水利隧洞工程的開挖施工與塌方處理

苗祥峰

摘 要：本文的分析主要圍繞水利隧洞工程的開挖施工與塌方處理而展開，進(jìn)而在進(jìn)行更為詳細(xì)的分析之前筆者對水利隧洞工程的功能以及施工準(zhǔn)備等進(jìn)行一定程度的剖析，進(jìn)而能更加精確的指出水利隧洞施工開挖塌方處理的手段運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：水利隧洞工程 開挖施工 塌方處理

1.引言

水利工程建設(shè)中隧洞工程屬于一項(xiàng)基礎(chǔ)性的施工項(xiàng)目，但是在隧洞進(jìn)行的過程中極其容易受到外在因素的影響，進(jìn)而對水利隧洞工程的總體質(zhì)量的提升產(chǎn)生負(fù)面影響?；诖?，要維持水利隧洞工程施工的安全性，就需要在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行開挖施工的升級，以提升開挖施工工程的可靠性。

2.水利隧洞工程的功能

水利工程建設(shè)中的隧洞工程，其建設(shè)的主要目的是輸水或者是泄洪，在建設(shè)時(shí)經(jīng)常要開挖建成封閉式的輸水管道，進(jìn)而也被稱之為水工隧洞。在建設(shè)中并不是所有的隧洞都會(huì)運(yùn)用相同的開挖手段，這是根據(jù)隧洞本身所承擔(dān)的任務(wù)，進(jìn)而根據(jù)不同的任務(wù)來制定出不同的開挖方式。現(xiàn)階段我國最常見的水利隧洞主要是放水隧洞以及泄水隧洞，其中防水隧洞是利用水庫放出的水以實(shí)現(xiàn)灌溉、發(fā)電以及給水，而泄水隧洞主要是利用隧洞來配合溢洪道對超過警戒線的水量進(jìn)行泄放，同時(shí)還可以進(jìn)行泄放水電站尾水、檢修樞紐建筑物等等。在我國有一條史上最為罕見的地下調(diào)水工程，其中所利用的就是水利隧洞工程，這是由濰坊市的白浪河開始，經(jīng)過昌樂、安丘、坊子三市交界處，其被成為濰坊市白浪河水聯(lián)系網(wǎng)隧洞工程。在這項(xiàng)水利隧洞工程中問題不斷，最為嚴(yán)重的應(yīng)該是地下暗河、斷層塌方等難題，面對這些問題就需要從地質(zhì)條件、巖土條件等方面來解決。通過上的分析，能充分的了解到在我國水利隧洞工程建設(shè)的必要性，以及其開挖中所面臨的困難。

3.水利隧洞工程開挖施工準(zhǔn)備分析

水利隧洞工程開挖施工因?yàn)橥庠谝蛩氐挠绊?，以此在開挖的過程中極其容易遇到許多不確定的因素，所以在水利隧洞工程具體進(jìn)行之前需要結(jié)合外部因素的分析來提前做好施工準(zhǔn)備。測量之中要注意開挖軸線、邊線、以及開挖深度、坡度、控制線與控制樁，并結(jié)合永久性排水設(shè)施對排水系統(tǒng)進(jìn)行布置。開挖區(qū)域的外側(cè)可以設(shè)置截水溝，開挖的層面上需要對臨時(shí)性的排水溝以及積水坑進(jìn)行布置，在此基礎(chǔ)上開挖時(shí)要有一定的坡度，將降雨雨水、施工產(chǎn)生的廢水、圍巖滲水以及工作位面所產(chǎn)生的內(nèi)積水及時(shí)進(jìn)行引排。與此同時(shí)，面臨開挖邊坡穩(wěn)定狀況，需要工作人員進(jìn)行有效的監(jiān)測，當(dāng)邊坡出現(xiàn)裂縫、掉塊、滑動(dòng)等情況時(shí)，水利隧洞的開挖工作要暫停，并及時(shí)的對圍巖進(jìn)行加固，以此來保證邊坡在水利隧洞開挖工作進(jìn)行中的穩(wěn)定性。在以上工作開展時(shí)，首要保障的是開挖機(jī)械運(yùn)行的高效性，以此來推進(jìn)水利隧洞工程開挖工作的連續(xù)進(jìn)行，要達(dá)到上述目標(biāo)也需要在工程項(xiàng)目具體開始前對所用運(yùn)用的機(jī)械進(jìn)行整體的保養(yǎng)，而在工程進(jìn)行時(shí)對于機(jī)械要及時(shí)地進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以維持機(jī)械的長期工作性質(zhì)。

4.水利隧洞工程開挖施工技術(shù)分析

水利隧洞工程開挖施工技術(shù)的應(yīng)用主要包括以下幾種：臺階法、正臺階環(huán)形開挖法、中隔壁法、全斷面開挖以及交叉中壁法等等，在施工中對上述施工技術(shù)的應(yīng)用，是由巖土、質(zhì)地條件等所確定的，進(jìn)而筆者對水利隧洞工程開挖中最常用的技術(shù)進(jìn)行分析。臺階開挖施工技術(shù)，臺階開挖施工技術(shù)中又被劃分為了正臺階法與反臺階法，而按照臺階的長度來說，又有長臺階、短臺階、超短臺階之分?，F(xiàn)階段在水利隧洞工程中出現(xiàn)大斷面隧道設(shè)計(jì)方案，又出現(xiàn)了一種新的臺階施工法：三臺階臨時(shí)仰拱法，甚至還出現(xiàn)了多臺階法。在實(shí)際施工中需要采取何種臺階施工法，根據(jù)水利隧洞中隧洞的大小來制定具體的臺階法，此外還需要根據(jù)圍巖實(shí)際的穩(wěn)定狀況進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x擇。

