電力隧道暗挖工程垮塌質(zhì)量問題探究

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【摘要】電力隧道暗挖工程施工過程中需特別注意暗挖工程垮塌質(zhì)量問題的防治。文章以興隆136路電力隧道暗挖工程為例淺析電力隧道暗挖工程垮塌質(zhì)量問題的防治，為其它類似工程施工提供項(xiàng)目實(shí)例和經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】電力隧道；暗挖；垮塌防治

1工程概況

該項(xiàng)目位于成都市天府新區(qū)成都片區(qū)直管區(qū)，地處成都平原南部邊緣。場(chǎng)地附近為紅星路南沿線，交通較便利。該電力隧道平面根據(jù)天府新區(qū)規(guī)劃建設(shè)局給定的隧道設(shè)計(jì)紅線圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，工程起于梓州大道，止于興隆148路，隧道布置在興隆136路北側(cè)綠化帶內(nèi)。隧道由西往東自編樁號(hào)，暗挖段（樁號(hào)0＋000～0＋085）隧道接梓州大道電力隧道暗挖井，采用單倉(cāng)斷面，起點(diǎn)0＋000處接梓州大道東側(cè)已實(shí)施電力隧道，平面布置圖詳見圖1。

2工程重難點(diǎn)

（1）136路電力隧道區(qū)為低山淺丘地貌，部分地段為農(nóng)田、魚塘。場(chǎng)地地形有一定起伏，屬于侵蝕淺丘地貌單元，地貌簡(jiǎn)單，微地貌較發(fā)育。

（2）根據(jù)地堪報(bào)告該段地下水位較高要進(jìn)行降水施工，有明顯的上層滯水（魚塘）。

（3）暗挖初襯存在強(qiáng)度增長(zhǎng)期，必須進(jìn)行科學(xué)合理的工序組織，才能有效的縮短工期，否則將會(huì)造成停工等待期，影響工期。

（4）施工期正處于雨季對(duì)洞口及周邊排水系統(tǒng)都受一定影響。

3坍塌的原因分析

淺埋暗挖施工的關(guān)鍵是確保圍巖地層及支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。施工車輛從暗挖區(qū)域上部通過產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，使隧道周邊土體更松弛，開挖過程中極易坍塌。支護(hù)結(jié)構(gòu)采用初期支護(hù)加二次模筑混凝土支護(hù)的復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)形式，初期支護(hù)由鋼拱架噴射混凝土組成。根據(jù)工程實(shí)踐總結(jié)，支護(hù)結(jié)構(gòu)較可靠，一般不會(huì)坍塌，坍塌較多為開挖面的圍巖失穩(wěn)。一般引起坍塌的原因或因素有：

（1）地層預(yù)加固效果不佳。成都地區(qū)的淺埋暗挖是以地層預(yù)加固為前提的一種施工技術(shù)。對(duì)成都地層，開挖的過程更主要的是支護(hù)的過程，地層加固是開挖成敗的關(guān)鍵。地層預(yù)加固效果不佳，極易引起坍塌。

（2）開挖面暴露時(shí)間長(zhǎng)。在預(yù)加固后開挖過程中，圍巖土體會(huì)出現(xiàn)一個(gè)短暫的穩(wěn)定。隨著暴露時(shí)間延長(zhǎng)，坍塌的可能性也越大。

（3）受地面振動(dòng)影響。地面車輛行駛過程中產(chǎn)生的振動(dòng)是坍塌重要的誘因之一，尤其夜間重車高速行駛時(shí)更為明顯。

（4）地層殘留水的影響。土層隧道施工最為關(guān)鍵的是地下水。由于成都地區(qū)的地下水位較高，暗挖施工前都采取降水措施。但成都地區(qū)地層往往不是很好的連續(xù)體，且部分地層中形成砂和黏土的混合透鏡體，管井很難達(dá)到疏干的目的，開挖過程中可能產(chǎn)生潛蝕作用，并造成滲流坍塌現(xiàn)象。

（5）地下水滲漏。對(duì)部分地下水采用普通排水方案無(wú)法排盡，周圍地層處于飽和狀態(tài)；部分地段還形成一個(gè)水囊，給淺埋暗挖施工帶來(lái)極大的隱患。隨著暗挖施工擾動(dòng)土體，破壞原有平衡，可能引起坍塌。

（6）降雨后滲漏。降雨后，雨水滲人地層中，引起圍巖土體的不穩(wěn)定，從而造成坍塌。

4主要防治措施

4．1調(diào)查隧道周邊狀況

地下工程施工難度大，不可預(yù)見因素多，嚴(yán)重的會(huì)造成不均勻沉降、開裂、甚至倒塌造成人員傷亡；也會(huì)使附近隧道造成變形過大嚴(yán)重事故、即使對(duì)于管徑不大的地下管線，也可能因變形過大造成煤氣泄漏、爆炸，水管爆裂形成水患，電纜斷裂造成停電或通訊中斷等事故。為此，隧道施工前，必須采取各種手段充分調(diào)查隧道周邊環(huán)境狀況，重點(diǎn)調(diào)查地下管線種類、位置、基礎(chǔ)類型及使用狀態(tài)等，調(diào)查鄰近建筑物類型、與隧道關(guān)系、現(xiàn)況及環(huán)境要求等，調(diào)查地層地質(zhì)狀況及孔洞情況等，以確定相應(yīng)的對(duì)策和施工方案，將環(huán)境影響減少到最小程度。

