引水隧洞破碎地层大规模塌方处理技术

发表时间:2021/2/4   来源:《工程管理前沿》2020年第31期   作者:陈占江 孙成贺
[导读] 在水利工程施工建设当中,隧洞施工质量将会直接影响到工程发展的效果
        陈占江   孙成贺
        中国水电基础局有限公司 天津 武清 301700
        摘要:在水利工程施工建设当中,隧洞施工质量将会直接影响到工程发展的效果,所以在实际的建设过程中对于对引水隧洞破碎问题都要进行综合的处理,通过各种方式来减少隧洞施工问题的初选,综合保证隧洞工程的施工质量。但是因为在水利工程隧道施工过程中,其容易受到各种因素的影响,这些都导致水利工程隧洞施工出现各种质量问题,所以在水利工程隧洞施工建设过程中,需要根据工程的实际情况与隧洞施工特点都进行综合的施工,更好选择适宜的施工技术,并做好施工质量的综合控制,将隧洞的建设质量进行进一步的提升,最大程度的满足其实际的建设需求。
        关键词:引水隧洞;塌方;处理;措施;分析 
        引言:水利工程隧洞施工是通过开挖建成的封闭式输水或者泄洪排水通道。具体的建设施工过程中属于非露天作业,同时在具体的建设施工上,其非常容易受到各种外界施工以及环境和地质的构造影响,对于施工难度来说,整体建设上难度是比较巨大的,如果各施工质量控制力度较为薄弱,整体的风险系数事故发生概率,因此对于隧洞的建设施工与操作来说,对水利工程隧洞施工技术以及处理措施都进行更好的开展和分析。
        1引水隧洞塌方的主要原因
        通过归纳总结可以得出相应结论,引水隧洞出现塌方的原因主要包括以下几点。第一相关的地质勘察质量与工程情况都存在实际的出入,整体的资料不够准确,直接导致实际的建设上会导致塌方的问题出现,所以在具体的开展过程中需要进行及时的防范措施制定,在作业环节遇到破碎带或者软弱基带的问题,这些都是无法有效进行应对而引起的塌方。第二隧道处于不良的地质地段,并且在实际的堆砌过程中应当关注其住够的厚度,针对实际的承载上各种施工建设要求都难以得到满足。对于可能出现的山岩压力如果被忽视,所以整体的承受效果无法得到有效的提升,这些都是导致塌方的情况出现。第二具体的设计过程中,如果设计不到位也会导致塌方问题初选,针对部分设计人员来说,其为了能够更好的追求成本节约,具体的建设施工上往往会选择线路较短的洞线,其次在实际的建设施工上通常会与垭口最低处选择洞轴线,实际的操作与设计安排上并未系统考虑各种外界因素,在不良地质地段设置隧洞轴线,更好的完成堆积、流沙和饱和黏土等层次的塌陷,这些都大大的增加了发生几率。
2引水隧洞塌方的处理措施
2.1科学确定引水隧洞的布置及线路
(1)正确掌握水力特点
        由于泄水隧洞需要承受较大的流速,具体的操作与开始上水头较高,如若未能够正确设计其体型或者施工不当,这些都会导致空化水流而产生各种空腐蚀的情况。此外在具体的操作与实施上,水流脉动都会导致建筑物出现质量问题,在具体的设计与操作安排上闸门会发生振动,具体情况上会出现单宽流量大或者集中使得下游冲刷,具体的操作上将会导致防空蚀与消能方法。
(2)掌握结构特征
        开挖隧洞的过程中,实际的操作与安排上会导致原有岩体内实际的应力平衡被破坏,导致整体的应力重新分布,如此一来直接导致外围的岩石出现变形的问题,如果出现各种质量问题将会直接导致崩塌情况出现,所以在具体的操作与安装上应当永久性衬砌以及临时支护来完成对围岩压力进行承担。但是对于各种围岩自身存在承载力来说,具体的操作实施上应当全面提高衬砌作用,防止出现内外渗漏的情况,导致周边构筑物已经岩坡稳定结构都进行全面的操作,综合的提升相关管道的稳定性,更好的保证隧道建设质量的水文地质区域都进行安排。


