⅴ類圍巖；以碳質(zhì)灰?guī)r及粘土巖地層為主，巖性較松散軟弱，構(gòu)造擠壓揉皺強烈，順層擠壓錯動帶發(fā)育。局部受散滴流狀地下水影響，極易掉塊或坍塌，自穩(wěn)能力差，遇水輕微膨或軟化。
2.3塌方段處理方案
2.3.1回填混凝土補強措施
為了保證塌方段結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及后期運營輸水質(zhì)量及安全，要對塌方地段進行回填混凝土補強。在襯砌前期，對空洞地段預(yù)埋輸送泵管道，預(yù)埋為起拱線45°及90°三根管道延伸至塌方體頂部（為了在回填混凝土?xí)r均勻回填，避免澆筑混凝土?xí)r側(cè)壓受力，出現(xiàn)前期支護變形現(xiàn)象）。塌方體空洞回填采用C20混凝土，考慮到塌方空洞大，回填混凝土方量大，巖體在外力、溫度及人為操縱作用下的應(yīng)力、變形和穩(wěn)定性較差，澆筑到2m高左右暫緩澆筑，待混凝土到達一定強度再次澆筑，直至澆筑飽滿為止。回填過程中測量人員使用全站儀對隧洞拱頂下沉加強監(jiān)控，防止一次性回填混凝土過大導(dǎo)致鋼架變形，加強對初支變形監(jiān)控測量，同時會同監(jiān)理測量工程師對塌方體斷面收集及匯總，對工程量計算作為依據(jù)。
2.3.2注漿作業(yè)
在預(yù)埋混凝土輸送管的同時要預(yù)埋注漿管，注漿管采用準(zhǔn)32×3.25mm熱軋鋼管，長度根據(jù)塌方空洞段高度而定，注漿管迎水面位置應(yīng)與圍巖密貼。注漿采用M20水泥砂漿，水泥采用普通硅酸水泥和水?dāng)嚢瓒桑酀{過程中嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進行，及時完整地填寫注漿記錄。注漿完成后，用棉紗封堵住漿管，以防止?jié){液從管內(nèi)流出。
3結(jié)束語
綜上所述，水利工程動工之前的地質(zhì)勘查和資料收集總是有一定的欠缺，難以保證地質(zhì)勘查的準(zhǔn)確性，從而不能提出相應(yīng)的解決方案。但是，工程地質(zhì)勘察是工程建設(shè)的首要條件，要想保證工程建設(shè)的利益最大化，就必須做好工程地質(zhì)的勘察工作，保證勘察的質(zhì)量，對工程建設(shè)過程中可能出現(xiàn)的塌方現(xiàn)象制定出相應(yīng)的對策，以保證工程建設(shè)的順利進行，真正實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。
作者：唐林剛單位：曲靖市水利電力工程安裝施工隊
