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摘要：随着经济的发展，水利工程建设规模不断扩大，施工质量显得至关重要。水利工程施工质量的好坏，直接影响着经济的发展与好坏，更对人们的生命财产有着一定的影响。在水利工程隧洞施工中，坍塌的原因有很多，若不采取及时、正确的处理，势必会产生严重的后果。
关键词：水利工程；隧洞；坍塌原因；处理措施
引言
作为我国基础设施建设中的重要内容，水利工程隧洞施工非常关键，直接关乎整体工程质量。通常情况下，水利工程隧洞施工专业性强、难度大，实际工程实践过程中各类问题频发。施工单位要结合工程背景，在施工前期采用专业手段进行坍塌控制，有效规避塌方事故，提高水利工程的安全性。
1 水利工程隧洞施工坍塌原因
1.1 地质环境差
大多数水利工程隧洞坍塌是由软弱围岩、膨胀性土等不良地质条件引起的。泥岩和炭质板岩都属于软弱围岩范畴，其变形会导致塌方。造成塌方的原因有很多，任何一种不良地质都有可能使水利工程隧洞出现坍塌。膨胀性土也会对水利工程产生影响，造成塌方事故。施工过程中土体与空气接触，受水量的影响时而膨胀，时而收缩，易导致开挖时坍塌或后期出现结构体挤裂。此外，岩溶发育类等不良地质也是诱因。
1.2 地形、地貌和浅埋原因
一些偏压隧洞施工过程复杂，隧洞开挖之后，使原有平衡遭到破坏，隧洞单侧应力过于集中，导致结构失稳，出现塌方事故。水利隧洞施工过程中有时候会遇到浅埋地形，隧洞开挖之后，对自成拱效应产生干扰，也会对原有结构产生破坏，使其失稳，造成坍塌事故。
1.3 设计、施工不合理
开展前期设计工作时，设计人员没有深入了解地层情况，导致在开挖方式的选择、支护参数的确定等方面存在问题；或者没有对隧洞开挖过程及其外部地质环境进行准确预估。这些设计方面的失误都会造成水利工程隧洞施工坍塌。同时，具体工程实践中未按规范对施工支护进行设置，施工过程缺乏连贯性，施工技术人员水平有限等都会导致坍塌。
1.4 地质勘查工作不精确
对于水利工程隧洞施工来说，施工前做好地质勘查工作极为重要。地质勘查工作是水利工程建设施工的一项基础工作，更是做好隧道施工、取得优质施工质量的前提。根据水利工程项目施工的特点，一般会选择比较特殊的地段来进行施工建设。在勘查工作中，如果勘察工作提供的资料不准确，一定会给隧道施工带来不利影响。譬如，由于勘测人员业务工作水平不高、缺少相关的工作经验等因素，最终导致提供的资料有误，在施工爆破中未能避开软弱破碎底层或是对某地段的下河、走向等勘测不明，最终使得设计方案有所改变，这不仅会给隧洞施工带来一定的施工风险，还会导致隧道施工出现坍塌事故。
2 水利工程隧洞施工坍塌处理
2.1 保持塌方体的稳定
倘若水利工程隧洞出现坍塌，要对坍塌情况进行预测，然后喷射混凝土，并及时封闭；选择工字钢或方木等，用以对其进行支撑。与此同时，也要在第一时间对清除和锚固部位进行确定，及时处理塌方界面内的危石和裂缝。施工人员要及时加固原有支护结构，控制塌方，或者采取喷射混凝土、架设支撑等方式，做好两端的局部衬托砌工作，避免塌方进一步严重化。
2.2 明确认知塌方体情况及周边地质状况
通过采用地质雷达、超前水平钻等进行探测，对塌方体情况及周边地质状况具备明确的认知。该过程中，要注重综合探测，经不断比较，对塌方体情况和实际地质环境背景进行了解，继而确定选择何种方式进行塌方处理。
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2.3 支护塌方段
