赵文栋
青海黄河上游水电开发有限责任公司工程建设分公司 青海西宁 810000
摘要:提供一定借鉴和指导。水利工程的隧洞断面一般相对较小,在施工过程中时常无法防止出现各种隧洞塌方的情况。本文主要分析了水利工程中隧洞塌方的原因,并且具有针对性地提出了相应的防治处理措施,结论可为将来类似的引水隧洞塌方预防和处置
旨在给水利工程隧洞塌方防治处理方面提供一定的参考和帮助。
关键词:水利工程;隧洞塌方;防治处理
在水利工程隧洞开始挖掘施工的时候时常因为洞中的样式破碎和较大范围的断层较多,并且伴随着一定程度的渗水和地质条件不好导致的隧洞塌方。所以,想要防止洞中塌方,避免塌方不断扩大,一定要对于那些地质条件不好的洞段使用适当的防治和处理措施,因此,下面将进一步阐述甘肃省水利工程隧洞塌方防治处理措施。
1隧洞塌方的原因
1.1地质勘探不够深,资料不完整
针对有可能产生的塌方,并没有提前做好预防处理的工作,只要遇到薄弱和易破碎的地带层,无法短时间内采取相应的手段处理,进而导致塌方。例如,在对于水库除险加固的过程中,因为时间较短,许多隧洞计划都没有实施仔细的勘探就开始设计和施工。因为地质情况不清晰,水利工程设计人员在设计隧洞的过程中很难避开断裂破碎和接力以及存在多种不利软弱构造的围岩等,这些情况不是很好的地质带。在隧洞穿越稳定性不好的地层时候及其容易出现塌方的情况。
1.2设计过程
在设计过程中,因为想要减少成本,过于追求短洞线,减少洞身的长短,增加收益。通常把洞轴线设置在垭口最下面,沿沟进出洞,增加了洞口地方的开挖深度以及洞脸仰坡的高度,并没有充分思考地质与施工的不利因素,导致隧洞口的地方出现塌方。
1.3地质因素
小规模水利工程隧洞或者是大规模水利工程附属的非重点工程极有可能会存在因为工程资金周转不开的因素,对于相应的自然地形和地质勘探工作勘探不全面、不到位,没有对隧洞占有地段自然环境和地质资料做一个全面的了解,没有充分思考便盲目设计,隧洞设计者在设计过程中对于隧洞轴线选择在一些不好的地形和地质地方,并没有躲避开那些容易发生山体滑坡的地域等。除此之外,在地下水发育的地方,周围存在天然的泉水,在其渗透到地表显著地段的过程中,隧洞围岩的强度较弱,并且空隙水加压作用下,隧洞在开始施工后很有可能出现塌方的情况。
2水利工程中隧洞塌方预防措施
2.1塌方预报
在隧道施工时,因为隧洞地质情况十分复杂,相同洞段不一样的地方地质条件存在较大差距,隧洞开挖施工时无法防止产生塌方现象,对于隧洞施工的安全和进度造成十分恶劣的影响。避免塌方是确保工程安全以及高效施工的核心。所以,在施工的时候一定要时刻关注并检测围岩变形位移和地质结构以及地下水位的改变,进而给防止产生大面积塌方提前做出预报。
2.2塌方之前的征兆
一是岩石风化和破坏程度不断加重,发生黏土和岩屑这些断层充填物。二是在岩石节理十分密集并且方向相同,前面存在和节理方向相差不多的断层。三是岩石强度下降,钻孔钻进速度提升,但是起钻存在较大难度,甚至存在卡钻的情况。四是钻孔供水顺节理和裂痕溜走,水反溢量显著降低,同时慢慢浑浊。五是顺着裂缝面样块不断脱落,并且块度与频率不断提升。六是知乎构造改变,产生扭断和完全,同时伴随声音。
2.3预防塌方的方式
一是时刻观察,在施工时候一定要时常对于四周岩石进行观察,若找到问题,一定要及时使用有效的手段处理,在找到裂缝的地方后,一定要在裂缝的地方喷10cm厚度的钢纤维混凝土,将其密封起来,钢拱架支护,没有办法支护的,应该思考添加随机锚杆与喷钢纤维混凝这种支护的方法。
