摘要：對(duì)小斷面隧洞塌方原因作了詳細(xì)的分析，并對(duì)塌方分類、預(yù)防和處理措施作了詳細(xì)論述。針對(duì)隧洞施工中發(fā)生的大塌方問(wèn)題，提出了“超前臨時(shí)支撐法”施工處理措施，且對(duì)該施工處理技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要概述。
　　關(guān)鍵詞：塌方；原因分析；預(yù)防；處理措施
　　1前言
　　湟水北干渠南門(mén)峽四支渠工程屬于青海省引大濟(jì)湟湟水北干一期工程的一部分，為灌區(qū)渠道建設(shè)工程。工程位于互助縣及西寧市境內(nèi)，起始于南門(mén)峽水庫(kù)西干渠末端，南門(mén)峽四支渠渠長(zhǎng)23.96km，設(shè)計(jì)流量1.0m³/s，加大流量1.25m³/s，明渠渠長(zhǎng)12.38km，倒虹吸6座，長(zhǎng)4.81km，隧洞8座，長(zhǎng)6.12km，渡槽7座長(zhǎng)650m。
　　南門(mén)峽四支渠隧洞開(kāi)挖斷面尺寸為寬1.8m×高2.2m，隧洞地層巖性主要為Ⅳ類和V類圍巖，為松散堆積物及黃土類隧洞。由于隧洞開(kāi)挖斷面比較小，采用全斷面掘進(jìn)法進(jìn)行開(kāi)挖，對(duì)于比較松軟的圍巖，特別是Ⅳ類以上圍巖，自身穩(wěn)定性差，隧洞成型很困難，工程實(shí)際中要求采用邊挖邊襯工程措施。盡管如此，在工程施工中常不可避免的發(fā)生不同程度的隧洞塌方。
　　2塌方原因分析
　　隧洞施工中發(fā)生塌方的原因很多，分析原因主要有以下幾個(gè)方面：
　　2.1地質(zhì)勘察資料與實(shí)際工程不符
　　地質(zhì)勘察資料與工程實(shí)際不符，對(duì)可能出現(xiàn)的塌方，沒(méi)有可靠的預(yù)防處理技術(shù)措施。遇到軟弱、破碎帶地層，往往措手不及造成塌方。
　　2.2地質(zhì)因素造成塌方
　　由于工程建設(shè)資金緊張，地質(zhì)勘探工作沒(méi)有做到位，缺乏隧洞所在地段的地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，情況不明，致使設(shè)計(jì)人員進(jìn)行隧洞設(shè)計(jì)時(shí)，將隧洞軸線選在了不良的地質(zhì)區(qū)域，沒(méi)有避開(kāi)不良地層：如飽和粘土、流沙、堆積層；含有各種不利的軟弱結(jié)構(gòu)的圍巖。當(dāng)隧洞穿越不穩(wěn)定地層時(shí)，很容易發(fā)生塌方。地下水發(fā)育的地區(qū)，隧洞圍巖的強(qiáng)度大大降低，加之孔隙水的作用，在隧洞開(kāi)挖過(guò)程中，極有可能發(fā)生坍塌[1]。
　　2.3施工方法不當(dāng)
　　（1）對(duì)穩(wěn)定性差的圍巖，開(kāi)挖后沒(méi)有及時(shí)支護(hù)襯砌，圍巖長(zhǎng)期暴露，山巖壓力增長(zhǎng)，引起塌方。
　　（2）開(kāi)挖爆破時(shí)，采用強(qiáng)爆破或裝藥過(guò)多，因強(qiáng)烈震動(dòng)引發(fā)塌方。
　　（3）支撐結(jié)構(gòu)不合理，支撐構(gòu)件強(qiáng)度底，或支撐的位置和高程不當(dāng)，在開(kāi)挖過(guò)程中支撐侵占設(shè)計(jì)斷面必須拆除，引起塌方[2]。
　　（4）不適當(dāng)?shù)耐Ｖ故┕ぃ瑳](méi)有搞好施工排水，使圍巖長(zhǎng)期浸泡，處于飽和狀態(tài)，山巖壓力增大；圍巖強(qiáng)度下降，一經(jīng)擾動(dòng)，便會(huì)引起塌方。
　　3塌方預(yù)防和處理措施
　　對(duì)待小斷面隧洞塌方，堅(jiān)持以預(yù)防為主的原則。認(rèn)真搞好預(yù)防工作，將會(huì)取得良好的效益。預(yù)防隧洞塌方，主要從以下三點(diǎn)著手[3]：
　　首先，深入細(xì)致調(diào)查和勘探隧洞所在區(qū)域的地質(zhì)和水文地質(zhì)，詳細(xì)掌握隧洞軸線和進(jìn)出口的地質(zhì)資料，對(duì)隧洞穿越埡口、溝谷和山體認(rèn)真分析，盡可能全面掌握所有可能發(fā)生塌方的不良地質(zhì)情況。盡量避開(kāi)斷層、溶洞、堆積體流砂、地下水和軟弱破碎帶等不良地層，若必須通過(guò)時(shí)，應(yīng)事先考慮相應(yīng)的技術(shù)措施，正確選定施工方法，認(rèn)真搞好施工組織設(shè)計(jì)，以便指導(dǎo)工程施工。
　　其次，施工中應(yīng)正確合理選擇施工方法和防塌技術(shù)措施，準(zhǔn)備必要的材料和工具。防塌措施有：搞好施工排水、采用弱爆破或不爆破開(kāi)挖技術(shù)、合理掌握開(kāi)挖進(jìn)度、加強(qiáng)支撐和襯砌進(jìn)度等。
　　再次，施工過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)生塌方的種種預(yù)兆，及時(shí)采取工程技術(shù)措施，防止塌方事故的發(fā)生。
