不良地质条件下水工隧洞施工塌方处理

丘永春

摘 要：因为一些水工隧洞本身的地质状态不是很好，所以就算是我们在工作中使用强有力的施工方法，也无法保证项目不发生塌方。作者具体的分析了不良地质状态下的隧洞建设工作。

关键词：小型水工隧洞；塌方；预防；处理

1 不良地质条件下小断面水工隧洞塌方产生的原因

1.1 地质条件原因

第一，隧洞经过稳定性不是很高的松散岩层，像是含水性非常大的粘土以及流砂和断裂带等；含有各种不利的软弱、破碎结构面的围岩；膨胀、岩溶溶洞、陷穴、暗河、偏压及高地应力等地质不良区域。

第二，从地形地貌方面来讲，假如项目经过河谷、垭口或是洞口的深度较浅的区域的话，就会导致塌陷。

第三，除了上述两点之外，假如项目经过地下水较多的区域的话也会导致项目发生塌陷。具有较高水压富水洞段，地下水向洞室内漏出，淘空了断层构造带中的破碎岩体和软弱充填物时，而产生不同程度的塌方。

1.2 没有做好支护以及施工工作

第一，挖掘之后未认真的处理那些稳定性不是很好的围岩，此时岩石长久的处在外在空间中，一旦受到风化或是渗流干扰的话，此时山体就会发生塌陷。最为典型的就是瀑布沟项目，它的引水隧洞就是因为在挖掘好洞身之后，没有及时的处理导致塌陷问题出现。

第二，在项目开始爆破的时候，由于强大的震动力而导致塌陷问题发生。这主要是因为使用的炸药太多或是采用强爆破导致的，最好是使用弱爆破，而且要变化爆破数值，这样就能够在一定程度上降低塌陷问题的发生几率。

第三，一旦支护结构本身的强度不高，或是支撑的不合理的话，就必须在衬砌的时候将其拆掉，如果不处理的话就会导致塌陷问题。

1.3 勘察设计的原因

第一，隧洞项目通常呈现出长线条状态，而且一般开展在山地区域，其交通条件较差，施工工作的开展也会受到很多要素的干扰。加之勘察点较多，区域较广，就会使得任务量过大。在具体的设计的时候，因为业主担忧勘测费用太高或是勘察措施使用不当等，导致没有认真的估计洞线或许会遇到的断层等，这样就会增加潜在的危险，导致塌陷。

第二，没有认真的做好勘察活动，或是判断的不正确，洞线理应避开的但是设计的时候没有注意到，这就导致塌陷问题有发生的几率。

第三，没有选取好隧洞的方位，未躲避不良地质区域。或洞线方向与断层、裂隙、岩脉等破碎带夹角太小、甚至方向平行等等。

第四，没有充分的技术、经济论证，必须穿过不良地质区段时，设计提出的支护衬砌型式、技术措施不尽合理，结构强度偏低；另外，可能为减少工程投入，安全支护参数过小，未能取到支护稳定围岩的作用，而最终导致较大塌方的发生。

2 不良地质条件下小断面水工隧洞塌方预防和处理措施

（1）施工中应正确合理选择施工方法和防塌方技术措施，准备必要的材料和工具。防塌方技术措施有：搞好施工排水、采用弱爆破或不爆破开挖技术、合理掌握开挖进度、加强支撑和衬砌进度等。

（2）勘测设计过程中塌方预防：地质勘察的科学性、准确性对预防隧洞的塌方起着至关重要的作用，设计时能够采取最优的洞线，对不良地质判断准确，使施工时能引起施工单位的重视，在通过不良地质洞段时，会有很好准备，从而选择合理开挖方法，及时采取有效的支护，预防塌方的产生。设计人员应做好地质勘察预报工作，掌握隧道所处区域的地质和水文地质资料，防止工程损失。

只有做好设计工作才可以避免塌陷现象发生。掌握隧洞区的宏观地质背景、构造特征、地质地貌特点和较为详细的其他地质资料，分析隧洞区域内的断层、破碎、富水带、高应力分布情况，合理进行隧洞的断面型式设计及支护参数设计。

