水利工程隧洞施工坍塌的處理技術研究

蒙克巴依爾

摘 要：隨著近些年來我們大力加強水利工程建設以來，水利事業在此期間獲得了較大程度的發展。眾所周知，在水利工程建設過程中往往需要挖掘一些隧洞，用于鋪設引水管線以及加固堤壩根基，但是通常情況下隧洞的施工具有難度大、周期長、技術要求高的特點，出現坍塌事故也是常有的事。鑒于此，本文將著重分析小型水利工程隧洞塌方原因以及相應的預防和處理措施，希望能夠對今后更好的進行隧道施工，避免坍塌事故提供一些借鑒和參考。

關鍵詞：隧洞施工；坍塌；預防；處理措施

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通常而言，在大多數小型水利工程隧洞的施工斷面都比較小。大量的事實證明，在這種情況下我們最好的辦法就是采取全斷面開挖方式。但在實際施工中我們會發現由于地質條件的惡劣，很多小型隧洞施工不得不采用半幅開挖或者其他方法。尤其是第四類及第五類圍巖，由于這兩種巖石的穩定性不夠，如果仍然采用全斷面開挖方式是難以最終成型的，此時采用半幅開挖或者邊開挖邊支護等施工措施是比較貼合實際的。但是就算如此我們依然無法完全避免坍塌事故的發生。因此我們應當分析原因并且找到行之有效的方法予以解決才對。

1出現坍塌事故的原因

通過大量的調查顯示，在水利工程的隧道施工中導致坍塌的原因多種多樣，歸納起來主要有以下幾點原因。

1.1沒有重視地質條件的影響。

通常的說，在建造小型水利工程的時候會受到資金緊張的困擾，很多時候項目建設對地質條件沒有做詳細的勘探，因此在后期的施工過程中對于隧洞所在地段的水文和地質資料缺乏，這樣一來在設計致使隧洞設計的時候很難將隧洞軸線選在最佳位置而將其建在不良的地質層中，當隧洞施工行進過程中造成塌方也就不足為奇了。除此之外，地表水和地下水的滲漏和貫穿，也會大幅度的降低致隧洞軟巖的強度，如果在這個時候有孔隙水作用的軟巖存在其中，開挖過程則非常有可能發生坍塌，如不及時加以處理的話，只會造成塌方的區域越來越大，破壞力越來越強，嚴重的話甚至造成隧洞改線心；

1.2地質勘察資料與工程實際不吻合。

具體地說，就是我們搜集和整理出來的地質資料中對于在施工過程中有可能出現的不良地質條件并未作出詳細的描述，從而比較缺乏工程技術的支撐，這也會同時造成無法科學合理設計與之對應的預防以及處理措施。這樣一來一旦工

程施工遇到不良地質條件通常會讓大家感覺措手不及，越是如此越是容易出現坍塌了。

1.3在設計隧洞不良地質段時欠考慮。

主要表現在沒有周全的考慮到結構襯砌支護形式和強度要求，因此無法滿足特殊地質的承載力要求，忽略了對那些在施工作業過程中的山巖壓力、高地應力等因素。在這種情況下去長時間施工的話出現襯砌結構物裂縫或者結構遭受擠壓破壞則顯得比較正常了。

2加強隧洞預防及處理的方法

從過去這么多年的施工經驗來看，為了更好的解決隧洞施工的坍塌問題，我們應該堅持以預防為主的原則來進行全面展開。具體地說，設計和勘探人員在施工之前要事先對該區域的地質條件做深入細致的了解并且找出哪些地方有可能會出現坍塌，并且對這些不良地質制定出切之可行的應對措施，設計好以后就要嚴格的遵守，施工單位要按規定程序來組織施工人員進行施工。

