引水隧洞塌方的处理措施
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摘 要：本文结合笔者实践经验首先分析引水隧洞塌方的主要原因，并探讨引水隧洞塌方的有效处理措施，以供广大同行参考与交流。
关键词：引水隧洞;塌方;处理;措施;分析
一、引水隧洞塌方的主要原因
归纳来说导致引水隧洞出现塌方的原因主要有以下几点：第一，地质勘察资料和具体工程情况存在出入，对于可能会出现的塌方，并未及时采取有效的防范措施，在作业环节遇到破碎带、软弱带基层，常常无法有效进行应对而引起塌方。第二，隧道处于不良地质地段，并未襯砌足够的厚度，实际承载要求难以得到满足，对于可能出现的山岩压力无法有效承受，从而导致塌方的情况出现。第三，设计不到位。部分设计人员为了追求成本的节约，往往会选择线路较短的洞线，并且通常会于垭口最底处选择洞轴线，没能系统考虑地质地质遗迹作业中的不利因素，导致了塌方事故的出现;部分设计人员在设计隧洞时，在不良地质地段设置隧洞轴线，并未绕开堆积、流砂、饱和粘土等不良地层以及陷穴、溶洞等不良地质，从而增加塌方的发生几率。
二、引水隧洞塌方的处理措施
（一）科学确定引水隧洞的布置及线路
1.正确掌握水力特点
因为泄水隧洞需要承受较大的流速，且水头较高，如若未能正确设计其体形或是施工不当，均可能会导致空化水流而产生空蚀情况;此外，水流脉动会导致建筑物，如闸门等发生振动;出口单宽流量大、能量集中使得下游冲刷，所以需要采用恰当的防空蚀与消能方法。
2.掌握结构特征
开挖隧洞后必定会导致原有岩体内的应力平衡受到破坏，导致应力重分布，使得围岩出现变形，严重的还会导致崩塌的情况出现。所以，往往都要求安装永久性衬砌以及临时支护来对围岩压力进行承担。不过由于围岩自身存在承载力，能够和衬砌一同对内水压力等荷载进行承受，所以必须要确保围岩厚度充足，且对其实施相应的衬砌作业，防止出现内水外渗的情况，导致周边构筑物以及岩坡稳定性受到影响。不仅如此，因为过大的外水压力同样会降低埋藏式钢管的稳定性，所以需要完善相关勘探作业尽可能让隧洞绕开不良的水文地质区域。
3.采取科学的施工方法
由开挖、衬砌至灌浆隧洞过程中，涉及到较多工序，且外界影响因素较多，作业条件恶劣，工期较长。加上导流随同可能同时还具有导流任务，实际具体作业进度通常会对整体工程工期产生较大影响。所以，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。具体可由如下几方面着手进行：第一，在确定泄水隧洞线路过程中，需要工作人员能够开展全面的地质勘测工作，并制定多种方案，通过对各类各项技术以及因素进行综合考虑后选出最优设计方案。通常情况下，洞线的选择需要遵循如下原则与要求：①需在确保水利枢纽总布置要求得以满足的前提下，尽可能选择隧洞线路在岩石坚硬、岩体稳定、水文地质优良、地质构造简单、岩层覆盖面大以及作业便利的区域，需要尽可能避免在高地下水位、高地应力、地质构造负责以及存在较大渗水量的区域，将作用在衬砌上的外水压力以及围岩压力降低。②如若位于高地应力区域，应当要让洞线和最大水平地应力方向存在小夹角，将隧洞的侧向围堰压力降低。③应当要尽可能选择隧洞的进出口在岩体完整、坚硬且厚度充足的区域，防止选择存在有断层或严重顺坡卸荷裂隙等地带。如果实在无法避免要选择该类地带，就需要采取明挖的方式直到合格地段来作为进出口位置洞线，且应当要尽可能保持其洞线距离的短且直。④对于高流速无压洞，因为弯道会引发剧烈的冲击波与水面倾斜，所以不可设置有曲线段。而高流速有压洞，由于其存在不均匀的流速分布，所以需要采取试验的方式来确定其转角与转弯半径。⑤应尽可能保证泄水隧洞进口水流的畅通，防止泄流能力受到影响。
（二）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。
三、结语
总而言之，导致引水隧洞出现塌方的原因较多，加上塌方部位地质情况较为复杂，所以施工人员必须要能够正确掌握其实际塌方原因，并采取有效的措施来进行塌方处理，防止塌方的进一步恶化，并降低塌方造成的损失。
参考文献：
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