丘永春
摘 要:因為一些水工隧洞本身的地質(zhì)狀態(tài)不是很好,所以就算是我們在工作中使用強有力的施工方法,也無法保證項目不發(fā)生塌方。作者具體的分析了不良地質(zhì)狀態(tài)下的隧洞建設(shè)工作。
關(guān)鍵詞:小型水工隧洞;塌方;預(yù)防;處理
1 不良地質(zhì)條件下小斷面水工隧洞塌方產(chǎn)生的原因
1.1 地質(zhì)條件原因
第一,隧洞經(jīng)過穩(wěn)定性不是很高的松散巖層,像是含水性非常大的粘土以及流砂和斷裂帶等;含有各種不利的軟弱、破碎結(jié)構(gòu)面的圍巖;膨脹、巖溶溶洞、陷穴、暗河、偏壓及高地應(yīng)力等地質(zhì)不良區(qū)域。
第二,從地形地貌方面來講,假如項目經(jīng)過河谷、埡口或是洞口的深度較淺的區(qū)域的話,就會導(dǎo)致塌陷。
第三,除了上述兩點之外,假如項目經(jīng)過地下水較多的區(qū)域的話也會導(dǎo)致項目發(fā)生塌陷。具有較高水壓富水洞段,地下水向洞室內(nèi)漏出,淘空了斷層構(gòu)造帶中的破碎巖體和軟弱充填物時,而產(chǎn)生不同程度的塌方。
1.2 沒有做好支護以及施工工作
第一,挖掘之后未認真的處理那些穩(wěn)定性不是很好的圍巖,此時巖石長久的處在外在空間中,一旦受到風(fēng)化或是滲流干擾的話,此時山體就會發(fā)生塌陷。最為典型的就是瀑布溝項目,它的引水隧洞就是因為在挖掘好洞身之后,沒有及時的處理導(dǎo)致塌陷問題出現(xiàn)。
第二,在項目開始爆破的時候,由于強大的震動力而導(dǎo)致塌陷問題發(fā)生。這主要是因為使用的炸藥太多或是采用強爆破導(dǎo)致的,最好是使用弱爆破,而且要變化爆破數(shù)值,這樣就能夠在一定程度上降低塌陷問題的發(fā)生幾率。
第三,一旦支護結(jié)構(gòu)本身的強度不高,或是支撐的不合理的話,就必須在襯砌的時候?qū)⑵洳鸬?,如果不處理的話就會?dǎo)致塌陷問題。
1.3 勘察設(shè)計的原因
第一,隧洞項目通常呈現(xiàn)出長線條狀態(tài),而且一般開展在山地區(qū)域,其交通條件較差,施工工作的開展也會受到很多要素的干擾。加之勘察點較多,區(qū)域較廣,就會使得任務(wù)量過大。在具體的設(shè)計的時候,因為業(yè)主擔(dān)憂勘測費用太高或是勘察措施使用不當(dāng)?shù)龋瑢?dǎo)致沒有認真的估計洞線或許會遇到的斷層等,這樣就會增加潛在的危險,導(dǎo)致塌陷。
第二,沒有認真的做好勘察活動,或是判斷的不正確,洞線理應(yīng)避開的但是設(shè)計的時候沒有注意到,這就導(dǎo)致塌陷問題有發(fā)生的幾率。
第三,沒有選取好隧洞的方位,未躲避不良地質(zhì)區(qū)域。或洞線方向與斷層、裂隙、巖脈等破碎帶夾角太小、甚至方向平行等等。
第四,沒有充分的技術(shù)、經(jīng)濟論證,必須穿過不良地質(zhì)區(qū)段時,設(shè)計提出的支護襯砌型式、技術(shù)措施不盡合理,結(jié)構(gòu)強度偏低;另外,可能為減少工程投入,安全支護參數(shù)過小,未能取到支護穩(wěn)定圍巖的作用,而最終導(dǎo)致較大塌方的發(fā)生。
2 不良地質(zhì)條件下小斷面水工隧洞塌方預(yù)防和處理措施
(1)施工中應(yīng)正確合理選擇施工方法和防塌方技術(shù)措施,準備必要的材料和工具。防塌方技術(shù)措施有:搞好施工排水、采用弱爆破或不爆破開挖技術(shù)、合理掌握開挖進度、加強支撐和襯砌進度等。
(2)勘測設(shè)計過程中塌方預(yù)防:地質(zhì)勘察的科學(xué)性、準確性對預(yù)防隧洞的塌方起著至關(guān)重要的作用,設(shè)計時能夠采取最優(yōu)的洞線,對不良地質(zhì)判斷準確,使施工時能引起施工單位的重視,在通過不良地質(zhì)洞段時,會有很好準備,從而選擇合理開挖方法,及時采取有效的支護,預(yù)防塌方的產(chǎn)生。設(shè)計人員應(yīng)做好地質(zhì)勘察預(yù)報工作,掌握隧道所處區(qū)域的地質(zhì)和水文地質(zhì)資料,防止工程損失。
只有做好設(shè)計工作才可以避免塌陷現(xiàn)象發(fā)生。掌握隧洞區(qū)的宏觀地質(zhì)背景、構(gòu)造特征、地質(zhì)地貌特點和較為詳細的其他地質(zhì)資料,分析隧洞區(qū)域內(nèi)的斷層、破碎、富水帶、高應(yīng)力分布情況,合理進行隧洞的斷面型式設(shè)計及支護參數(shù)設(shè)計。
