淺談小型水工隧洞的塌方預防及處理

【摘 要】隨著經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，水工隧洞開始被廣泛運用，尤其是小型水工隧洞。本文就小型水工隧洞的塌方原因進行探討和分析，根據小型水工隧洞塌方的實際情況，提出相關的預防措施和處理方案。

【關鍵詞】水工隧洞；塌方；預防；處理

一、前言

隨著經濟的快速發展，水工隧洞開始被廣泛運用，尤其是小型水工隧洞。由于水工隧洞的斷面都比較小，在開挖時一般采用全段面挖掘法，這種方法比較適用于完整、石質堅硬的圍巖。同時在一些圍巖較為松軟的情況下，實施小水工隧洞斷面的時候，因受到施工工程的限制也可采用這種方法。如果松軟圍巖屬于泥層、IV類、V類或者砂卵石巖層的話，其自身的穩定性也比較差的話，在實際施工工程中一般采用邊挖邊襯法。盡管這樣，在施工工程中還是避免不了發生不同程度的隧洞塌方事故。本文筆者就小型水工隧洞的塌方原因進行探討和分析，提出相關預防措施和處理方案。

二、小型水工隧洞塌方的原因

在實際隧洞工程建設中，造成小型水工隧洞塌方的原因有很多，本文就小型水工隧洞的設計和施工環境以及塌方的實例分析，總結其原因主要有以下幾點：第一，在小型水工隧洞施工過程中，由于隧洞工程的實際情況與地質勘察資料不相符合，施工單位對可能發生的塌方問題，沒有及時采取相應、可靠的預防措施。一旦遇到在破碎和松軟帶地層上施工的話，經常因發生塌方事故而措手不及。第二，在設計小型水工隧洞中一些非主要洞室的時候，施工單位為了減少工程上的投資成本，獲取更多經濟的效益，一味追求較短的洞線，將隧洞中的東軸線選擇在埡口較低的一些地方，這樣很容易對隧洞施工造成不利影響。第三，造成塌方另外一個重要的原因就是地質因素，由于工程資金比較緊張的緣故，一些施工單位在建設小型水工隧洞中非主要洞室的工程時，沒有對施工地段的地質情況進行仔細地勘察，缺乏對施工地段地質資料的掌握，沒有經過深思熟慮就貿然進行施工。同時水工隧洞設計人員在進行設計的時候，缺乏深思熟慮，把隧洞的洞軸線選擇在一些不好的地質區域和地形，對該地形易發生的自然災害欠缺考慮。此外，在一些地下水豐富、附近有泉眼的地段上，泉水的滲漏現象比較嚴重，很容易降低水工隧洞的圍巖強度，同時又加上孔隙水的擠壓，很容易導致在開挖隧洞時發生塌方事故。第四，施工單位在施工的時候，由于其施工工藝和支護方式的不當，也很容易發生塌方，其主要體現在以下幾個方面：第一，施工單位在實施開挖和爆破的時候，由于利用強爆破或者爆破裝藥較多，產生較強的振動而引起塌方事故；第二，施工單位對一些穩定性較差的圍巖在開挖時，沒有及時實行支護，導致圍巖在長期暴露下，受到巖石風化和山體滲流的影響，而發生山體塌方。第三，施工單位的支護構建和結構沒有達到要求，在實際運用的過程中滿足不了工程的要求，或者在支護工作中對其支撐位置選用不當，并對其沒有及時進行拆除，而發生塌方。

三、小型水工隧洞塌方的預防措施和處理方案

（一）小型水工隧洞的塌方預防措施

根據小型水工隧洞塌方產生的原因，為了更好地防止塌方事故的發生，必須要提高工程建設人員的安全意識，以預防為主，做好塌方預防工作，降低發生塌方的機率，即使遇到塌方事故也能及時采取相應措施解決，避免塌方事故的擴大，從而保證隧洞工程的質量，推動我國經濟的快速發展。其預防措施主要從以下幾個方面入手：

1.在進行隧洞工程建設之前，要對施工工程的地形和地址情況進行仔細地勘察。在勘察和設計隧洞工程時要深入隧洞工程的所在地。對工程的地形外貌細致勘察，準確掌握該隧洞工程的地質資料和洞軸線，認真分析隧洞中的溝谷、山體和埡口，掌握該地易發生塌方的地質情況。此外，在洞線選擇時，最好避免山谷和盆地等不良地形，以及溶洞、砂卵石、堆積體和地下水滲流現象明顯的地層，如果該隧洞工程確實不能避免要穿過這些地層的話，施工單位在施工之前要事先對其做好施工組織設計工作，做好塌方事故預防的相關技術設計，避免在施工過程中采用的施工工藝不能實現工期的預期目標。

2.隧洞工程在施工中，要選擇合理、科學的施工工藝，準備好處理塌方事故的材料和工具，做好施工的排水工作，利用弱爆破、勤支護和短進尺來實行開挖，或者通過機械設備直接進行開挖，合理安排工程的開挖進度，不貿然施工，并加大支護等。