围岩在开挖成洞后，由于受力结构平衡体系的破坏和应力的重新分布，应及时采取支护，在隧洞的设计过程中都要对最佳断面型式及支护参数进行设计，如何选定安全、有效、经济的断面型式及支护参数，对隧洞塌方的预防起着不可忽视的作用。若支护参数考虑的安全系数过大，会增加工程的投入；支护参数考虑过小，就可能因支护强度不够，再临时更换较大强度支撑，造成应力再一次重分布，而引起塌方。

（3）施工过程中塌方的预防：加强施工过程中的地质预测：水工隧洞是一个线状的隐蔽工程，一些长隧洞往往穿越山峰沟谷，穿过多种岩类，多个构造，跨越几个地质单元，因而隧洞工程地质本身就十分复杂，勘测设计阶段的地质勘察只能从宏观上分析整个隧洞区域的基本地质情况，对埋深较大的洞段无法进行勘察，造成局部地质资料不足。所以，施工的时候要积极的进行地质预测工作，对可能出现的局部地段围岩破碎引起失稳、塌方和遭遇的断层、涌沙、涌水能及时进行预测，以提醒施工人员采取合理的开挖和支护方法，预防塌方的发生。

要想控制好塌陷问题必须保证工作者的思想正确。在实际的工作中，很多施工者为了追赶速度，忽略了围堰的稳定性，或是因为地质状态一直都比较优秀，其在思想上非常放松，没有做好突发事故的应对工作，此时就会导致塌陷。除此之外，在施工的时候，要积极的规划工期，从思想层面上对于潜在的不良地质要做好准备。在设计的时候对于潜在的塌陷问题要提出应对方法。如果出现了断层或是别的不好的地质状态的话，此时不应该慌乱，要沉稳的分析应对，仔细的了解地质特征。在处理的时候必须秉承着就低不就高的方针来处理。认真的观测围岩，针对那些超过许可区间的变形现象要合理的支护，控制围岩继续变形，预防塌陷现象出现。

3 塌陷问题的预控以及应对方法

针对小规模水利项目的塌陷问题来讲，在实际处理的时候最好是秉承预控为主的工作方针。积极的开展好预控活动，必将会获取较好的效益。要想预防塌陷就要从如下的两个方面入手。

第一，积极的做好勘察设计工作。在具体的开展勘察设计活动的时候，要细致分析项目所处地方的地质情况以及水文状态等，认真分析轴线的地质状态，假如项目经过河谷的话要特殊对待。尽量的将项目潜在的塌陷危险掌控在心。在选取洞线的时候，最好避开断层以及溶洞之类的较差地层，假如必须要经过的话，要提前考虑好技术方法，选择合理的施工措施，积极的开展好设计活动，只有这样才能够保证工作开展顺畅。

第二，确保选取的施工措施以及防塌陷工艺得当。在开展工作的时候必须做好施工排水活动，最好不要使用强爆破，同时还要控制好挖掘的速率，使用合乎强度标准的物质等都能够避免塌陷问题出现。

4 结束语

通过多年的工作实践我们发现，不良区域的地质条件本身不是很好，一旦发生塌陷问题还会引发其他的一些不利现象，假如不能够尽快的处理的话，小规模的塌陷可能会在短时间内变成严重的塌陷。因此，在开展隧洞建设工作的时候必须要做好临时支护活动。同时，针对衬砌之外的空洞最好是使用合理的方法应对，比如可以通过回填或是灌浆之类的措施来确保它的密实性搞，只有这样才可以从根源上避免塌陷，确保施工工作的稳定性，提升项目的利润。

参考文献

[1]张锐.水利工程中输水隧洞的施工方法和技术要求[J].科技致富向导，2011（11）.

[2]沈树华，童云.不良地质条件下的输水长隧洞开挖工程监理[J].四川水力发电，2006（5）.

[3]钱荣兵，罗生品，姜洋.大口径PE管在水利工程中的应用[J].四川水利，2010（2）.

[4]吴海珊.不良地质条件下隧洞施工锁口的几种方法[J].长江工程职业技术学院学报，2009（1）.

[5]刘建刚.谈水利工程施工中淤泥软土地基的处理[J].黑龙江科技息，2008（23）.