圍巖在開挖成洞后,由于受力結(jié)構(gòu)平衡體系的破壞和應(yīng)力的重新分布,應(yīng)及時采取支護,在隧洞的設(shè)計過程中都要對最佳斷面型式及支護參數(shù)進行設(shè)計,如何選定安全、有效、經(jīng)濟的斷面型式及支護參數(shù),對隧洞塌方的預(yù)防起著不可忽視的作用。若支護參數(shù)考慮的安全系數(shù)過大,會增加工程的投入;支護參數(shù)考慮過小,就可能因支護強度不夠,再臨時更換較大強度支撐,造成應(yīng)力再一次重分布,而引起塌方。
(3)施工過程中塌方的預(yù)防:加強施工過程中的地質(zhì)預(yù)測:水工隧洞是一個線狀的隱蔽工程,一些長隧洞往往穿越山峰溝谷,穿過多種巖類,多個構(gòu)造,跨越幾個地質(zhì)單元,因而隧洞工程地質(zhì)本身就十分復(fù)雜,勘測設(shè)計階段的地質(zhì)勘察只能從宏觀上分析整個隧洞區(qū)域的基本地質(zhì)情況,對埋深較大的洞段無法進行勘察,造成局部地質(zhì)資料不足。所以,施工的時候要積極的進行地質(zhì)預(yù)測工作,對可能出現(xiàn)的局部地段圍巖破碎引起失穩(wěn)、塌方和遭遇的斷層、涌沙、涌水能及時進行預(yù)測,以提醒施工人員采取合理的開挖和支護方法,預(yù)防塌方的發(fā)生。
要想控制好塌陷問題必須保證工作者的思想正確。在實際的工作中,很多施工者為了追趕速度,忽略了圍堰的穩(wěn)定性,或是因為地質(zhì)狀態(tài)一直都比較優(yōu)秀,其在思想上非常放松,沒有做好突發(fā)事故的應(yīng)對工作,此時就會導(dǎo)致塌陷。除此之外,在施工的時候,要積極的規(guī)劃工期,從思想層面上對于潛在的不良地質(zhì)要做好準備。在設(shè)計的時候?qū)τ跐撛诘乃輪栴}要提出應(yīng)對方法。如果出現(xiàn)了斷層或是別的不好的地質(zhì)狀態(tài)的話,此時不應(yīng)該慌亂,要沉穩(wěn)的分析應(yīng)對,仔細的了解地質(zhì)特征。在處理的時候必須秉承著就低不就高的方針來處理。認真的觀測圍巖,針對那些超過許可區(qū)間的變形現(xiàn)象要合理的支護,控制圍巖繼續(xù)變形,預(yù)防塌陷現(xiàn)象出現(xiàn)。
3 塌陷問題的預(yù)控以及應(yīng)對方法
針對小規(guī)模水利項目的塌陷問題來講,在實際處理的時候最好是秉承預(yù)控為主的工作方針。積極的開展好預(yù)控活動,必將會獲取較好的效益。要想預(yù)防塌陷就要從如下的兩個方面入手。
第一,積極的做好勘察設(shè)計工作。在具體的開展勘察設(shè)計活動的時候,要細致分析項目所處地方的地質(zhì)情況以及水文狀態(tài)等,認真分析軸線的地質(zhì)狀態(tài),假如項目經(jīng)過河谷的話要特殊對待。盡量的將項目潛在的塌陷危險掌控在心。在選取洞線的時候,最好避開斷層以及溶洞之類的較差地層,假如必須要經(jīng)過的話,要提前考慮好技術(shù)方法,選擇合理的施工措施,積極的開展好設(shè)計活動,只有這樣才能夠保證工作開展順暢。
第二,確保選取的施工措施以及防塌陷工藝得當(dāng)。在開展工作的時候必須做好施工排水活動,最好不要使用強爆破,同時還要控制好挖掘的速率,使用合乎強度標準的物質(zhì)等都能夠避免塌陷問題出現(xiàn)。
4 結(jié)束語
通過多年的工作實踐我們發(fā)現(xiàn),不良區(qū)域的地質(zhì)條件本身不是很好,一旦發(fā)生塌陷問題還會引發(fā)其他的一些不利現(xiàn)象,假如不能夠盡快的處理的話,小規(guī)模的塌陷可能會在短時間內(nèi)變成嚴重的塌陷。因此,在開展隧洞建設(shè)工作的時候必須要做好臨時支護活動。同時,針對襯砌之外的空洞最好是使用合理的方法應(yīng)對,比如可以通過回填或是灌漿之類的措施來確保它的密實性搞,只有這樣才可以從根源上避免塌陷,確保施工工作的穩(wěn)定性,提升項目的利潤。
參考文獻
[1]張銳.水利工程中輸水隧洞的施工方法和技術(shù)要求[J].科技致富向?qū)В?011(11).
[2]沈樹華,童云.不良地質(zhì)條件下的輸水長隧洞開挖工程監(jiān)理[J].四川水力發(fā)電,2006(5).
[3]錢榮兵,羅生品,姜洋.大口徑PE管在水利工程中的應(yīng)用[J].四川水利,2010(2).
[4]吳海珊.不良地質(zhì)條件下隧洞施工鎖口的幾種方法[J].長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2009(1).
[5]劉建剛.談水利工程施工中淤泥軟土地基的處理[J].黑龍江科技息,2008(23).