浅谈小型水工隧洞的塌方预防及处理

【摘 要】随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，水工隧洞开始被广泛运用，尤其是小型水工隧洞。本文就小型水工隧洞的塌方原因进行探讨和分析，根据小型水工隧洞塌方的实际情况，提出相关的预防措施和处理方案。

【关键词】水工隧洞；塌方；预防；处理

一、前言

随着经济的快速发展，水工隧洞开始被广泛运用，尤其是小型水工隧洞。由于水工隧洞的断面都比较小，在开挖时一般采用全段面挖掘法，这种方法比较适用于完整、石质坚硬的围岩。同时在一些围岩较为松软的情况下，实施小水工隧洞断面的时候，因受到施工工程的限制也可采用这种方法。如果松软围岩属于泥层、IV类、V类或者砂卵石岩层的话，其自身的稳定性也比较差的话，在实际施工工程中一般采用边挖边衬法。尽管这样，在施工工程中还是避免不了发生不同程度的隧洞塌方事故。本文笔者就小型水工隧洞的塌方原因进行探讨和分析，提出相关预防措施和处理方案。

二、小型水工隧洞塌方的原因

在实际隧洞工程建设中，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设计和施工环境以及塌方的实例分析，总结其原因主要有以下几点：第一，在小型水工隧洞施工过程中，由于隧洞工程的实际情况与地质勘察资料不相符合，施工单位对可能发生的塌方问题，没有及时采取相应、可靠的预防措施。一旦遇到在破碎和松软带地层上施工的话，经常因发生塌方事故而措手不及。第二，在设计小型水工隧洞中一些非主要洞室的时候，施工单位为了减少工程上的投资成本，获取更多经济的效益，一味追求较短的洞线，将隧洞中的东轴线选择在垭口较低的一些地方，这样很容易对隧洞施工造成不利影响。第三，造成塌方另外一个重要的原因就是地质因素，由于工程资金比较紧张的缘故，一些施工单位在建设小型水工隧洞中非主要洞室的工程时，没有对施工地段的地质情况进行仔细地勘察，缺乏对施工地段地质资料的掌握，没有经过深思熟虑就贸然进行施工。同时水工隧洞设计人员在进行设计的时候，缺乏深思熟虑，把隧洞的洞轴线选择在一些不好的地质区域和地形，对该地形易发生的自然灾害欠缺考虑。此外，在一些地下水丰富、附近有泉眼的地段上，泉水的渗漏现象比较严重，很容易降低水工隧洞的围岩强度，同时又加上孔隙水的挤压，很容易导致在开挖隧洞时发生塌方事故。第四，施工单位在施工的时候，由于其施工工艺和支护方式的不当，也很容易发生塌方，其主要体现在以下几个方面：第一，施工单位在实施开挖和爆破的时候，由于利用强爆破或者爆破装药较多，产生较强的振动而引起塌方事故；第二，施工单位对一些稳定性较差的围岩在开挖时，没有及时实行支护，导致围岩在长期暴露下，受到岩石风化和山体渗流的影响，而发生山体塌方。第三，施工单位的支护构建和结构没有达到要求，在实际运用的过程中满足不了工程的要求，或者在支护工作中对其支撑位置选用不当，并对其没有及时进行拆除，而发生塌方。

三、小型水工隧洞塌方的预防措施和处理方案

（一）小型水工隧洞的塌方预防措施

根据小型水工隧洞塌方产生的原因，为了更好地防止塌方事故的发生，必须要提高工程建设人员的安全意识，以预防为主，做好塌方预防工作，降低发生塌方的机率，即使遇到塌方事故也能及时采取相应措施解决，避免塌方事故的扩大，从而保证隧洞工程的质量，推动我国经济的快速发展。其预防措施主要从以下几个方面入手：

1.在进行隧洞工程建设之前，要对施工工程的地形和地址情况进行仔细地勘察。在勘察和设计隧洞工程时要深入隧洞工程的所在地。对工程的地形外貌细致勘察，准确掌握该隧洞工程的地质资料和洞轴线，认真分析隧洞中的沟谷、山体和垭口，掌握该地易发生塌方的地质情况。此外，在洞线选择时，最好避免山谷和盆地等不良地形，以及溶洞、砂卵石、堆积体和地下水渗流现象明显的地层，如果该隧洞工程确实不能避免要穿过这些地层的话，施工单位在施工之前要事先对其做好施工组织设计工作，做好塌方事故预防的相关技术设计，避免在施工过程中采用的施工工艺不能实现工期的预期目标。

2.隧洞工程在施工中，要选择合理、科学的施工工艺，准备好处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、勤支护和短进尺来实行开挖，或者通过机械设备直接进行开挖，合理安排工程的开挖进度，不贸然施工，并加大支护等。

