基于不良地质条件下水工隧洞施工塌方处理技术浅谈

基于不良地质条件下水工隧洞施工塌方处理技术浅谈

张志

四川省地质矿产勘查开发局四O五地质队611830

摘要：经济的发展愈加迅速，人民对生活质量要求越来越高，水工隧洞也随之出现并越来越多，但部分地质条件并不能达到理想状态。本文就不良地质条件下水工隧洞的塌方原因进行探讨和分析，根据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。

关键字：不良地质；水工隧洞；塌方

1.前言

随着经济的快速发展，水工隧洞开始被广泛运用。由于水工隧洞的围岩较为松软，松软围岩属于泥层或者砂卵石岩层，其自身的稳定性也比较差，在实际施工工程中一般采用边挖边衬法。尽管这样，在施工过程中还是避免不了发生不同程度的隧洞塌方事故，造成巨大损失。水工隧洞出现塌方与地质条件较差有着密不可分的关系，但这种事故在实际施工过程中又不可避免。施工队在施工时要尽可能的减少塌方事故发生，同时也应该提前准备措施来对付突发事故，减少因为塌方而造成的损失。

2.塌方原因分析

在实际隧洞工程建设中，造成水工隧洞塌方的因素众多，例如，不良地质的影响，支护工作没有完善以及施工不到位，勘探设计的不合理等等，都有可能导致塌方事故的发生。

2.1地质条件的影响

因为地形和土地成型条件的影响，当隧道穿越山区或山谷或沟壑时，很容易崩溃。除此之外，隧道洞口很可能被覆盖，是因为有较浅的区域存在，当洞口存在于较浅的区域时，被覆盖的可能性就会增大，这样就对隧洞的使用产生很大的影响。见图1。

图1地质条件图

隧道难以避免要穿越一些不稳定并具有松散等特点的岩层以及褶皱带和断层带，包括破碎和薄弱结构层面的各种环境不良的岩石、洞穴，岩溶洞穴，以及偏向和黑暗的河流等区域。在具有这些特点的地方施工时，更容易发生塌方事故。

如果隧道必须通过地下水丰富的区域，它也相当容易塌方。在水资源丰富的高水压区域，地下水不停的流入洞穴内部区域，使软质填充材料和破碎岩体在区域内掏空断层构造，这也是导致塌方的因素之一。严重风化和完全被风化的岩洞以及地下水丰富的土壤层也容易发生坍塌。见图2。

2.2支护以及施工工作欠佳

第一，当项目在进行定点爆炸时，因为使用太多的炸药或较强的喷砂处理，这将造成相当强的振动力，这种力量会导致其崩溃。然而使用弱爆破是最佳选择，改变爆破值，能够有效降低事故的发生。

第二，对于严重风化的围岩，其稳定性较差，如若在挖掘之后对该问题解决的不好，此时在长期外部空间岩石中，一旦被风化或者发生渗流与紊乱，山体就会发生崩塌，造成事故，产生的影响和损失难以弥补。

第三，如果支撑结构支撑不合理，质量又差，那么它必须被拆除，因为如果不及时拆除的话，会导致严重的崩塌，甚至造成人员伤亡。

2.3勘察设计的因素

第一，隧道项目通常距离较长，并且通常在山区开展工作，这里的交通并不方便，这就意味着建造工程必须在多种因素影响下进行。此外，还有更多的监控点以及更大的区域范围，这使得任务大大加重。在实际的设计中，有关的调查或勘探措施的成本高，难度大，如若业主使用不当，对洞线的判断有丝毫偏差，很可能会遇到断层，甚至更加严重的问题，所以这会增加潜在的风险，从而导致崩溃。

第二，工作人员不严谨的勘探活动以及判断失误，将会导致隧洞线路设计不合理，这可能使施工人员的施工难度增加，导致延误了工时，造成人力物力财力的损失，还会提高塌陷问题发生的机率。

第三，对隧道的方向上的选择出现失误判断，导致穿越不利的地质区域。或孔的方向与破碎带夹角太小，甚至与其平行。当对不良地质段所提出的设计，技术措施不合理，并且缺少经济论证，合适的技术和经济可行性的研究，该工程存在风险加大。此外，为了减少成本，安全支持参数可能太小而无法获得对周围岩石稳定性的支持，并最终导致发生更大的塌陷，这样的话，后续工作将被加重。

图2地质隧道图

3.塌方预防与处理方法

3.1水工隧洞的塌方预防措施

只有当建筑工人采取足够严谨认真的态度才能有效的防止塌陷，并且可以通过人为干扰对不良的地质现象自行进行有效对待。只有在充分了解地质的前提下，解决方案才能有条不紊地进行下去，而且更注重的应该是围岩的变形程度以及对工程施工的影响。孔部的变形一旦被发现，便要立即采取合理有效的应对措施，以防止周围的岩石的变形增大滑坡的发生机率，增大潜在风险机率。与此同时，地质预测是该工程的关键所在。在测量和设计阶段，地质测量只记录整个隧道区域的一般地质条件，不可能测量埋深较大的洞穴剖面，更不要说将细节体现出来。所以，在施工中，需要对地质准确预测。需要注意的是，经过一段时间后，涌水，涌沙或许多地方岩石破碎造成的危险情况，不稳定情况等，必须采取延时措施，以达到有效保护。

3.2水工隧洞中塌方的处理方案

3.1.3信息化施工。

坑工程事故的调查表明，任何一起基坑工程事故无一例外地与监测不力或险情预报不准确相关。基坑工程的环境监测既是检验设计正确性和发展理论的重要手段，又是及时指导正确施工避免事故发生的必要措施。故而，在基坑施工中，应时刻关注周边环境的变化，同时对一些异常情况采取必要的工程措施，将问题扼杀于萌芽之中，确保工程安全。

3.2车站纵向变形防范与对策

车站纵向内力及相应的横向裂缝产生的主要原因是混凝土的干缩、温差及纵向不均匀沉降。而这些因素所引起的结构弯曲拉应力，都需要设置横向缝给予释放，从而防止缝之间的混凝土干裂，而通常是要防止车站顶板混凝土的开裂渗漏，同时也不允许车站底板的挠曲和剪切变形超过一定限度而影响正常运行。可采用“诱导缝”构造以替代一般的施工缝。微膨胀混凝土后浇带和低水化热级配的混凝土；顶板混凝土浇捣尽量避开夏天，加强养护；地下连续墙底注浆加固，减少不均匀沉降；单层侧墙车站，地下连续墙幅间设刚性防水接头，板墙连接设锥螺纹钢筋连接器，板边设加强边梁；适当增加车站上角点附近顶板即内衬墙的纵向筋配筋率，以及顶、中板开孔段孔边板的纵向筋配筋率，配筋要细而密。

结束语

地铁建设是新城市交通建设的重中之重，其投资之大建设规模之大都要求我们在选用施工工法的时候认真考虑所有因素，兼顾经济和速度的要求，选择最合适的方法，以上几种方法在不同的条件下都有其独特的优点和一些固有的缺点，我们应注意合理地利用优点和规避缺点。

参考文献

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[2]李茜.简明地下结构设计施工资料集成[M].中国电力出版社.2015

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