2.1細致入微的做好前期地質勘測與設計相關的工作。

概括地說，就是在施工之前勘測與設計要事先進行深入細致的全面調查隧洞所在區域的地質條件（包括水文地址和工程地質條件），通過這種方式做到心中有數，尤其是對于隧洞軸線和進出口區域的相關地質資料一定要全面掌握，與此同時，對于那些不良地質要有相應的論證加以證明，從而最大限度的避開發生塌方的不良地質段。但是有一點值得注意的是，我們在選擇洞線的時候往往會無法避開有坍塌潛在危險的區域，在這個時候我們應事先制定相應的解決措施和技術方案，從而在施工的過程中遇到相應的問題也不會慌亂，以此來保證施工作業的順利開展。

2.2按“小塌清、先支后清”以及“大塌穿，先棚后穿”的原則進行處理。

就目前而言，這也是最為有效的解決坍塌事故的方法。其中“小塌清、先支后清”指的是當塌方區域比較小的時候，我們可采用措施將塌方全部清除。值得注意的是，事先我們應牢固支撐塌方的頂部位置，通過這種方式避免進一步的塌落，防止洞頂的巖石掉落不經意間會砸傷施工人員，從而保護施工人員的生命安全。這是因為當隧洞首次塌方后，塌方坑道的兩側邊坡依然會不穩定，如果在這種情況下先清除塌碴極易導致側壁的受力不均而松動塌落，塌方坑道會在短時間內迅速增寬，自然拱也會隨之增高而造成再次塌方。所謂“大塌穿，先棚后穿”指的是當塌方量很大，短時間內無法完全清除，而塌穴形狀和大小一時又無法找出時，我們應當將塌方體看成是松散破碎的地層，在這種情況下最好的辦法就是采用開挖導、坑超前支撐的方法去穿越塌方體。有一點值得強調的是，在穿越前必須確保塌方部位的兩端支頂是牢固的，絕不可以存在松動的地方。在穿越的過程中使用插板法予以支撐，具體地說就是將插板插入導坑頂部形成棚頂來加以保護，然后再逐步開挖進占（可以考慮邊挖邊襯砌）。

2.3施工中合理選擇防塌技術和施工方法。

為了做到這一點，我們要做的事情很多，包括準備必要的材料和工具，搞好施工排水，合理掌握開挖進度，加強支撐和襯砌進度等。做好了這一系列的工作之后，相關工作人員還需要在施工過程中進行定期或者不定期的反復檢查，一旦發現有塌方的潛在危險或者預兆要在第一時間通知技術人員采取工程技術措施來防止塌方事故的發生。但是有一點值得注意的是，雖然說我們在工程實施工程中最大限度的做好了各方面預防工作，但塌方事故有的時候依然會無法避免，其中的原因也有很多，有些是人為因素，有些是非人為因素。如果一旦發生了塌方，我們應首先加固還沒有塌方地段來防止塌方進一步蔓延，這樣也可以讓搶險工作處于一個相對安全的環境。

2.4對于松散破碎段的塌方地層要進行超前支撐和采用開挖導坑。

具體地說需要從以下三個步驟進行：首先支撐拱的頂部位置，從而牢固支撐塌方部的兩端。事實證明，通過這種方式可以有效防止塌方的進一步延伸。牢固之后我們再使用插板法或者管棚法支護，從而形成棚頂。棚頂形成之后開始逐步開挖進占，值得注意的是，在開挖進占的過程中一定要綜合考慮邊挖邊襯砌的實際情況，從而更好的控制開挖速度和支護間距。

結束語

綜上所述，隨著水利工程建設得如火如荼，我國也加強了隧道的建造力度。然而在建隧洞的過程中有一個必須面對和解決的重要問題—坍塌。為了順利的開展隧洞施工，并且確保施工人員的人身安全，設計和勘測人員必須要實現深入細致的掌握隧洞的地質條件，對于那些地質條件不良的區域要盡可能的避開，如果是為了建設的需要無法避開的話，應當在施工前采取與之對應的預防措施以及做出一旦發生坍塌事故應當如何處理的具體解決方案。

參考文獻

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