对水利工程隧洞施工坍塌的分析处理

李景云

摘要：随着社会经济的快速发展，为了满足人们的生产用水和生活用水，国家不断加大对水利工程建设的投入，这就使得我国的水利事业快速发展。在水利工程中为了输水和泄洪，经常需要挖掘隧洞，但是由于隧洞的施工难度较大，技术要求高，周期时间长，时常会发生坍塌的情况，从而在不同程度上对人们财产带来了损失。本文就针对水利工程隧洞坍塌的原因进行了分析，提出了隧洞坍塌的处理和预防措施，进而保证水利工程隧洞施工质量。

关键词：水利工程隧洞坍塌处理

0 引言

在水利工程隧洞施工中，通常都会采用全断面掘进法进行开挖。这种方法主要适用于石质坚硬、完整的围岩。但是在不良的地质条件下，对于隧洞断面较小，在施工时就得采用半幅或其它局部开挖方法。尤其是Ⅳ类以上围岩，其自身稳定性较差，隧洞成型较困难，这就要求在工程施工中要采用半幅开挖和衬砌等施工措施。虽然如此，在隧洞施工中也常常会出现不同程度的隧洞塌方，塌方事故的发生给人们的财产安全带来了一定的损失，这就使得人们越来越重视对隧洞塌方的处理和预防措施。本文就针对水利工程隧洞坍塌的原因进行了分析研究，并根据这些问题制定了相应的施工方案及措施，从而保障水利施工工程的顺利进行。

1 水利工程隧洞施工中坍塌的主要原因

水利工程是由多项施工部分组成的综合性工程项目，造成隧洞施工坍塌的原因也多种多样，但可以将其大致分为两类：一类是其它施工部分引起的坍塌，这是由于水利施工管理存在问题；另一类是隧洞施工部分引起的坍塌，这是由于隧洞挖掘技术和作业流程存在问题。

1.1 地质勘查工作不细致，勘查资料存在问题

地质勘查工作是水利工程建设的基础，它是保证其它各项工作正常开展的前提条件，在水利工程建设中起着必不可少的重要作用。如果在进行地质勘查时，因为工作的不细致而造成勘查资料的不详细和错误，就会严重影响隧洞的挖掘工作，这主要体现在以下方面：①由于地质勘查工作的不到位，隧洞挖掘在进行前期规划工作时，对于一些软弱破碎的地层不能进行有效的处理，这就使得隧洞施工设计方案的选择上存在着安全隐患；②由于地质勘查工作中出现纰漏，在进行隧洞的挖掘施工中不能够对一些可能出现的问题进行有效的风险控制，无法在工程建设上避免施工风险；③当坍塌发生后，由于地质勘查资料的错误，这就造成救援和处理单位不能够真实的了解隧洞的坍塌情况，对后期快速正确的处理带来不利影响。

1.2 地质因素是引起隧洞坍塌的重要原因

水利建设由于其地质条件具有复杂性、岩石土层的不确定性、工程的隐蔽性、水底环境的多变性等原因，这就造成岩石工程处理的对象非常复杂，这就需要在进行施工时要随时根据实际情况不断调整和改变工程设计方案。但是水利工程因为受到一些条件的限制，对一些必要的地质勘查不能够做到精准，由于缺少隧洞所在地段的水文、岩石等地质方面的资料，这就造成设计人员不能够根据隧洞的实际情况进行精准设计。在进行设计时可能将隧洞的轴线选在了山坳、垭口等不良地质区域，没有避开断层破碎带或其它不良地层。一旦隧洞从这些不稳定的地层中穿过，就很可能出现隧洞坍塌，影响工程建设的正常进行。

1.3 要求成本控制，造成工程设计不合理

项目成本控制与简单、独立的施工管理有所区别，它是对一个或多个工程建设项目的前期投资、中期建设、后期使用功能以及工程进度、资金、质量等多种因素所进行的综合的、宏观的协调和监控的过程。在一些水利工程的规划设计中，管理者为了控制成本投入和缩短时间，没有对隧洞的设计引起重视，在进行设计时往往将隧洞的中轴线选择在垭口的最低处，这样随着隧洞施工的不断深入，隧洞的施工难度越来越大，技术要求也相应的增加，很容易造成塌方。