　　對(duì)于隧洞塌方，盡管我們?cè)诠こ虒?shí)施過(guò)程中加強(qiáng)了各方面預(yù)防工作，但塌方事故還是時(shí)有發(fā)生。塌方發(fā)生后，首先應(yīng)加固未塌地段，以防塌方蔓延，讓搶險(xiǎn)工作有一個(gè)安全的空間。同時(shí)，要組織相關(guān)人員到塌方現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究，查明塌方的范圍、性質(zhì)以及塌方區(qū)圍巖的地質(zhì)構(gòu)造和地下水活動(dòng)情況，認(rèn)真分析形成塌方的原因，及時(shí)制定出可行的塌方處理方案[4]。
　　在處理方法上，經(jīng)過(guò)對(duì)過(guò)去隧洞塌方處理經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)圍巖地質(zhì)條件較好，塌方只是局部的松軟夾層，且范圍不大，經(jīng)分析不會(huì)繼續(xù)塌方時(shí)，可對(duì)塌方進(jìn)行清除處理，再進(jìn)行支撐；對(duì)圍巖地質(zhì)條件較差段在清除塌方之前，應(yīng)將塌方的頂部支撐牢固，避免繼續(xù)塌落，防止洞頂?shù)魤K砸傷施工人員。因?yàn)楫?dāng)隧洞發(fā)生第一次塌方后，自然拱范圍內(nèi)的土石還有繼續(xù)坍塌的可能，塌方坑道的兩側(cè)邊坡常不穩(wěn)定，先清除塌碴可能會(huì)使側(cè)壁失去平衡而松動(dòng)塌落，塌方坑道進(jìn)一步增寬，自然拱進(jìn)一步增高而再次塌方。如此反復(fù)，極有可能引發(fā)大塌方；當(dāng)塌方量很大，一時(shí)難以清除，塌穴形狀和大小無(wú)法查明時(shí)，可將塌方體視為松散破碎的地層，采用超前支撐、開(kāi)挖導(dǎo)洞的方法穿越塌方體。穿越前必須將塌方部為的兩端支頂牢固，防止塌方延伸。穿越時(shí)，使用鋼拱架、小導(dǎo)管支撐法，在導(dǎo)洞頂部形成棚頂，在棚頂?shù)谋Ｗo(hù)下，逐步開(kāi)挖進(jìn)占，邊挖邊襯砌。
　　南門(mén)峽四支渠5#隧洞開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)生一起大塌方。經(jīng)參建單位有關(guān)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)勘察，發(fā)現(xiàn)塌方的范圍廣，塌碴已充滿整個(gè)隧洞，且補(bǔ)給量極大，為含水量較高的飽和粘土，呈流塑狀。針對(duì)這一不利情況，通過(guò)參建單位有關(guān)技術(shù)人員研討，最后確定采用“超前臨時(shí)支撐法”施工方案對(duì)該段隧洞塌方進(jìn)行處理。處理方法及步驟如下：
　　(1)采用工字鋼支撐。
　　(2)施工排水。
　　(3)采用50鋼管做導(dǎo)管，導(dǎo)管內(nèi)灌入水泥砂漿，按水平間距20cm沿隧洞設(shè)計(jì)開(kāi)挖線以外斜向（18º）頂部打入塌方堆積體內(nèi)，形成頂棚。
　　(4)用千斤頂調(diào)整導(dǎo)管高度，使其大致在隧洞頂拱開(kāi)挖外弧線上，并用鋼拱架支撐固定。
　　(5)在臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的保護(hù)下，邊挖邊撐，將隧洞設(shè)計(jì)開(kāi)挖線內(nèi)的塌碴逐段清除。在清除塌碴的同時(shí)，為了避免前方塌方堆積體發(fā)生坍塌，應(yīng)采用鋼管、工字鋼等將掌子面塌方堆積體支撐牢固。各個(gè)支撐構(gòu)件，均不得侵占襯砌斷面。襯砌后不再拆除。
　　(6)隨即對(duì)隧洞按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋼筋混凝土襯砌。
　　(7)重復(fù)上述操作，循序漸進(jìn)，逐步推進(jìn)。
　　經(jīng)過(guò)約一個(gè)月的努力，終于通過(guò)了塌方段。
　　4結(jié)論
　　（1）采用邊開(kāi)挖邊支護(hù)邊襯砌方案處理塌方段方案可行，優(yōu)點(diǎn)突出。
　　（2）洞室塌方不可盲目出渣、強(qiáng)行掘進(jìn)，首先應(yīng)對(duì)塌方體進(jìn)行表面封閉,使其保持相對(duì)穩(wěn)定,盡可能減少擾動(dòng)次數(shù),避免造成二次塌方。其次,沿洞頂軸線設(shè)置超前管棚,對(duì)阻止塌方體下滑起到重要作用。
　　（3）塌方地段的地質(zhì)條件很差，塌方形成圍巖更加松軟、錯(cuò)亂，會(huì)形成更大的山巖壓力。因此，要加強(qiáng)施工臨時(shí)支護(hù)和襯砌。
　　參考文獻(xiàn)：
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　　[4]王東文，宋宏業(yè).論我國(guó)工程造價(jià)管理的改革[J].松遼學(xué)刊（自然科學(xué)版），2002.