淺層穿越水庫隧道施工技術

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摘要：本文主要研究淺層穿越水庫隧道施工技術及圍巖穩(wěn)定性，通過對淺層穿越水庫施工當中的技術要點作為根本出發(fā)點，結合在施工過程中遇到的實際問題，以防涌水處理技術、防滲漏治理技術以及處理隧道坍塌技術為例簡要談談淺層穿越水庫隧道的施工技術。同時鑒于地下水在水庫隧道及施工過程當中具有重大的影響作用，甚至在一定程度上直接決定水庫隧道施工的成敗，因此本文將從影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素以及評價其穩(wěn)定性的方法兩個角度分析淺層穿越水庫隧道的圍巖穩(wěn)定性。

關鍵詞：淺層穿越水庫;隧道施工技術;圍巖穩(wěn)定性

1.引言

現(xiàn)階段在我國新疆地區(qū)修建的眾多地下工程當中，最為普遍的一種就是水庫隧道，但在實際的施工過程中，由于圍巖條件往往存在較大的不穩(wěn)定性，極易發(fā)生變化，因此曾經(jīng)在修建過程中屢次發(fā)生事故，為國家和施工人員蒙受巨大損失。為有效避免事故的發(fā)生，落實好水庫隧道的安全施工，本文將針對淺層穿越水庫隧道施工技術及圍巖穩(wěn)定性進行簡要分析研究，以期能夠為日后的工程施工建設提供重要的參考意見。

2.淺層穿越水庫隧道施工技術要求

2.1必須保護好環(huán)境

淺層穿越水庫隧道施工本身工程量比較浩大，而且在通常情況下也是整體隧道工程的重點工程，因此需要對其保持高度的注意。首先在水庫隧道施工當中必須做好環(huán)境保護工作，包括保護內(nèi)部和外部環(huán)境。水庫隧道的施工空間往往比較狹小，并且為了保障能夠在工程期限內(nèi)順利完工，常常需要在施工環(huán)境當中同時進行多個工種施工，因此無可避免的會產(chǎn)生各種污染；另外水庫隧道施工必然會產(chǎn)生大量的施工污水以及施工噪音，對周邊居民的日常生活產(chǎn)生一定影響，因而在淺層穿越水庫隧道施工當中必須保護好環(huán)境，堅持綠色施工、可持續(xù)施工。

2.2必須維護好圍巖

在新疆地區(qū)植被覆蓋較少，且氣候比較干旱，年降雨量比較稀少，因此巖體眾多且比較堅硬。而淺層穿越水庫隧道施工必須穿過巖體，這對于圍巖本身的支護能力會造成一定破壞，特別是由于施工需要往往需要動用大型機械甚至采用控制爆破技術，因此在施工過程中必須保護好圍巖，盡可能將巖體的損傷情況降至最低，以防止因圍巖失去穩(wěn)定性而發(fā)生坍塌等惡性事故。

2.3工程需內(nèi)實外美

圬工是新疆地區(qū)淺層穿越水庫隧道施工當中的一項重要工程，主要有混凝土以及干砌等工程組合而成，因此在施工過程當中需要堅持“內(nèi)實外美”的原則，所謂內(nèi)實指的就是需要通過密實搗固和噴涂混凝土，并且將其與圍巖進行緊密結合，回填石料以及支護等也需要確保其密實程度。所謂的外美指的就是盡可能保證混凝土表面的美觀程度，進而在提升工程密實程度保障工程質(zhì)量的基礎之上使其具有極佳的審美性。

3.淺層穿越水庫隧道施工技術方法

3.1防涌水處理技術

3.1.1鉆孔排水法在新疆地區(qū)由于常年缺乏降水，同時日照充足因此導致部分地區(qū)的巖體非常堅硬，而干燥的氣候使得該類巖體容易產(chǎn)生裂縫，部分砂土以及水流將會從裂縫中流瀉出來，特別是開挖前方存有排水或滯水層，因此需要使用鉆孔排水法處理涌水，從而加大圍巖的穩(wěn)定性，保障工程實現(xiàn)高質(zhì)量。鉆孔排水法主要通過超前排水孔，目的是能夠使得滯水自行流出，為避免大量砂土從裂縫中流瀉或噴射而出，可以將鉆孔向下傾斜十到二十度左右。