支护工作在稳定塌方之后开展。通常，锚喷支护适用性强，性价比高，不仅用时短，而且安全性好，还能够节省不必要的用料。施工人员确定塌方洞体状况之后，选择排架、井箍、人字架等方式，对塌方体进行支撑。选择支撑构件时，要兼顾其刚度和强度，使连接过程更加紧密，不会出现移动或变形情况。
2.4 衬砌和回填
完成支护工作之后开展模筑衬砌工作，立刻成环并对注浆孔进行预留。隧洞周遭环境存在诸多不确定性，要及时通过监控量测和超前地质预报，预测施工中可能存在的断层、涌沙等情况，标清桩号、规模、位置等元素，引导施工人员合理选择开挖和支护方式。观测围岩，看其是否存在变形情况。
2.5 及时控制隧洞周边水流
水利工程隧洞施工坍塌与水也有关系，发生塌方之后施工单位要及时控制隧洞周边水流。结合具体工程背景，通过改道处理地表水，同时不能在水道底部设置隔水层。将止水帷幕放到隧洞中，提前进行注浆，确保其隔水性能，或者采取集中排水方式在隧洞内部开展引流工作。
2.6按照坍塌的不同程度，采取不同的补救措施
在水利工程隧洞施工发生坍塌时，我们要根据坍塌的具体情况选择不同的处理措施，如果由于不同因素造成面积微小的坍塌，可以直接采取清理措施，采用支撑点的方式对隧洞坍塌部位进行加固，这样可以减少坍塌造成的人员伤亡。一旦隧洞发生坍塌情况，势必会对周围产生一定的影响，为了减少坍塌面积，应及时采取支撑点的补救方式，以免发生二次坍塌。在这样的情况下，应采用超前支撑的方式对隧洞两端进行加固，使隧洞均匀受力，避免塌方的延伸，使用钢拱固定的方式，对隧洞顶棚进行防护。
2.7 加固未发生塌方的地段
一旦隧洞发生了一次塌方，就会对整个隧洞施工造成不良影响，与第一次塌方地段联系越紧密造成的影响就越大。因此，隧洞在一次塌方出现后，就需要对没有塌方的地段进行加固，起到稳固、防护的效果，可以对隧洞没有坍塌的地段进行支撑点加固，使用大直径钢筋和工字钢制作钢拱架，以此对隧洞薄弱地方进行支撑。此外，也要对隧洞中不稳定的围岩做好防护措施，隧洞地质容易出现松动，在进行岩体加固时，可以通过衬砌的方式来稳定隧洞围岩。
3 水利工程隧洞施工坍塌预防措施
一些隧洞岩性发育不良，施工中要提前控制，特别是在爆破时，可选择放小炮或者不放炮。倘若施工环境许可，也可增加开挖人员数量，但要使断面规整，以确保后期支护顺利，将塌方事故发生率降到最低。水利工程隧洞施工切忌盲目，既要了解施工范围内的地质、水文情况，也要掌握其动态变化规律。倘若地质构造复杂，可先采取一定方法预测岩体稳定情况，为后续水利工程隧洞施工奠定良好基础，将事故率降到最低。注重围岩支护，其对隧洞塌方的预防非常有效。施工单位要结合具体工程背景，选择恰当的支护方式，在不同的施工阶段或施工环境下，分别采用初期支护、永久性支护、锚喷支护等方式。同时，依据隧洞开挖情况和施工进度，分区域分阶段施工。
4 结语
综上所述，隧洞坍塌属于常见性工程问题，施工单位要结合具体工程背景及以往施工经验，提高对该问题的重视度。施工初期，结合地质勘查情况及施工要求，制定与之相匹配的施工方案，对施工过程进行动态检测，依据实际工程情况，及时调整施工方案，选择合理的施工技巧和方法，最大程度的解决水利工程隧洞坍塌问题。
参考文献：
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［3］ 杨晓盟.引汉济渭工程秦岭隧洞岭北施工废水水质预测与分析评价［D］西安：西安建筑科技大学，2013.
论文作者:杨知冲
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/21
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