摘要：随着我国水利工程建设规模增加，难以避免开展各种隧洞施工作业，但具体施工过程中常发生施工坍塌情况，如没有采用及时有效措施进行处理，对于工程质量影响较大，所以有必要开展水利工程隧洞施工坍塌的处理策略探讨研究。本文首先阐述当前水利工程隧洞施工坍塌的主要成因，然后解析水利工程隧洞施工坍塌问题的预防措施，最后提出水利工程隧洞施工坍塌问题的处理策略，以期为提升水利工程隧洞施工安全性提供一定参考。
关键词：水利工程；隧洞；坍塌；地质勘测；水文条件
引言：现阶段我国已大规模开展水利工程建设，但实际建设过程中受到地形影响或出于节省项目建设资金的目的，便需开挖隧洞。但具体隧洞施工过程中，隧洞施工质量的稳定性以和安全性，对于整体工程进度及质量影响较大，尤其近些年来，常出现各种隧洞坍塌事故，不仅严重影响工程进度，并且威胁施工人员人身安全，所以隧洞施工过程及隧洞坍塌事故受到大众关注程度明显增加，因此开展水利工程隧洞施工坍塌的处理策略相关研究意义重大。
一、当前水利工程隧洞施工坍塌的主要成因
现阶段我国水利工程隧洞施工过程中坍塌情况较为常见，出现这种情况的原因较多，其中主要成因具体包括下列五个方面。
（1）地质勘察资料和实际工程情况差异较大，或者资料不全，难以对于各种潜在不良地质条件进行精细化表述，并且工程技术论证严重不足，并未制定相应的预防处理措施。假使工程施工过程中出现不良地质条件，施工单位难以在较短时间内执行处理措施，进而发生严重塌方情况。
（2）相关单位并未对于不良地质条件足够重视，部分水利工程项目由于规模小，建设资金相对紧张，致使前期地质勘探工作开展效果不佳，勘探数据精确性不够。尤其隧洞所处区域地质及水文资料不足，导致后续隧洞设计过程中，隧洞轴线位于不良地质地段，如隧洞施工穿过该区域是，常出现塌方情况。同时地下水发育和地表水贯穿渗漏等情况也会明显减小隧洞软岩强度，如果隧洞施工区域软岩存在孔隙水情况时，开挖作业常导致坍塌及冒顶情况，即使未能在较短时间内采用相应措施实施有效处理，便会引发严重事故，影响整体工程进度及施工安全性。
（3）设计技术论证过程中，建设单位基于降低工程投资成本的目的，选择短距离洞线或选线不考虑施工难度影响，常将洞轴线设置在最低位置，增加洞口位置开挖深度。前期施工组织设计阶段，相关单位并未重点衡量各种不良地质条件及不利因素影响，这样致使后续施工阶段常出现坍塌情况。
（4）对于隧洞不良地质区域整体设计考虑不到位，结构衬砌支护形式及强度严重不足，难以达到特殊地质区域的承载力要求，无法承受潜在的高地应力、山岩压力等诸多因素干扰，继而在施工过程中发生衬砌结构物裂缝情况，致使整体工程结构遭受严重破坏。
（5）施工现场组织管理力度不足，并未针对具体工程情况开展针对性设计，施工资源投入及分配合理性不足，缺乏足够的施工技术能力，致使工程现场施工管理、施工方法及措施难以满足现场施工要求。
二、水利工程隧洞施工坍塌问题的预防措施
一般来说，水利工程建设过程中，隧洞施工塌方问题发生频次较高，这样便需依据预防为主的基本原则开展工作，尤其认真完成前期地质勘探和设计工作，采集各种数据满足整体工程设计要求，然后综合各种因素影响制定具体施工方案，特别针对不良地质制定具体应对措施和预案，因此针对水利工程隧洞施工坍塌问题的预防措施，相关部门应当认真完成下列工作内容，用于有效避免出现水利工程隧洞施工坍塌情况。
（1）科学合理开展前期地质勘测及设计工作，实际前期隧洞工程勘测设计阶段，要求相关工作人员对于隧洞区域范围内的地质及水文条件开展全面勘测，重点确定隧洞轴线及进出口区域地质条件等诸多数据，论证不良地质条件具体影响，尤其针对隧洞穿越沟谷及岩体段情况实施细致勘测，避免不良地质段施工过程中出现塌方情况。假使洞线难以避开时，便需依据现场实际情况制定具体技术方案及相关措施，继而确保后续施工安全性。
