小型水工隧洞工程塌方研究和处理措施

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1、小型水工隧洞工程塌方研究和处理措施　　【摘要】隧道地质情况比较复杂，隧道施工关系着施工人员的生命安全，对于小型水工隧洞工程，本文对地质勘察及设计过程塌方原因分析、隧洞塌方预防和处理措施，以及尼泊尔王国查莫利亚水电工程隧洞塌方处理措施这三个方面对其进行阐述。【关键词】水工隧洞；塌方；处理措施；超前临时支撑法中图分类号：U45文献标识码：A一、前言小型隧道断面面积通常都比较小，不便于人员的流动，一般是采用全断面的方式进行挖掘，但是全断面挖掘方式适用于地质条件稳固，不便于塌方的地质，对于相对松软的地质，围岩应力变化较快，不利于施工，因此在工程施工中常不可避免地发生

2、不同程度的塌方。二、地质勘察及设计过程塌方原因分析小型水利水电工程隧洞施工过程中发生塌方的原因很多，根据小型水工隧洞的设计、施工条件并结合小型水工隧洞施工中常发生塌方事故实例进行分析，塌方原因主要为以下几个方面：1.地质勘察资料与工程实际不符7对可能出现的塌方，没有可靠的预防处理技术措施。一旦遇到软弱、破碎带地层，措手不及，造成塌方。2009年5月，查莫利亚引水发电洞2#支洞下游（桩号：K3+112）附近在开挖过程中发生一起大塌方事故，经现场勘察分析，就属此类。2.隧洞衬砌厚度不够对不良地质地段的隧洞衬砌厚度不够，不能满足承载力要求，不能承受可能出现的山岩压

3、力，完工后结构遭到破坏，进而引起塌方。3.过分追求较短的洞线设计时，为了节约工程投资，过分追求较短的洞线，以便缩短洞身长度，获得良好经济效益，往往将洞轴线选在垭口最底处，趁沟进洞和出洞，且“晚进洞、早出洞”，加大了洞口处的开挖深度和洞脸仰坡的高度，却对地质和施工的不利因素缺乏周全的考虑，在隧洞洞口和洞身施工中都可能发生塌方。4.地质因素是造成塌方的重要原因7小型水利水电工程由于建设资金紧张，对必要的地质勘探工作没有做到位，缺乏隧洞所在地段的地质和水文地质资料，致使水工设计时，将隧洞轴线选在了不良的地质区域，没有避开诸如饱和黏土、流沙、堆积层、断裂、褶皱带、节

4、理、裂隙发育带等不良地层。含有各种不利的软弱结构的围岩以及溶洞、陷穴等地质不良区域，当隧洞穿越不稳定地层时，很容易发生塌方。地下水发育的地区和地表水渗漏明显的地段，隧洞围岩的强度大大降低，加之裂隙水的作用，在隧洞开挖过程中，极有可能发生坍塌冒顶，如不采取有效的工程措施，将会形成极大的塌方。三、隧洞塌方预防和处理措施（一）隧洞塌方的预防对待小型水利水电隧洞工程，预防隧洞塌方，主要从以下三点着手：1.认真搞好勘测设计。在隧洞工程的勘测设计工作中，深入细致调查和勘探隧洞所在区域的地质和水文地质，详细掌握隧洞轴线和进出口的地质资料，对隧洞穿越垭口、沟谷和山体认真分析

5、，尽可能全面掌握所有可能发生塌方的不良地质情况。选择洞线时，尽量避开断层、溶洞、堆积体流砂、地下水和软弱破碎带等不良地层，若必须通过时，应事先考虑相应的技术措施，正确选定施工方法，认真搞好施工组织设计，以便指导工程施工。2.施工中应正确合理选择施工方法和防塌技术措施，准备必要的材料和工具。防塌措施有：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。73.施工过程中应经常进行检查，发现发生塌方的种种预兆，及时采取工程技术措施，防止演变成塌方事故。对于小型水利水电工程隧洞塌方，尽管我们在工程实施过程中加强了各方面预防工作，但塌方

6、事故还是时有发生。面对发生的塌方事故，应首先加固未塌地段，以防塌方蔓延，让抢险工作有一个安全的空间。同时，要组织相关人员到塌方现场调查研究，查明塌方的范围、性质以及塌方区围岩的地质构造和地下水活动情况，认真分析形成塌方的原因，及时制定出可行的塌方处理方案。根据塌方的规模和塌碴的补给情况，塌方可分为大塌方和小塌方。当塌方体厚度大，范围长，已将开挖坑道堵死，或塌方还继续不停的扩展，人员不能或不易进入塌穴的，属于大塌方。反之，当塌方体不足以将坑道全部堵塞，塌方在较长的时间内不再发展或基本停止，人员有可能进入塌穴观察处理的，属于小塌方。根据塌方的危害程度，塌方亦可分

7、为严重塌方和轻微塌方。对于塌方后造成很大的人员伤亡或损失的，属于严重塌方。反之，属于轻微塌方。无论是何种塌方，我们都应认真对待，并根据塌方的实际情况制定相应的塌方处理技术措施。（二）隧洞塌方的处理7我国广大的工程技术人员经过对过去隧洞塌方处理经验总结，认为应按“小塌清、先支后清”和“大塌穿，先棚后穿”的原则快速进行。所谓“小塌清、先支后清”，就是指当塌方量不大时，可采用将塌方全部清除的处理方法。在清除塌方之前，应将塌方的顶部支撑牢固，避免继续塌落，防止洞顶掉块砸伤施工人员。因为当隧洞发生第一次塌方后，自然拱范围内的土石还有继续坍塌的可能，塌方坑道的两侧边坡常

8、不稳定，先清除塌碴可能会使侧壁失去平衡而松动塌落，塌