(3)采取科学的施工方法
        由于开挖与衬砌至灌浆隧洞过程中,具体的操作与设计过程中其设计较多的工序,整体的操作与建设上会受到各种外界因素的实际影响,在具体的工程开展上作业条件恶劣,施工工期也比较长。在此过程中导流随同可能同时还具有导流任务,在实际的操作过程中,这些都会对整体工程工期产生较大的影响。所在必须要采取科学有效的施工方法来提高隧洞施工进度与质量。具体的操作过程中应当从多个方面入手,第一需要确定泄水通道路线,施工人员应开展全面的地质勘察工作,并且根据实际情况制定多种施工操作方案,通过对各种各样因素都要来完成对综合设计方案的优化,通常情况下,洞线选择应当遵守有关原则,其一需要在确保水利枢纽总布置要求得到满足的条件下,应当尽可能选择隧洞线路在岩石坚硬和岩体稳定的区域完成各种设计布置,整体操作与开展上应当尽可能避免在高地下位、高地应力和地质构造负责存在较大的渗水量的区域,只有如此应当将对起上外水压力都进行较好的提升。
        其二在实际的开展上应当选择高应力区域,应当要让洞线和最大水平地压力存在适当的小夹角,将隧洞的侧向围堰压力都进行降低。其三应当尽可能的选择隧洞进出口的实际岩体效果,综合的保证其石头完整性和建硬性厚度都在充足的区域。这些都能够防止选择存在断层或者严重裂隙灯地带,如果实在无法进行认真的选择应当进行各种位置的合理选择,综合的将其都布置在合理位置区域,尽可能选择的洞线的距离一定要符合实际要求,短并且直,最后在高流速无压洞的设计上,因为弯道会引发剧烈的冲击波或者水面倾斜的问题,所以整体的设置上不能够有曲线的段,综合的完成高速有压洞,如果其存在不够均匀的流速分布,全面的完成各种曲线段的实际设置,针对实际的设计需要防止出现转角或者转弯半径,尽可能保证泄水隧洞的进口水流的畅通,综合提升泄流能力的实际效果。
2.2科学采取塌方处理措施
        如若出现了塌方事故,则需要坚持“小塌清、先支后清”和“大塌穿,先棚后穿”的原则来实施处理。其中“小塌清、先支后清”主要指的是塌方量较小的情况下,可以采取全部清除塌方的方式来进行处理。将塌方清除前,需要稳固塌方的顶部支撑,防止事故进一步恶化,同时避免洞顶掉块伤害到作业人员。由于隧洞出现第一次塌方后,可能处于自然拱范围内的土石会继续坍塌,且塌方坑道两侧的边坡稳定性脚下,如若先将塌碴清除极易会影响到侧壁平衡而出现松动塌落的情况,使得坑道宽度更大,自然拱进从而引发在此塌方的事故。而如果围岩地质情况良好,仅是部分松软夹层出现塌方,范围较小的情况下,通过分析塌方不会进一步发生时,便可清理干净塌方,并结合实际情况决定是否进行支撑。而“大塌穿,先棚后穿”主要指的是塌方量较大,且无法在短时间内清除干净,不能查明塌穴大小与形状的情况,则能够把塌方体当做松散破碎地层,采取开挖导坑、超前支撑等方式来穿越塌方体。在开始穿越前,务必要在塌方部位两端进行支顶牢固,避免塌方进一步恶化。在穿越过程中,可以采取插板法回城的方式,利用插板在导坑顶部插入塌方体,形成棚顶,在棚顶的保护下,逐步开挖进占,并考虑边挖边衬砌。
3总结:
        综上所述,在当前的实际发展过程中引水隧洞可能出现塌方的因素较多,而导致塌方位置的地质情况都是较为复杂的,针对目前存在的有关问题需要进行合理的解决,所有施工人员需要综合掌握实际的塌方原因,全面采取有效措施来进行塌方处理,有效防止塌方出现进一步的恶化,有效降低塌方造成的损失。
参考文献:
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