淺層穿越水庫隧道施工技術(shù)及圍巖穩(wěn)定性分析

張強

摘 要：本文主要研究淺層穿越水庫隧道施工技術(shù)及圍巖穩(wěn)定性，通過對淺層穿越水庫施工當(dāng)中的技術(shù)要點作為根本出發(fā)點，結(jié)合在施工過程中遇到的實際問題，以防涌水處理技術(shù)、防滲漏治理技術(shù)以及處理隧道坍塌技術(shù)為例簡要談?wù)劀\層穿越水庫隧道的施工技術(shù)。同時鑒于地下水在水庫隧道及施工過程當(dāng)中具有重大的影響作用，甚至在一定程度上直接決定水庫隧道施工的成敗，因此本文將從影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素以及評價其穩(wěn)定性的方法兩個角度分析淺層穿越水庫隧道的圍巖穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：淺層穿越水庫 隧道施工技術(shù) 圍巖穩(wěn)定性

1.引言

現(xiàn)階段在我國新疆地區(qū)修建的眾多地下工程當(dāng)中，最為普遍的一種就是水庫隧道，但在實際的施工過程中，由于圍巖條件往往存在較大的不穩(wěn)定性，極易發(fā)生變化，因此曾經(jīng)在修建過程中屢次發(fā)生事故，為國家和施工人員蒙受巨大損失。為有效避免事故的發(fā)生，落實好水庫隧道的安全施工，本文將針對淺層穿越水庫隧道施工技術(shù)及圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行簡要分析研究，以期能夠為日后的工程施工建設(shè)提供重要的參考意見。

2.淺層穿越水庫隧道施工技術(shù)要求

2.1必須保護(hù)好環(huán)境

淺層穿越水庫隧道施工本身工程量比較浩大，而且在通常情況下也是整體隧道工程的重點工程，因此需要對其保持高度的注意。首先在水庫隧道施工當(dāng)中必須做好環(huán)境保護(hù)工作，包括保護(hù)內(nèi)部和外部環(huán)境。水庫隧道的施工空間往往比較狹小，并且為了保障能夠在工程期限內(nèi)順利完工，常常需要在施工環(huán)境當(dāng)中同時進(jìn)行多個工種施工，因此無可避免的會產(chǎn)生各種污染；另外水庫隧道施工必然會產(chǎn)生大量的施工污水以及施工噪音，對周邊居民的日常生活產(chǎn)生一定影響，因而在淺層穿越水庫隧道施工當(dāng)中必須保護(hù)好環(huán)境，堅持綠色施工、可持續(xù)施工。

2.2必須維護(hù)好圍巖

在新疆地區(qū)植被覆蓋較少，且氣候比較干旱，年降雨量比較稀少，因此巖體眾多且比較堅硬。而淺層穿越水庫隧道施工必須穿過巖體，這對于圍巖本身的支護(hù)能力會造成一定破壞，特別是由于施工需要往往需要動用大型機械甚至采用控制爆破技術(shù)，因此在施工過程中必須保護(hù)好圍巖，盡可能將巖體的損傷情況降至最低，以防止因圍巖失去穩(wěn)定性而發(fā)生坍塌等惡性事故。

2.3工程需內(nèi)實外美

圬工是新疆地區(qū)淺層穿越水庫隧道施工當(dāng)中的一項重要工程，主要有混凝土以及干砌等工程組合而成，因此在施工過程當(dāng)中需要堅持“內(nèi)實外美”的原則，所謂內(nèi)實指的就是需要通過密實搗固和噴涂混凝土，并且將其與圍巖進(jìn)行緊密結(jié)合，回填石料以及支護(hù)等也需要確保其密實程度。所謂的外美指的就是盡可能保證混凝土表面的美觀程度，進(jìn)而在提升工程密實程度保障工程質(zhì)量的基礎(chǔ)之上使其具有極佳的審美性。

3.淺層穿越水庫隧道施工技術(shù)方法

3.1防涌水處理技術(shù)

3.1.1鉆孔排水法

在新疆地區(qū)由于常年缺乏降水，同時日照充足因此導(dǎo)致部分地區(qū)的巖體非常堅硬，而干燥的氣候使得該類巖體容易產(chǎn)生裂縫，部分砂土以及水流將會從裂縫中流瀉出來，特別是開挖前方存有排水或滯水層，因此需要使用鉆孔排水法處理涌水，從而加大圍巖的穩(wěn)定性，保障工程實現(xiàn)高質(zhì)量。鉆孔排水法主要通過超前排水孔，目的是能夠使得滯水自行流出，為避免大量砂土從裂縫中流瀉或噴射而出，可以將鉆孔向下傾斜十到二十度左右。

3.1.2強制排水法

在新疆部分地區(qū)淺層穿越水庫的隧道施工當(dāng)中，開挖位置有時會低于地下水位，譬如說在降低地下水位時可以使用井點或深井降水等強制排水方法，但是在靠近水層的部分土質(zhì)比較松軟并且含有大量水分，因此需要使用止水法。其中一種即為壓注法，也就是說在需要開挖的周邊位置事先鉆好注漿孔，之后將可以與地層進(jìn)行膠結(jié)作用的漿液壓入注漿孔當(dāng)中，待膠凝之后將會形成一層隔水層，進(jìn)而實現(xiàn)止水。另外一種止水法為凍結(jié)法，通常用于含水地層當(dāng)中，與壓注法相同，也需要事先在開挖周邊位置鉆孔，之后將套管凍結(jié)在孔內(nèi)，等待地層完全被凍結(jié)之后再進(jìn)入挖掘環(huán)節(jié)。