（2）实际不良地质条件区域，要求施工单位采取专业化、高针对性施工方法及技术工艺，合理配置人员、材料及设备，并依据工程施工情况制定具体的施工应急预案。特别要求重点做好施工阶段地下排水工作，施工开挖作业时尽量利用弱爆破或不爆破方式，精确控制爆破开挖断面参数及进度，并每间隔一定时间观察施工情况，发现问题及时处理，进而提升整体施工作业质量。
（3）施工作业阶段，工作人员应当定期观察围岩变形动态及时效，对于不良地质需实施超前预报以及地质变形监测，必要时采用相关设备实施精细探测，确定具体地质情况，如发现地质问题，依据工程实际及时采用措施进行预防处理。
实际工程施工过程中，针对非预见性不良地质隧洞施工作业，要求实际作业开展前预先制定具体施工应急预案，尤其依据相关预案有效加固未塌方的衔接区域，避免由于侧壁失稳出现松动塌落，进而为后续抢险工作提供安全作业环境。同时施工单位应当依据塌方范围、原因、规律及周边区域地质情况及地下水条件，制定针对性处理措施。
提升施工现场管理力度，优化施工资源配置及合理分配技术力量，严格依据现场施工要求开展具体施工作业，具体依据“治塌先治水、小塌清、先支护后清理”以及“大塌穿，先棚护后穿挖”等原则开展作业，并针对具体情况及时制定相应的解决措施，尽量在较短时间内解决问题，确保后续施工作业顺利实施。
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三、水利工程隧洞施工坍塌问题的处理策略
假使利工程隧洞施工过程已出现坍塌问题，施工单位应采取应对措施进行处理，其具体包括下列三个方面。
3.1阻止坍塌扩大的应对措施
首先施工单位应当利用彩条布对于塌体上部区域实施遮盖，避免雨水渗入，再采用砂浆技术封闭塌坑周边的各种诱导裂隙，阻止裂缝进一步增长。同时与塌体上部坡面及裂缝间隔一定距离的位置应设置排水沟，及时将雨水排走。
其次针对隧洞内部已坍塌位置应做好上游支护工作，具体依据工程要求设置固定锚杆以及钢格栅，围岩和钢格栅应安装大量钢筋网，并且侧墙位置填筑一定量的混凝土，对于填筑厚度过薄位置，应采用混凝土实施喷护作业，并且混凝土强度应高于侧墙。最后实施物探测试，依据工程实际情况选择合适的物探测试方法，当前工程应用较多的物探测试方法为高密度电法，其具体依据不同位置岩体电性差异，实际探测出松散体延伸范围。但上述实际探测有效范围为30m，因此要求与其他方法组合使用，这样才可实现大规模、高精度探测。
3.2上部坍塌情况的处理措施
针对隧洞上部坍塌情况，其具体处理措施包括下列三个方面。
首先针对上部顶部区域实施减载清理，具体依靠物探测试探测的松散体分布范围实施具体作业，基于保证整体施工作业安全性的目的，施工单位应当对于塌陷区域两侧开展抽槽开挖作业。
其次封闭灌浆，施工单位应在塌坑周边布设一定尺寸的灌浆孔圈，并保持孔底与洞顶具有足够距离，然后对于上部坍塌实施清理挖掘，在开挖区域外设置排水沟，避免雨水流入坍塌区域，尤其在坍塌区域内浇筑一定厚度混凝土，松动区域要求利用固结灌浆方式实施加固，实际灌浆深度具体依据实际清挖高度确定。
最后基于确保清挖边坡稳定性的基础上，施工单位应当对于坡面实施混凝土喷护处理，然后安装一定数量钢筋以及浇筑混凝土，灌浆施工、支护及排水等工序要求逐层开展，并依据物探数据实施及时调整。假使上述作业均已完成后，清挖平台和顶面间要求利用钢筋混凝土实施浇筑封闭处理。
3.3隧洞中塌体的处理措施