二是短开挖抢支护与绕行,在洞身开挖的时候一定要时刻观测现场地质与水文改变的情况,针对安全监测报告,掌握围岩应力改变的情况,探索变化的特点,如果找到大楔形体能够采取短开挖和绕道走,或者是新奥法等方式。三是短循环弱爆破,在洞身开工的时候若存在薄弱夹层或者是裂缝发育的地方,想要确保围岩不会受到较大的扰动,降低爆破导致的部分应力较大,应该对于洞身开工采取短循环弱爆破这种方式。
3水利工程中塌方治理措施
3.1塌方观察探索
在施工过程中一定要深入到现场进行观察探索,分析产生塌方的因素,掌握塌方的范围种类以及特点,核实塌方部位的地质结构以及地下水位活动的具体情况,制定出可行性较强的处理方式,必要的时候应该针对需求进行地质勘查和提前支护。
3.2塌方处理方式
3.2.1初期支护
刚开始支护使用超前和随机以及系统锚杆和钢支撑以及喷钢纤维混凝土共同支护,锚杆使用盲探或者是多臂钻钻孔。超前与随机锚杆针对围岩的实际情况分布,使用超前锚杆,要求超前锚杆的倾斜角大于15°,不超过30°,而随机锚杆在钻孔的过程中尽可能的垂直节理面,锚杆钻孔的地方和角度以及深度等均要依照设计图纸实施,把握好钻孔的质量。系统锚杆使用电动注浆机进行注浆,浆液根据设计与实验配置比搅拌均匀,要求注浆一定要饱满密实。在安装完锚杆之后,将孔口的地方加固密封,在其凝固之前不可以乱动,达到龄期之后根据规定实施锚杆拉拔试验。
3.2.2喷锚喷的厚度
为12.5cm的C20混凝土,加入40kg/m的钢纤维,从而加强其断裂韧性,使用三连击进行湿喷,降低洞里面的空气污染,喷混凝土作业按照每层4cm左右的厚度喷射,其参数和方式经过生产试验进行确定。在确保混凝土密实的基础上,尽可能地降低回弹量,喷射混凝土强度使用取机口取样以及现场喷模式试验检查,厚度经过钻孔测量深度检查,外表工艺使用眼睛进行观察。
3.2.3钢支撑
在岩石比较容易破碎的地方采取钢支撑进行支护,钢支撑需要在场外进行加工,标记号码之后运送到工作面,以人工的方式分节进行安装,节之间螺栓将其连接起来,拱脚和腰部打锁脚锚杆固定,立住脚设置钢材质点半,每个刚支撑中间部分使用型钢或者是钢筋将其连接起来,其应该架设到设计开挖线范围内,挂网立模浇筑混凝土,构成总体支护,构筑和围岩形成一个统一的载体体系。
3.2.4回填灌浆
在进行挂网立模浇筑混凝土的过程中,针对部分浇筑困难的地方,事先埋设好灌浆管,等混凝土强度高于75%的时候在进行回填灌浆,值得注意的是要掌控好水灰比例和灌浆的压力,严格按照设计与标准条件实施灌浆。
4结束语
通过本文对水利工程中隧洞塌方防治处理措施的进一步解析,使我们了解到水利工程中隧洞塌方不仅会对工程的质量和进度造成十分严重的影响,同时还会威胁到施工人员的安全。因此,必须要采取相应的预防和处理措施,尽可能避免出现塌方的情况,从而确保施工人员安全的基础上,提高施工质量和进度。
参考文献:
[1]严良平.福建龙津溪引水隧洞岩爆分析与防治研究[J].建筑知识,2015(7):42-44,48.
[2]卓文仁.黄兰溪二级水电站高压引水隧洞原型观测成果分析[J].水电站设计,2002,18(4):98-101.
[3]潘秀峰,党立英,付智琴,等.对团结水电站引水隧洞在施工中塌方导致冒顶的分析与研究[J].黑龙江水利科技,2002,30(3):80-81.
[4]孜比江,赵国斌.基于某引水隧洞断层带塌方处理[J].黑龙江水利科技,2013,41(5):137-139.
[5]吴前金.一都溪引水隧洞工程不良地质地段的施工措施[J].水利科技,1998(4):31-33.