某工程导流放空洞大塌方处理技术

（中国水利水电第五工程局有限公司）

某工程导流放空洞大塌方处理技术

李召杰

（中国水利水电第五工程局有限公司）

在施工完成之后，由于工程的质量或者是一些外部的原因可能会发生塌方的现象。但是大多数的塌方现象主要是发生在工程的施工过程中。在工程的施工过程中，由于路段或者隧道等等铺设，挖掘到一半，承重超过了具体工程能够承重的上限，于是就发生了塌方现象。本文主要通过某工程塌方现象的解读，来谈谈具体的导流放空洞大塌方处理技术。

工程建设；塌方；水电工程；处理措施

在工程的施工之前，施工队伍要派遣相应的施工人员去施工的地点进行地质的考察。在施工方案的考量过程中，施工地段的情况等诸多问题都会影响施工方案的选择。由于中国占地面积庞大，地址类型繁多，因此在施工准备阶段一定要对该工程进行实地考察和模拟测试。一旦在施工的过程中，产生了塌方的事件，将会影响工程的进度，还会影响整个工程的造价，为承包商和业主都造成大量的经济损失。

一、工程情况的概述

2005年 4月 18 日凌晨，某工程放空洞龙抬头部位 (电站放空洞后部与导流洞结合 )在施工放空洞 0 +271 ～ 0 +282段时发生严重塌方，塌方量约 2 600 m3，塌方体堵塞了下部正在过流的导流洞， 使导流洞无法过流。塌方事件发生在工程建设期间，水电工程已经进行到了一半，部分工程已经全部完成。整个水域的发生改变，坝体并未设置泄水通道，因此造成了积水在库区的大量停留。对水库造成了很大的压力和影响。事故发生后水库的水位开始上涨，影响到了周围居民的安全。在工程紧急抢险中心的指挥下，决定拆除已建好的部分围堰和坝体，形成泄水明渠，下泄来水以减少淹没损失。这是一次非常严重的塌方事件，造成了前所未有的经济损失。

塌方段位于断层和变质砂岩交接区，该段刚完成开挖 ，处于最容易发生塌方事件的阶段。在这次最严重的塌方事件发生之前，已经发生了两次大面积的塌方事件了，坍塌高度超过放空洞开挖范围。前期的塌方也给此次塌方留下了隐患。塌方的原因和当地的地质有关，当地的岩土属于容易风化的体质。在风化的过程中，会产生大量岩石碎片，这些碎片会影响水流，对工程安全造成威胁，同时这次严重的塌方事件也对其他的洞室产生了一定的影响。

二、塌方处理的主要措施

在塌方发生之后，由于塌方发生的时间正好是汛期，水位随时会上涨，同时由于水量的堆积，会对水库造成大量的压力。在处理的过程中要求决定的迅速。在决定了开挖已经建好的坝体之后，还要考虑后期可能由于开挖造成的负面影响，处理的内容较多，而且处理拥有的时间较短，难度较大。

（一）放空洞进口工作面塌方处理方法

①加固并建立安全点和路线

加强目前的支撑体系，发生了塌方事件之后，肯定要对之前的固定进行加固，在连续多次发生塌方事件以后，为了施工人员的安全考虑，还应该建立相应的紧急避难点和相应的安全路线。避免下次塌方事件后发生的人员伤亡。

②增加收敛观测

由于发生了连续的塌方事件，对其他的洞体也产生了一定的影响，所以要加大观察监控的力度。在每隔 10 m就设置一组收敛观测点，对明显可见变形区增设，靠近掌子面处 5 m 设一组 (设五点观测)，同时配合全站仪进行绝对变形观测。

③形成混合制成

采用肋拱对塌方前沿 (0 +265 ～ 0 +272)进行加固,拱肋由 5 榀 I22工字钢拱架组成 , φ25@50 cm钢筋连接，采用模喷 25 cm混凝土形成钢格混凝土组合支撑，肋拱间距 1 m。

