對水利工程隧洞施工坍塌的分析處理

李景云

摘要：隨著社會經濟的快速發展，為了滿足人們的生產用水和生活用水，國家不斷加大對水利工程建設的投入，這就使得我國的水利事業快速發展。在水利工程中為了輸水和泄洪，經常需要挖掘隧洞，但是由于隧洞的施工難度較大，技術要求高，周期時間長，時常會發生坍塌的情況，從而在不同程度上對人們財產帶來了損失。本文就針對水利工程隧洞坍塌的原因進行了分析，提出了隧洞坍塌的處理和預防措施，進而保證水利工程隧洞施工質量。

關鍵詞：水利工程隧洞坍塌處理

0 引言

在水利工程隧洞施工中，通常都會采用全斷面掘進法進行開挖。這種方法主要適用于石質堅硬、完整的圍巖。但是在不良的地質條件下，對于隧洞斷面較小，在施工時就得采用半幅或其它局部開挖方法。尤其是Ⅳ類以上圍巖，其自身穩定性較差，隧洞成型較困難，這就要求在工程施工中要采用半幅開挖和襯砌等施工措施。雖然如此，在隧洞施工中也常常會出現不同程度的隧洞塌方，塌方事故的發生給人們的財產安全帶來了一定的損失，這就使得人們越來越重視對隧洞塌方的處理和預防措施。本文就針對水利工程隧洞坍塌的原因進行了分析研究，并根據這些問題制定了相應的施工方案及措施，從而保障水利施工工程的順利進行。

1 水利工程隧洞施工中坍塌的主要原因

水利工程是由多項施工部分組成的綜合性工程項目，造成隧洞施工坍塌的原因也多種多樣，但可以將其大致分為兩類：一類是其它施工部分引起的坍塌，這是由于水利施工管理存在問題；另一類是隧洞施工部分引起的坍塌，這是由于隧洞挖掘技術和作業流程存在問題。

1.1 地質勘查工作不細致，勘查資料存在問題

地質勘查工作是水利工程建設的基礎，它是保證其它各項工作正常開展的前提條件，在水利工程建設中起著必不可少的重要作用。如果在進行地質勘查時，因為工作的不細致而造成勘查資料的不詳細和錯誤，就會嚴重影響隧洞的挖掘工作，這主要體現在以下方面：①由于地質勘查工作的不到位，隧洞挖掘在進行前期規劃工作時，對于一些軟弱破碎的地層不能進行有效的處理，這就使得隧洞施工設計方案的選擇上存在著安全隱患；②由于地質勘查工作中出現紕漏，在進行隧洞的挖掘施工中不能夠對一些可能出現的問題進行有效的風險控制，無法在工程建設上避免施工風險；③當坍塌發生后，由于地質勘查資料的錯誤，這就造成救援和處理單位不能夠真實的了解隧洞的坍塌情況，對后期快速正確的處理帶來不利影響。

1.2 地質因素是引起隧洞坍塌的重要原因

水利建設由于其地質條件具有復雜性、巖石土層的不確定性、工程的隱蔽性、水底環境的多變性等原因，這就造成巖石工程處理的對象非常復雜，這就需要在進行施工時要隨時根據實際情況不斷調整和改變工程設計方案。但是水利工程因為受到一些條件的限制，對一些必要的地質勘查不能夠做到精準，由于缺少隧洞所在地段的水文、巖石等地質方面的資料，這就造成設計人員不能夠根據隧洞的實際情況進行精準設計。在進行設計時可能將隧洞的軸線選在了山坳、埡口等不良地質區域，沒有避開斷層破碎帶或其它不良地層。一旦隧洞從這些不穩定的地層中穿過，就很可能出現隧洞坍塌，影響工程建設的正常進行。

1.3 要求成本控制，造成工程設計不合理

項目成本控制與簡單、獨立的施工管理有所區別，它是對一個或多個工程建設項目的前期投資、中期建設、后期使用功能以及工程進度、資金、質量等多種因素所進行的綜合的、宏觀的協調和監控的過程。在一些水利工程的規劃設計中，管理者為了控制成本投入和縮短時間，沒有對隧洞的設計引起重視，在進行設計時往往將隧洞的中軸線選擇在埡口的最低處，這樣隨著隧洞施工的不斷深入，隧洞的施工難度越來越大，技術要求也相應的增加，很容易造成塌方。