1.4 施工方法不当

在水利工程施工中施工不当主要表现为：①一些围岩的稳定性较差，开挖后没有及时的进行支护衬砌，这就使得围岩暴露时间过长，山岩压力加大，从而造成坍塌。②在开挖爆破过程中，由于使用过多的炸药或进行强爆破，造成强烈的振动而发生塌方。③在水利隧洞施工中，隧洞内部不合理的支撑结构，支撑构件强度较低，以及支撑位置、高度、着力点不当等原因，在进行开挖、衬砌时需要拆除，从而发生塌方。④不考虑后果暂停施工，没有做好全面的准备工作，如施工排水没有处理好，导致围岩长时间的浸泡在水中，处于饱和状态，山岩压力加大；围岩强度降低，一旦发生扰动，就很容易发生塌方。

2 水利工程隧洞坍塌的预防和处理措施

针对水利工程隧洞施工发生坍塌的问题，需要坚持预防为主的原则，做好防治措施。首先要深入细致的做好前期的地质勘查工作，制定和设计出科学合理的施工方案，特别是对于一些不良地质要做好应对措施和预案，在进行施工时要按照规定程序，严密的实施。

2.1 认真做好地质勘查设计工作

在隧洞工程的勘查设计中，要深入细致、全面的调查和勘探隧洞所在区域的水文地质和岩石地质，全面的掌握和了解隧洞轴线和进出口区域的地质资料，认真分析和研究隧洞穿越垭口、山体、沟谷的情况，最大限度的了解全部的可能发生塌方的不良地质情况，在进行洞线的选择时，尽可能的避开断层、软弱破碎带、地下水、溶洞等不良地质段，如果不能够避开时，要求事先做好相应的技术方案和措施，选择正确的施工方法，加强施工组织设计，以便指导隧洞施工。

2.2 根据塌方的程度，采取相应的解决措施

根据隧洞坍塌的具体情况采取相应的清理方式，对于一些小范围的塌方，由于破坏面积相对较小就可以采用完全清理的方式。首先需要重新建立支撑点来加固隧洞塌方的顶部，防治坍塌面积的加大而造成人员受伤等事故。由于隧洞发生一次坍塌后整个隧洞都会受到影响，如果没有进行及时的固点支点，很容易发生第二次大面积的坍塌。而对于一些大面积的塌方，一时间很难进行清理工作，这时可以打通塌方隧洞，采用超前支撑的方式对隧洞两端进行加固，使隧洞均匀受力避免塌方的延伸。使用钢拱固定的方式，对隧洞顶棚进行防护。

2.3 加固未发生塌方的地段

一旦隧洞发生了一次塌方就会对整个隧洞施工造成不良影响，与第一次塌方地段联系越紧密造成的影响就越大。所以隧洞在一次塌方出现后就需要对没有塌方的地段进行及时的加固，起到稳固、防护的效果，隧洞没有坍塌地段的加工防护可以通过对支撑点进行加固，使用大直径钢筋和工字钢制作的钢拱架，以此来对隧洞薄弱的地方进行支撑。另外对隧洞中不稳定的围岩也要及时做好防护措施，隧洞地质出现松动，在进行岩体的加固时可以通过衬砌的方式来对隧洞围岩进行稳定。

2.4 施工排水措施

隧洞挖掘过深很容易出现地下水，地下水的不断涌入会对隧洞围岩的稳定性造成较大的影响，围岩的不牢固很容易发生隧洞的坍塌。所以要维护隧洞的稳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时，要做到边施工边排水，以此来保证围岩的稳定性，同时也保证了施工环境的安全性。地下水一般发生在上游地段，因此在施工排水时要将上游作为重点，对下游进行防护的措施。对于主要隧洞的地下水排放需要采用分段截流，分级抽排的方式，及时的将水排放出去防止排水不及时所引起的隧洞坍塌。

2.5 钢筋混凝土衬砌措施

水利工程中大多数的隧洞塌方都是由于围岩不稳定、隧洞不牢固所造成的。所以要加强隧洞围岩的稳定性避免隧洞坍塌的出现，防止隧洞围岩的松动可以利用混凝土来进行加固。由于各种地质环境的影响使得围岩的稳定性无法得到控制，一些隧洞由于在长期的施工中很容易受到外界环境的侵蚀，造成稳定性降低。在进行施工时可以采用钢筋混凝土及时进行衬砌，在隧洞的施工过程中，一般是每挖掘一米就需要进行一次混凝土的浇筑。通过逐步加固的方式保证围岩的牢固性，避免隧洞围岩因松动问题而引起塌方的产生。

3 总结

隧洞是水利枢纽中的重要组成部分之一，一旦隧洞发生坍塌，就会造成不同程度的损失。因此，在隧洞施工时，要及时对隧洞坍塌原因进行分析，制定出有效的防治措施避免隧洞坍塌的发生，从而保证我国水利事业的健康发展。

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