假使隧洞中出现塌体，其对于工程进度影响较大，因此施工单位应采用下列措施进行及时处理。首先开展塌体清挖处理作业，尤其上部坍塌区域处理作业结束后便可实施分层开挖，对于洞中塌体来说，其具体处理措施要求依据先支护后开挖顺序开展施工，清理范围需超过设计轮廓线2m。开挖清理作业前，要求依据塌体实际情实施预注浆加固处理，这样能够提升施工作业安全性，并使用凿岩机对于塌体开展分层开挖处理，而且侧墙和拱顶都实施开挖支护方法，作业过程中严格禁止使用爆破法。
其次封闭顶拱，假使坍塌区域支护作业完成后，便可利用钢筋混凝土开展封闭拱顶作业，而且坍塌区域应当设置一定数量的钢拱架，控制好钢拱架之间间距。实际施工作业过程中，要求施工单位及时安装坍塌区域两侧位置的立柱，再对于侧墙实施浇筑作业，然后安装顶拱及钢筋，上述作业结束后，便可实施浇筑成型作业。
最后采用灌浆处理措施，假使上部坍塌区域已清挖至较为稳定的边坡位置后，便可对于洞顶开展回填灌浆作业，然后对于洞顶坍塌位置进行造孔作业，孔间保持一定距离。当回填灌浆作业完成后，施工单位应当对于坍塌岩体实施固结灌浆处理，确保塌坑能够实现完全封闭。
实际灌浆处理作业前，施工单位应依据施工实际情况选择合适的处理方式，目前分段固结方法应用较多，其首先确定第一段固结深度，然后布设相应长度的长孔口管，然后再确定下一分段。由于整体施工现场地质情况复杂程度较高，而且坍塌区域范围内岩体松散程度高，要求钻孔作业完后不必实施冲洗处理，便可开展灌浆作业，并且灌浆压力也应控制在合理范围内，尤其依据工程现场实际情况实施合理调整。
一般来说，固结灌浆方法具体包括单孔灌注以及分序实施等，要求预先对于边排实施施工处理，再对中排开展施工作业，分段增加灌浆压力，例如边排灌浆作业阶段，第一段压力控制在0. 2 MPa，随着孔深增加浆液重量随之增大，因此10 m范围内压力保持恒定，假使孔深度超过10 m时，每增加一段后压力要求提升0.05MPa。同时中排灌浆作业阶段，第一段的压力应保持0. 3 MPa，其在10 m范围内也可保持压力恒定，但深度超过10m后，灌浆压力也会相应增加，增加幅度为0. 05 MPa。灌浆作业过程中，依据工程实际情况，需确定具体的水泥浆液水灰比，当前常用的水泥浆液水灰比分别为3:1、2:1、1:1以及0. 5: 1，其中固结灌浆开灌作业阶段，浆液的水灰比常用3:1，而回填灌注开灌过程中，浆液的水灰比则应选择为2:1。另外，实际灌浆作业过程中，要求施工单位依据工程实际情况，严格执行灌浆施工变浆标准，具体为单孔注入量已大于300L，或实际持续灌注时间超过60min，如果灌浆压力和注入率均未出现显著变化时，便需采用高一级浆液。假使注入率大于0.4L/min时，持续灌注0. 5 h便可停止作业，采用水灰比为0. 5: 1的浆液实施封闭作业。
四、结语
综上所述，实际水利工程开展过程中，隧洞施工要求重点评估工程区域地质条件影响，尤其从施工方案、方法、现场管理等诸多方面，认真做好具体组织设计工作，实现施工过程的有效控制。同时施工阶段，施工单位应依据工程实际调整施工方法，定期观察岩体情况，施工人员应对于施工区域地质情况进行跟踪，为后续开挖施工参数调整提供参考，这样才能从根本上确保整体工程施工质量。
参考文献：
[1]李景云. 对水利工程隧洞施工坍塌的分析处理[J]. 中小企业管理与科技(中旬刊), 2014(7).
[2]王文博, 赵冰洋, 于宏超. 水利工程隧洞施工坍塌的处理[J]. 黑龙江科学, 2016, 7(11).
[3]张成江. 浅谈水利隧洞工程的开挖施工及其塌方处理[J]. 环球市场, 2016(18).
论文作者:董建
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/10
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