1.4 施工方法不當

在水利工程施工中施工不當主要表現為：①一些圍巖的穩定性較差，開挖后沒有及時的進行支護襯砌，這就使得圍巖暴露時間過長，山巖壓力加大，從而造成坍塌。②在開挖爆破過程中，由于使用過多的炸藥或進行強爆破，造成強烈的振動而發生塌方。③在水利隧洞施工中，隧洞內部不合理的支撐結構，支撐構件強度較低，以及支撐位置、高度、著力點不當等原因，在進行開挖、襯砌時需要拆除，從而發生塌方。④不考慮后果暫停施工，沒有做好全面的準備工作，如施工排水沒有處理好，導致圍巖長時間的浸泡在水中，處于飽和狀態，山巖壓力加大；圍巖強度降低，一旦發生擾動，就很容易發生塌方。

2 水利工程隧洞坍塌的預防和處理措施

針對水利工程隧洞施工發生坍塌的問題，需要堅持預防為主的原則，做好防治措施。首先要深入細致的做好前期的地質勘查工作，制定和設計出科學合理的施工方案，特別是對于一些不良地質要做好應對措施和預案，在進行施工時要按照規定程序，嚴密的實施。

2.1 認真做好地質勘查設計工作

在隧洞工程的勘查設計中，要深入細致、全面的調查和勘探隧洞所在區域的水文地質和巖石地質，全面的掌握和了解隧洞軸線和進出口區域的地質資料，認真分析和研究隧洞穿越埡口、山體、溝谷的情況，最大限度的了解全部的可能發生塌方的不良地質情況，在進行洞線的選擇時，盡可能的避開斷層、軟弱破碎帶、地下水、溶洞等不良地質段，如果不能夠避開時，要求事先做好相應的技術方案和措施，選擇正確的施工方法，加強施工組織設計，以便指導隧洞施工。

2.2 根據塌方的程度，采取相應的解決措施

根據隧洞坍塌的具體情況采取相應的清理方式，對于一些小范圍的塌方，由于破壞面積相對較小就可以采用完全清理的方式。首先需要重新建立支撐點來加固隧洞塌方的頂部，防治坍塌面積的加大而造成人員受傷等事故。由于隧洞發生一次坍塌后整個隧洞都會受到影響，如果沒有進行及時的固點支點，很容易發生第二次大面積的坍塌。而對于一些大面積的塌方，一時間很難進行清理工作，這時可以打通塌方隧洞，采用超前支撐的方式對隧洞兩端進行加固，使隧洞均勻受力避免塌方的延伸。使用鋼拱固定的方式，對隧洞頂棚進行防護。

2.3 加固未發生塌方的地段

一旦隧洞發生了一次塌方就會對整個隧洞施工造成不良影響，與第一次塌方地段聯系越緊密造成的影響就越大。所以隧洞在一次塌方出現后就需要對沒有塌方的地段進行及時的加固，起到穩固、防護的效果，隧洞沒有坍塌地段的加工防護可以通過對支撐點進行加固，使用大直徑鋼筋和工字鋼制作的鋼拱架，以此來對隧洞薄弱的地方進行支撐。另外對隧洞中不穩定的圍巖也要及時做好防護措施，隧洞地質出現松動，在進行巖體的加固時可以通過襯砌的方式來對隧洞圍巖進行穩定。

2.4 施工排水措施

隧洞挖掘過深很容易出現地下水，地下水的不斷涌入會對隧洞圍巖的穩定性造成較大的影響，圍巖的不牢固很容易發生隧洞的坍塌。所以要維護隧洞的穩定性就需要做好地下水的排放工作。在制定隧洞施工排水方案時，要做到邊施工邊排水，以此來保證圍巖的穩定性，同時也保證了施工環境的安全性。地下水一般發生在上游地段，因此在施工排水時要將上游作為重點，對下游進行防護的措施。對于主要隧洞的地下水排放需要采用分段截流，分級抽排的方式，及時的將水排放出去防止排水不及時所引起的隧洞坍塌。

2.5 鋼筋混凝土襯砌措施

水利工程中大多數的隧洞塌方都是由于圍巖不穩定、隧洞不牢固所造成的。所以要加強隧洞圍巖的穩定性避免隧洞坍塌的出現，防止隧洞圍巖的松動可以利用混凝土來進行加固。由于各種地質環境的影響使得圍巖的穩定性無法得到控制，一些隧洞由于在長期的施工中很容易受到外界環境的侵蝕，造成穩定性降低。在進行施工時可以采用鋼筋混凝土及時進行襯砌，在隧洞的施工過程中，一般是每挖掘一米就需要進行一次混凝土的澆筑。通過逐步加固的方式保證圍巖的牢固性，避免隧洞圍巖因松動問題而引起塌方的產生。

3 總結

隧洞是水利樞紐中的重要組成部分之一，一旦隧洞發生坍塌，就會造成不同程度的損失。因此，在隧洞施工時，要及時對隧洞坍塌原因進行分析，制定出有效的防治措施避免隧洞坍塌的發生，從而保證我國水利事業的健康發展。

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