小断面隧洞工程开挖塌方预防和技术处理措施

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1、小断面隧洞工程开挖塌方预防和技术处理措施　　摘要：本文采用作者在小断面隧洞工程施工中所遇到的塌方处理实际问题，结合在岩体、土体等不良地质情况下遇到的隧洞工程施工塌方原因进行分析，对隧洞塌方预防和处理技术措施作了较为详细论述。同时提出了控制隧洞塌方的施工技术处理措施，即“短进尺、弱爆破、强支护、早衬砌”的隧洞开挖施工技术指导原则，并举出工程实例对该施工处理技术进行简要概述。关键词：隧洞工程塌方原因分析预防与处理措施1.前言6小断面水工隧洞（通常指开挖断面在6平方米以内）的施工在贵州山区农田水利工程建设中较为常见，德江县的乌江中下游

2、灌区续建配套与防渗改工程（简称乌中灌区工程）就出现这样的隧洞3座。是灌区建设中的过水建筑物，承担着引水穿山的任务，由于水利工程的固定性，导致了一些隧洞工程布置在了松软的围岩条件下，由于受到施工断面条件的控制，这时候要采用全断面掘进法进行开挖作业。针对隧洞成型很困难，自身稳定性差，松软的围岩，工程施工中要求采用“多炮孔、少药量、短进尺、弱爆破”的开挖技术措施，以便减小对围岩的扰动，墙顶上方围岩是薄弱环节，施工中应加强观测并及时支护。虽然如此，在工程实际施工中发生不同程度的隧洞塌方常不可避免。本文采用作者在小断面水工隧洞工程施工中所

3、遇到的塌方处理实际问题，结合隧洞塌方原因分析与预防处理措施，提出了“短进尺、弱爆破、强支护、早衬砌”的隧洞开挖施工指导原则与超前临时支撑同时采用的施工保障方法，并采用实例对该种施工处理技术进行简要说明。2.隧洞塌方成因分析在隧洞实际施工中，发生塌方的原因众多，根据小型水工隧洞的施工条件，设计以及隧洞所处施工工作面上围岩地质状况并结合在隧洞施工中发生塌方事故实例进行分析，归纳后主要有以下几方面：6（1）工程设计质量粗糙，地质勘探资料不准确，没有针对性地对一些地质特殊地段进行单独加固设计，对于一般小型的隧洞工程，由于工程勘测设计投入

4、经费不多，设计单位为节约投入成本，少做或基本不做钻孔取芯试验，导致对地质部分的勘察深度不够，不能可靠分析与预测地下围岩的局部变化，导致工程施工存在不可预见的塌方隐患。2003年2月，德江县乌中灌区二期一年度工程向家山隧洞（开挖断面3.2平方米）在开挖过程中发生一起塌方事故，事后原因调查时查清，隧洞在接近出口处有一段近15米的软弱破碎，因勘察设计时未进行地质钻探，没有探明此一地质情况变化，导致了隧洞开挖施工时产生局部塌方。另一原因也是因为设计经费投入不足，设计单位片面地为节约成本，对设计工作进行分解分块承包，千篇一律地对同一隧洞工

5、程进行统一断面衬砌，没有进行设计优化比较，相同衬砌厚度对围岩稳定的断面造成浪费，而对局部围岩破碎稳定性差的地方又因不良地质地段的隧洞衬砌厚度不够，不能满足承载力要求，导致衬砌好的隧洞形成塌方，德江县响水洞引水灌溉工程六井坨隧洞就因局部围岩破碎衬砌厚度不足造成塌方，该隧洞工程于1988年至1990年期间开挖贯通，期间由受投资的限制，隧洞开挖后在一段泥质页岩的交界处拱顶采用了两块15cm厚的预制混凝土微型拱衬砌，由于未作认真的受力结构分析，隧洞在运行近一段时间后衬砌结构因不能承受破碎围岩压力而出现塌方。6（2）设计选线不合理与地质因

6、素的叠加一起造成隧洞开挖时塌方。小断面隧洞工程由于受工程资金的限制，设计质量的不足，甚至将隧洞轴线选在了不良的地质地段层，也因节约投资导致过分地追求较短的洞轴线，以缩短洞身长度，往往将洞轴线选在山体垭口最底处，而此处又常常是冲沟发育，山水汇流的地方，提高了洞口处的洞脸仰坡的高度和开挖深度，却对地质和施工的不利因素不予去全方位的考虑，如果该处的截排水系统不完善，或遇超标准积水汇流，隧洞进出洞口施工中极易发生塌方。当隧洞穿越不稳定地层时，也很容易发生塌方。（3）施工开挖方法选择不当，保护衬砌控制措施不及时也是造成塌方的重要原因之一。

7、①开挖爆破方法选择不当，对处在断层、破碎带上稳定性差的围岩，本已不宜选用钻爆法施工，开挖后如果没有及时支护衬砌保护，山岩压力增长，围岩长期暴露，极易引起塌方。开挖爆破时，对岩体爆破参数选择不正确，爆破装药量过多，采用强爆破或一次钻孔进尺长，因强烈震动引发塌方。据资料记载，贵州省德江县朱家沟病险水库除险加固工程渠道取水隧洞在开挖过程中，曾因这种原因引起塌方事故，经改进成“短进尺、少药量、弱爆破”的开挖施工方法后，没有再发生此类塌方事故。②支护设计方案不合理，支护参数选择不对，支护构件强度不够，或支撑的高程和支护时机，位置等选择不当

8、，引起塌方。2003年9月，德江县乌中灌区二期一年度向家山隧洞工程在出口段的土石方结合部分的软弱破碎带衬砌施工过程中，曾发生一起塌方事故，经设计、监理、施工和业主等单位有关人员现场勘察分析，就属支撑结构不合理，在进行隧洞永久衬砌过程中对原有临时支护结构进行断面扩