4．2重視地下水及地表水的處理

地表水即河、湖、溝等中的水，部分地表水與地下水連通。隧道埋深一般都不觸及承壓水，對(duì)施工影響較大的是上層滯水、潛水、層間水。盡管采取降水措施，可以有效降去潛水、層間水，卻對(duì)滯水效果不佳，施工中仍可能出現(xiàn)水，必須重視對(duì)水的處理。對(duì)隧道圍巖中的滯水及殘留水，盡量采取疏導(dǎo)的方式。在通過透鏡體砂層和掌子面出現(xiàn)潮濕和滲流時(shí)可預(yù)先打人鋼管導(dǎo)水引流。鋼管制作同注漿用花管，隨工作面的前進(jìn)依次打人導(dǎo)管。為防止土體流出，鋼管內(nèi)應(yīng)設(shè)海綿或紗布。

4．3做好地層加固

地層加固是安全開挖的重要保證。根據(jù)成都地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)，在降水后采取小導(dǎo)管注漿、錨桿加固地層等方法。必須根據(jù)地層變化情況，采取不同的加固方式，并及時(shí)調(diào)整參數(shù)。

4．4開挖后及時(shí)封閉

封閉分兩層意思：一為開挖面的封閉；二為結(jié)構(gòu)斷面的封閉。開挖面的及時(shí)封閉就是盡可能減少開挖面的暴露時(shí)間，必須協(xié)調(diào)好工序及班組銜接。另外在特殊段施工時(shí)可以縮短開挖步距，以減少暴露時(shí)間，達(dá)到早封閉的效果。封閉后及時(shí)注漿回填，回填密實(shí)圍巖和初支空隙。結(jié)構(gòu)斷面的及時(shí)封閉就是盡量讓結(jié)構(gòu)早封閉成環(huán)，形成閉合的結(jié)構(gòu)體。

4．5加強(qiáng)監(jiān)測(cè)、反饋施工

信息反饋是暗挖施工的重要組成部分。通過施工監(jiān)測(cè)掌握地質(zhì)、圍巖地層、支護(hù)結(jié)構(gòu)、地表環(huán)境等變化情況，及時(shí)采用對(duì)應(yīng)措施，保證施工安全。

4．6重視特殊段施工

根據(jù)工程情況找出工程的重點(diǎn)、難點(diǎn)。對(duì)穿越環(huán)境復(fù)雜地段、洞口和斷面變換處等特殊段，制定專項(xiàng)方案和措施，保證施工安全。

4．7建立應(yīng)急機(jī)制

為確保暗挖施工的安全，應(yīng)建立應(yīng)急機(jī)制。施工前制定應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)急措施，包括：坍塌的人員疏散、材料準(zhǔn)備和調(diào)用、搶險(xiǎn)組織等都要考慮周全；保證坍塌時(shí)人員疏散到安全地帶，減少損失，同時(shí)有條不紊地開展處理工作等。

4．8坍塌的處理措施

坍塌后必須沉著并及時(shí)處理。由于隧道分塊分部開挖，暗挖開挖的步距一般為50～100cm，即使出現(xiàn)坍塌，受空間限制，坍塌量不大；但若處理不當(dāng)，可能引起地面塌陷。坍塌處理的第一措施在于封閉掌子面，控制坍塌；再就是及時(shí)注入填充物，回填孔洞；同時(shí)改善圍巖，穩(wěn)步前進(jìn)，安全施工。為此，掌子面附近應(yīng)準(zhǔn)備方木、鋼網(wǎng)片、加氣磚等必備材料。坍塌后，按以下步驟處理：

（1）人員立即后撤至初期支護(hù)封閉地段，迅速拋擲預(yù)先準(zhǔn)備好的加氣磚、鋼網(wǎng)片，噴10～20cm厚混凝土封閉掌子面。

（2）用方木支撐未封閉成環(huán)的初期支護(hù)段。

（3）在掌子面附近的初期支護(hù)的結(jié)構(gòu)頂部鑿孔，插入2～3根ϕ60～80mm的鋼導(dǎo)管（其中1根為導(dǎo)氣管），導(dǎo)管一端接近坍塌區(qū)頂部，另一端固定在鋼拱架上。

（4）用噴錨機(jī)具向坍塌孔洞內(nèi)吹入干料。為了再開挖的順利進(jìn)行，先吹入干沙，再吹入水泥和沙的混合料?；旌狭系谋壤秊椋核唷蒙埃?∶3左右，回填量應(yīng)接近坍塌量。

（5）注入水泥漿。

（6）待填充物固結(jié)后，重新施作超前支護(hù)，破除上述坍塌處理措施的作用機(jī)理為：充分利用噴混凝土結(jié)構(gòu)支護(hù)，注入填充物填充坍塌空間，同時(shí)使注入的填充物形成穩(wěn)定的膠結(jié)體，達(dá)到改善圍巖的效果。切忌在坍塌后直接注入水泥漿，這樣可能誘導(dǎo)更大的坍方。因?yàn)樗缮⒌奶w經(jīng)水浸泡后荷重加大，坍塌空隙加大，造成土體的不穩(wěn)定。淺埋暗挖施工應(yīng)以預(yù)防坍塌為主；出現(xiàn)坍塌，必須封閉掌子面，而后回填處理。

5結(jié)束語(yǔ)

電力隧道暗挖工程施工應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求施工，事前做好隧道周邊狀況調(diào)查和專項(xiàng)施工方案編審工作，高度重視地下水及地表水對(duì)暗挖工程施工質(zhì)量及安全影響；施工過程中加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，強(qiáng)化檢查驗(yàn)收工作，嚴(yán)格執(zhí)行先做好地層加固、后開挖并及時(shí)封閉，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)等相關(guān)措施，能夠有效地做好電力隧道暗挖工程質(zhì)量控制，對(duì)電力隧道垮塌質(zhì)量問題防治有較好的效果。

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作者:袁錦圳 單位:四川元豐建設(shè)項(xiàng)目管理有限公司