正臺階環(huán)形開挖法、中隔壁法、雙側(cè)壁坑法、交叉中壁法等都是開挖方式中適用于圍巖地質(zhì)條件較差的情況中，同時(shí)還可以應(yīng)用中軟弱圍巖開挖中，并且在具體選擇時(shí)要根據(jù)施工的安全性、洞室大小等多個(gè)層面以及因素進(jìn)行充分的考量。

5.水利隧洞工程開挖的施工要點(diǎn)

在水利隧洞工程開挖施工中需要注意以下幾點(diǎn)：第一，施工測量工藝要點(diǎn)。在水利隧洞工程施工時(shí)，測量工作是其中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，需要專業(yè)的測量人員對水利隧洞進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際，根據(jù)爆破設(shè)計(jì)的工程參數(shù)要求定點(diǎn)布孔。此外斷面測量工作需要在噴混凝土之前進(jìn)行，而測量的距離需要控制在5—10米之間，進(jìn)而還要定期對洞軸線進(jìn)行全方面的檢測，同時(shí)進(jìn)行復(fù)測也是測量中的重點(diǎn)，在多次測量數(shù)據(jù)的保證下，能確保測量控制工序的整體質(zhì)量。除此之外，在洞室開挖以及支護(hù)共同進(jìn)行的過程中，對于兩側(cè)洞壁以及頂洞之間的間隔20米，需要對樁號進(jìn)行標(biāo)志。

第二，鉆孔施工要點(diǎn)。水利隧洞工工程鉆孔施工行為中，施工技術(shù)人員對于腰線、中線、布孔以及開挖輪廓線的測量要嚴(yán)格按照實(shí)際的規(guī)定進(jìn)行。濕式風(fēng)鉆孔，首先要對機(jī)器的卡套、機(jī)身、螺栓、彈簧、支架進(jìn)行檢測，進(jìn)而保證機(jī)器在運(yùn)行過程中是完好無缺的。如若不進(jìn)行零件以及機(jī)械的檢測，在運(yùn)用中出現(xiàn)鉆桿不直、帶傷、供水異常、鉆孔堵塞等狀況，不但會(huì)影響整個(gè)工程的進(jìn)度，還會(huì)影響到工程的總體質(zhì)量，進(jìn)而在機(jī)器出現(xiàn)上述問題時(shí)，需要及時(shí)的對其進(jìn)行維修以及更換。

第三，爆破施工要點(diǎn)。在進(jìn)行爆破施工之前要明確的是爆破施工的詳細(xì)方案，同時(shí)在爆破之前要保證開挖斷壁上的平整性，此外還需要對爆破所使用的炸藥進(jìn)行嚴(yán)格的控制，盡量降低爆破對圍巖所產(chǎn)生的影響。爆破實(shí)際進(jìn)行之前要進(jìn)行以此爆破實(shí)驗(yàn)，其中需要對巖石的整體情況做出一個(gè)詳細(xì)的判斷，進(jìn)而根據(jù)此對爆破的方案進(jìn)行初步設(shè)計(jì)并上報(bào)，監(jiān)理工程師審批通過之后，方可執(zhí)行爆破實(shí)驗(yàn)，對爆破實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場爆破的效果進(jìn)行觀測，進(jìn)而從中選取出最為合理的爆破參數(shù)，再根據(jù)現(xiàn)場巖石的性質(zhì)以及變化程度來進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)方案的整體調(diào)整。

6.水利隧洞工程開挖塌方處理手段分析

當(dāng)水利隧洞工程的開挖之中出現(xiàn)塌方情況，最為常見的處理方式是：小塌清，先支后清；大塌穿，先棚后穿?！靶∷?，先支后清”指的是在水利隧洞工程開挖中的塌方范圍較小時(shí)，可以利用人力對塌方范圍中的石塊清理的方式，來疏通隧洞。但是在實(shí)際清除塌方之前，首先要將塌方的頂部進(jìn)行支護(hù)，以保證清理工作整體的安全展開，避免后續(xù)出現(xiàn)坍塌，這是由于隧洞發(fā)生第一次塌方之后，自然拱范圍內(nèi)的土石結(jié)構(gòu)可能會(huì)發(fā)生變化，同時(shí)塌方坑道兩側(cè)邊坡常不穩(wěn)定，先清除的塌渣可能會(huì)促使側(cè)壁失去平衡而變得松動(dòng)，進(jìn)而掉落，促使塌方坑道進(jìn)一步增寬，自然拱的進(jìn)一步增高也會(huì)形成再次的塌方現(xiàn)象，如此反復(fù)，最后可能導(dǎo)致的是更大的隧洞塌方事故。進(jìn)而在穿越時(shí)，需要利用插板法進(jìn)行支撐，同時(shí)在導(dǎo)坑的頂部使用插板插入塌方體當(dāng)中，進(jìn)而形成棚頂，再結(jié)合機(jī)械進(jìn)行逐步的開挖，此外還需要充分考慮邊挖邊襯砌的手法。

7.結(jié)束語

綜上所述，在水利隧洞工程進(jìn)行中隧洞開挖去塌方是其中不可忽略的問題，對水利隧洞工程的整體質(zhì)量以及工程進(jìn)行速度都產(chǎn)生極大的影響。進(jìn)而在隧洞開挖時(shí)，要對其地質(zhì)條件、圍巖質(zhì)量等因素進(jìn)行充分的考量，以確保在后期隧洞工程進(jìn)行是塌方狀況的減少。但是在遇見塌方現(xiàn)象時(shí)，一定要牢記“小塌清，先支后清；大塌穿，先棚后穿”的原則，以此來提升實(shí)際施工的技術(shù)水平，進(jìn)而借此來提升隧洞工程的總體質(zhì)量。

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