3.小型水工隧洞工程在施工過程中，工程建設單位要定期實行安全檢查，著重檢查工程的支護工作和山體的滲水情況，及時發現工程中存在的潛在塌方因素，以便能夠及時采取相關支護措施，防止塌方事故的發生。

（二）小型水工隧洞中塌方的處理方案

在小型水工隧洞工程建設中，盡管對其做好各方面的預防工作，但是還會發生塌方事故。對已經發生的塌方事故，工程建設單位必須要端正好自己的心態，根據塌方事故發生的原因進行認真地分析，采取相應的處理措施，對塌方事故周圍沒有坍塌的地段進行加固，并組織相關技術人員都塌方事故現場進行勘察，根據其發生的原因制定合理、科學和可行的處理計劃，為塌方搶險工作提供一個更為安全的工作環境，同時避免塌方事故的蔓延。

塌方事故根據其規模和塌渣情況，可以分為小塌方和大塌方。小塌方主要是指塌方地段的實體不足，造成坑道的堵塞，這種小塌方施工人員可以直接進入到塌方處進行觀察和處理；而大塌方則是指塌方體的厚度較大，且范圍較長，開挖坑道被堵死，或者塌方體還在不停地擴展，施工人員不能進入到塌穴中。根據工程塌方危害程度，可以分為輕微和嚴重塌方，嚴重塌方在塌方后，對于人員傷亡和損失造成很大的影響，反之則是輕微塌方。但是不管是哪一種塌方，都要引起工程建設單位的重視，并認真對待，根據工程塌方的具體情況制定相關處理方案。

目前我國在塌方事故處理上一般都是根據以往的處理經驗，通過不斷地總結，根據小塌清、?????先支后清的原則和大塌穿、先棚后穿的原則來處理塌方事故。其中小塌清、先支后清的原則主要是指如果塌方量較小的話，可以將塌方進行全部清除，在清除之前，必須要支護牢固塌方的頂部，防止出現繼續塌落現象，避免塌方洞頂掉塊砸傷工程施工人員。如果遇到一些圍巖條件較好，在塌方體上只是局部出現破碎帶、且范圍也不是很大的話，可以先清除塌方體，接著在進行襯砌或者支撐處理。一般常用的支撐材料有工字鋼、圓木好混凝土預制拱等。而對于大塌方，在沒有查明塌方事故的性質和范圍時，不能盲目的進行清渣。因為隧洞在第一次發生塌方后，其周圍范圍內的土石可能會繼續坍塌，如果盲目地清除塌渣的話，很容易造成圍巖四壁的平衡度下降，擴大坍塌的范圍，為后期的施工處理工作增添了難度。對此，針對這種現象，根據大塌穿、先棚后穿的原則，采用開挖導坑和超前支護的方法。其中在超前支護方法的常用形式有以下幾點：第一，超前小鋼管或者超前錨桿，長度為3—5m，主要是用于錨固塌方前方的圍巖；第二，超前管棚主要是用于錨固塌方的前方圍巖，在特殊地段中，配以鋼架使用。其中短超前管棚進行支護時，要選用其長度不能大于10m的小鋼管，而在較長管棚超前支護時，選用長度為10—45m并且較粗的鋼管，超前支護中使用的鋼插板，其長度不能大于10m。此外，在穿過鋼棚之前，施工單位必須要對塌方進行支護和加固，為施工人員提供一個安全工作的環境。同時超前預灌漿管棚的支護工作必須要在塌方頂拱的范圍內，并且地質地形與管棚之間要傾斜一定的角度，使塌方地段的兩端形成一個棚頂，通過棚頂的保護，來支護鋼支撐。接著逐步實施開挖進占，如果可以的話，可以邊挖邊襯砌。

四、結束語

綜上所述，由于造成小型水工隧洞塌方的原因有很多，一旦發生塌方事故，如果準備不充分的話，在施工工藝上達不到要求的話，很容易造成事故的擴大化。對此，施工單位在進行隧洞施工之前，應加強施工現場的勘察，做好施工前期的準備工作，加大臨時支護和襯砌工作，采用合理、科學的施工技術，防止塌方事故的發生，提高水工隧洞的質量和企業的經濟效益。

參考文獻：

[1]甄耀祖，姚大雷.淺談小型水工隧洞的塌方預防及處理[J].四川水力發電，2008，27（z1）：26-28.

[2]韋宏珍.小型水利水電工程隧洞塌方處理[J].科技創新與應用，2012，（6）：91-91.

[3]馮大為.小型水工隧洞工程塌方分析及處理措施[J].湖北水力發電，200 9，（3）：60-62.

[4]劉全興.淺談小型水利水電工程隧洞塌方處理[J].科技風，2009，（15）：44-45.

[5]史永康，何雅靜.淺析小型水工隧洞塌方處理[J].中國房地產業，2011，（1）：154.

[6]成義娟，高創.木里河沙灣電站SW/CI-6標涌水段隧洞塌方處理[J].四川水力發電，2011，30（z1）：53-55.