3.2防滲漏治理技術(shù)

目前新疆地區(qū)有過半的水庫隧道進(jìn)入了養(yǎng)護(hù)維修期，此時需要對隧道當(dāng)中的滲漏水問題進(jìn)行重點解決。對于部分早期新疆修建的水庫隧道，由于當(dāng)時技術(shù)條件有限同時經(jīng)過漫長的運營導(dǎo)致隧道當(dāng)中出現(xiàn)了大面積的滲漏水點，因此需要施工人員使用能夠迅速凝結(jié)的膠劑補涂滲漏水點，之后為加強防滲漏效果可以在此之上加做防水涂層或防水砂漿抹面。另外對于產(chǎn)生滲漏水的縫隙可以先進(jìn)行堵水處理，待滲水量得以控制后向縫隙被進(jìn)行注漿，最后做好防水涂層以強化效果。

3.3處理坍塌的技術(shù)

鑒于新疆地區(qū)的圍巖條件復(fù)雜且不穩(wěn)定，因此極易導(dǎo)致因圍巖不穩(wěn)造成水庫隧道發(fā)生坍塌事故，為預(yù)防此類事故發(fā)生需要經(jīng)常對圍巖的形狀等進(jìn)行檢查和測量，同時盡可能縮短圍巖的暴露時間，加快開挖速度。若坍塌發(fā)生時需要立刻對其進(jìn)行處理。針對體積較小的坍塌，需要施工人員噴錨坍塌范圍，然后按照先上后下的順序?qū)⑻鼜氐變舫蓛簦瑫r一邊開挖一邊噴射混凝土并架設(shè)臨時支撐。對于體積較大的坍塌，此時往往會伴隨滲水情況的發(fā)生，因此需要先進(jìn)行排水處理，之后使用注漿的方式加固坍塌部位。

4.淺層穿越水庫隧道圍巖穩(wěn)定性分析

4.1影響因素

新疆地區(qū)大部分的淺層穿越水庫隧道存在上覆水體且具有一定的穩(wěn)定性，加之自然降水作為其重要的水源補給，不僅容易加劇荷載量，對材料造成一定腐蝕，同時也會加重滲水等問題，并且進(jìn)一步軟化巖體，使得圍巖失穩(wěn)。另一方面，受制于新疆自身的地形地勢，淺層穿越水庫隧道在施工時往往使用倒人字坡，因此水庫隧道內(nèi)的滲涌水很難通過自然方式流瀉出來，而一旦發(fā)生坍塌等事故將會造成嚴(yán)重后果，這不僅使得施工難度大大增加，同時也迫使施工成本急劇上升。

4.2評價方法

4.2.1監(jiān)測量控

實施現(xiàn)場測量能夠有效檢驗施工是否與設(shè)計要求以及施工現(xiàn)場情況相吻合，支護(hù)參數(shù)是否正確等，通過現(xiàn)場測量搜集數(shù)據(jù)并進(jìn)行深入分析，實現(xiàn)對施工現(xiàn)場進(jìn)行有效控制，從而進(jìn)一步完善水庫隧道施工的手段即為監(jiān)測量控。該方法立足于施工現(xiàn)場實際測量的數(shù)據(jù)以及分析結(jié)果，因此能夠真實客觀地控制和評價圍巖的穩(wěn)定性，幫助施工人員對淺層穿越水庫隧道施工進(jìn)行合理把控，從而有效提升施工效率，壓縮施工成本。

4.2.2物理實驗

使用物理實驗法評價圍巖的穩(wěn)定性指的就是通過模擬實驗的方式，將量綱分析以及相似性原理作為重要的理論指導(dǎo)，進(jìn)而分析出圍巖的應(yīng)力分布情況以評價其穩(wěn)定性。目前在評價圍巖穩(wěn)定性當(dāng)中常?？梢钥匆娫摲N方法的身影。工作人員在充分考慮圍巖與支護(hù)相互作用的基礎(chǔ)之上，模擬出圍巖節(jié)理裂隙及性能，從而有效判斷圍巖是否具有良好的穩(wěn)定性，便于開挖施工。

5.結(jié)語

總而言之，水庫隧道附近分布著大面積的圍巖，同時圍巖的條件常常發(fā)生變化且具有極強的復(fù)雜性，因此在施工過程中稍不注意便會導(dǎo)致圍巖失去穩(wěn)定性，進(jìn)而誘發(fā)一系列事故，不僅嚴(yán)重影響了淺層穿越水庫隧道的正常施工，同時也在很大程度上使得國家與施工單位蒙受巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此本文通過對淺層穿越水庫隧道當(dāng)中的技術(shù)要點以及三大關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行具體分析，同時從影響圍巖穩(wěn)定性的因素以及評價方法出發(fā)簡要分析了圍巖的穩(wěn)定性，希望能夠為日后的水庫隧道施工提供有效信息。

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