④采用大管棚处理塌方

在完成塌方前缘的肋拱加固和堆积体固结后，采用阿特拉斯液压钻机施作大管棚 ，长度根据实际塌方长度确定，初定为每根 15 m,，沿拱环向间距 30 ～ 40 cm。

⑤浇筑永久衬砌钢筋混凝土

待达到 14 d强度后进行回填、固结灌浆。根据塌落的石碴,可推断在放空洞(放)0 +271 ～ 0 +282段上部塌方形成一面积较大的塌空区。在放空洞 (放 )0 +271 ～ 0 +282段进行永久混凝土衬砌且衬砌混凝土达到 70%设计强度后，进行塌空区回填灌浆。塌空区回填灌浆从放空洞交通洞水平钻孔进行，回填灌浆压力为 0.3 MPa。

（二）导流洞出口塌方的处理方法

①自进式注浆锚杆加固塌方影响段。

前面提到过了，塌方处的岩层的岩质稳定性较差，容易风化，在产生碎片的同时，也容易降低工程的稳定性。因此，采用自进式注浆锚杆对塌方影响段0 +282 ～ 0 +302段边墙进行固灌灌浆加固。灌浆能使整个墙体的密度变大，从而增加整个岩层能承受的最大压力。

②导流洞掌子面加固。

自进式注浆锚杆加固塌方体后部边墙后，再采用小管棚从塌方体后部超前支护塌方体顶拱(小管棚采用 φ48钢管制作 ,间距为 30 cm)，后在洞口安装锁口钢拱架 (I22工字钢拱架)。安装钢拱架清理堆碴时，只清理周边部分，预留核心土支撑。发生岩土松动的时候就采取注浆的方式增加岩体的稳定性。

③静态爆破解大孤石 。

塌方由于水流的作用，将碎掉的岩块运到了水库处。还有一些岩块并没有破碎，还遗留在原处。这些岩块的体积较大，运输较为不方便，必须解小才能运输。由于塌方区较大，且架空严重，一旦振动，可能引发更大规模的塌方、围岩变形，为此，大孤石爆破解小采用静态爆破方法。

静态爆破的主要工具是T28 手风钻钻孔，钻孔直径为 50 mm。现在岩石上钻孔，然后加入一些化学药剂，使得整个岩体发生化学反应。石刚开裂时，可向裂缝中加水，支持药剂持续反应，可获得更好的效果。这种方式进行破解孤石，行动的幅度小，不会对周边的岩体产生严重的影响，同时还能有效地达到爆破解大孤石的目的。

三、安全应急措施

（一）系统停电应急措施

主厂房排风平洞内布置了 1台 50 kW柴油发电机，在系统停电 3 min之内，发动柴油发电机，以保证卷扬机提升系统的正常应急。

（二）上下施工通讯中断应急措施

斜、竖井扩挖施工的上下通讯主要采用电铃，是施工的过程中，如果发生了信号的中断，为了保证人员的安全，可以采取一些应急措施。

①采用对讲机进行上中下三点联系。

对讲机的信号接触距离较远，在发生问题的时候能够在最远距离进行信号的传输，保证相关人员的联系。

②进行应急处理。

卷扬机操作手 10 min内没有收到正常信号，同时再等 15 min也没有对讲机的信号，就要进行一些应急的处理。 (先小提 30 cm, 停 30 s,再下放 30 cm, 停 30 s, 再按正常方式上提 )将吊篮提升到井口。

（三）卷扬机提升系统故障应急措施

卷扬机主机发生故障时，最重要的一点就是保持镇静，然后与井上的人员取得联系。在取得联系后，说明自己的情况，再由专业电气工程师对卷扬机主机进行检修。一般卷扬机提升系统都单独设置有双向限位器及紧急自动制动装置在特殊情况可以启动，保证相关人员的安全。

四、结语

工程发生塌方事件是所有人都不愿意看到的一件事。要想避免塌方事件的发生，在工程的准备过程中，就应该做好相关地质的测量和实验工作，并且选择最合适的建造方法。图纸的绘制也要根据做出的准备进行一定的设计安排。如果在工程中已经做好了相关的准备工作，但是还是发生了大规模的塌方事件，就应该快速地进行塌方的处理，保证整个工程能够顺利地进行，尽可能地减少塌方造成的大量损失。

[1]何福江.某工程导流放空洞大塌方处理技术[J].四川水力发电.2009（7）.

[2]增江波.清江水布垭坝址放空洞洞室有限元分析[J].西安矿业学院.2006.

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