3.小型水工隧洞工程在施工过程中，工程建设单位要定期实行安全检查，着重检查工程的支护工作和山体的渗水情况，及时发现工程中存在的潜在塌方因素，以便能够及时采取相关支护措施，防止塌方事故的发生。

（二）小型水工隧洞中塌方的处理方案

在小型水工隧洞工程建设中，尽管对其做好各方面的预防工作，但是还会发生塌方事故。对已经发生的塌方事故，工程建设单位必须要端正好自己的心态，根据塌方事故发生的原因进行认真地分析，采取相应的处理措施，对塌方事故周围没有坍塌的地段进行加固，并组织相关技术人员都塌方事故现场进行勘察，根据其发生的原因制定合理、科学和可行的处理计划，为塌方抢险工作提供一个更为安全的工作环境，同时避免塌方事故的蔓延。

塌方事故根据其规模和塌渣情况，可以分为小塌方和大塌方。小塌方主要是指塌方地段的实体不足，造成坑道的堵塞，这种小塌方施工人员可以直接进入到塌方处进行观察和处理；而大塌方则是指塌方体的厚度较大，且范围较长，开挖坑道被堵死，或者塌方体还在不停地扩展，施工人员不能进入到塌穴中。根据工程塌方危害程度，可以分为轻微和严重塌方，严重塌方在塌方后，对于人员伤亡和损失造成很大的影响，反之则是轻微塌方。但是不管是哪一种塌方，都要引起工程建设单位的重视，并认真对待，根据工程塌方的具体情况制定相关处理方案。

目前我国在塌方事故处理上一般都是根据以往的处理经验，通过不断地总结，根据小塌清、¬¬¬¬¬先支后清的原则和大塌穿、先棚后穿的原则来处理塌方事故。其中小塌清、先支后清的原则主要是指如果塌方量较小的话，可以将塌方进行全部清除，在清除之前，必须要支护牢固塌方的顶部，防止出现继续塌落现象，避免塌方洞顶掉块砸伤工程施工人员。如果遇到一些围岩条件较好，在塌方体上只是局部出现破碎带、且范围也不是很大的话，可以先清除塌方体，接着在进行衬砌或者支撑处理。一般常用的支撑材料有工字钢、圆木好混凝土预制拱等。而对于大塌方，在没有查明塌方事故的性质和范围时，不能盲目的进行清渣。因为隧洞在第一次发生塌方后，其周围范围内的土石可能会继续坍塌，如果盲目地清除塌渣的话，很容易造成围岩四壁的平衡度下降，扩大坍塌的范围，为后期的施工处理工作增添了难度。对此，针对这种现象，根据大塌穿、先棚后穿的原则，采用开挖导坑和超前支护的方法。其中在超前支护方法的常用形式有以下几点：第一，超前小钢管或者超前锚杆，长度为3—5m，主要是用于锚固塌方前方的围岩；第二，超前管棚主要是用于锚固塌方的前方围岩，在特殊地段中，配以钢架使用。其中短超前管棚进行支护时，要选用其长度不能大于10m的小钢管，而在较长管棚超前支护时，选用长度为10—45m并且较粗的钢管，超前支护中使用的钢插板，其长度不能大于10m。此外，在穿过钢棚之前，施工单位必须要对塌方进行支护和加固，为施工人员提供一个安全工作的环境。同时超前预灌浆管棚的支护工作必须要在塌方顶拱的范围内，并且地质地形与管棚之间要倾斜一定的角度，使塌方地段的两端形成一个棚顶，通过棚顶的保护，来支护钢支撑。接着逐步实施开挖进占，如果可以的话，可以边挖边衬砌。

四、结束语

综上所述，由于造成小型水工隧洞塌方的原因有很多，一旦发生塌方事故，如果准备不充分的话，在施工工艺上达不到要求的话，很容易造成事故的扩大化。对此，施工单位在进行隧洞施工之前，应加强施工现场的勘察，做好施工前期的准备工作，加大临时支护和衬砌工作，采用合理、科学的施工技术，防止塌方事故的发生，提高水工隧洞的质量和企业的经济效益。

参考文献：

[1]甄耀祖，姚大雷.浅谈小型水工隧洞的塌方预防及处理[J].四川水力发电，2008，27（z1）：26-28.

[2]韦宏珍.小型水利水电工程隧洞塌方处理[J].科技创新与应用，2012，（6）：91-91.

[3]冯大为.小型水工隧洞工程塌方分析及处理措施[J].湖北水力发电，200 9，（3）：60-62.

[4]刘全兴.浅谈小型水利水电工程隧洞塌方处理[J].科技风，2009，（15）：44-45.

[5]史永康，何雅静.浅析小型水工隧洞塌方处理[J].中国房地产业，2011，（1）：154.

[6]成义娟，高创.木里河沙湾电站SW/CI-6标涌水段隧洞塌方处理[J].四川水力发电，2011，30（z1）：53-55.

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