3.1.2強制排水法在新疆部分地區(qū)淺層穿越水庫的隧道施工當中，開挖位置有時會低于地下水位，譬如說在降低地下水位時可以使用井點或深井降水等強制排水方法，但是在靠近水層的部分土質(zhì)比較松軟并且含有大量水分，因此需要使用止水法。其中一種即為壓注法，也就是說在需要開挖的周邊位置事先鉆好注漿孔，之后將可以與地層進行膠結作用的漿液壓入注漿孔當中，待膠凝之后將會形成一層隔水層，進而實現(xiàn)止水。另外一種止水法為凍結法，通常用于含水地層當中，與壓注法相同，也需要事先在開挖周邊位置鉆孔，之后將套管凍結在孔內(nèi)，等待地層完全被凍結之后再進入挖掘環(huán)節(jié)。

3.2防滲漏治理技術

目前新疆地區(qū)有過半的水庫隧道進入了養(yǎng)護維修期，此時需要對隧道當中的滲漏水問題進行重點解決。對于部分早期新疆修建的水庫隧道，由于當時技術條件有限同時經(jīng)過漫長的運營導致隧道當中出現(xiàn)了大面積的滲漏水點，因此需要施工人員使用能夠迅速凝結的膠劑補涂滲漏水點，之后為加強防滲漏效果可以在此之上加做防水涂層或防水砂漿抹面。另外對于產(chǎn)生滲漏水的縫隙可以先進行堵水處理，待滲水量得以控制后向縫隙被進行注漿，最后做好防水涂層以強化效果。

3.3處理坍塌的技術

鑒于新疆地區(qū)的圍巖條件復雜且不穩(wěn)定，因此極易導致因圍巖不穩(wěn)造成水庫隧道發(fā)生坍塌事故，為預防此類事故發(fā)生需要經(jīng)常對圍巖的形狀等進行檢查和測量，同時盡可能縮短圍巖的暴露時間，加快開挖速度。若坍塌發(fā)生時需要立刻對其進行處理。針對體積較小的坍塌，需要施工人員噴錨坍塌范圍，然后按照先上后下的順序?qū)⑻鼜氐變舫蓛?，同時一邊開挖一邊噴射混凝土并架設臨時支撐。對于體積較大的坍塌，此時往往會伴隨滲水情況的發(fā)生，因此需要先進行排水處理，之后使用注漿的方式加固坍塌部位。

4.淺層穿越水庫隧道圍巖穩(wěn)定性分析

4.1影響因素

新疆地區(qū)大部分的淺層穿越水庫隧道存在上覆水體且具有一定的穩(wěn)定性，加之自然降水作為其重要的水源補給，不僅容易加劇荷載量，對材料造成一定腐蝕，同時也會加重滲水等問題，并且進一步軟化巖體，使得圍巖失穩(wěn)。另一方面，受制于新疆自身的地形地勢，淺層穿越水庫隧道在施工時往往使用倒人字坡，因此水庫隧道內(nèi)的滲涌水很難通過自然方式流瀉出來，而一旦發(fā)生坍塌等事故將會造成嚴重后果，這不僅使得施工難度大大增加，同時也迫使施工成本急劇上升。

4.2評價方法

4.2.1監(jiān)測量控實施現(xiàn)場測量能夠有效檢驗施工是否與設計要求以及施工現(xiàn)場情況相吻合，支護參數(shù)是否正確等，通過現(xiàn)場測量搜集數(shù)據(jù)并進行深入分析，實現(xiàn)對施工現(xiàn)場進行有效控制，從而進一步完善水庫隧道施工的手段即為監(jiān)測量控。該方法立足于施工現(xiàn)場實際測量的數(shù)據(jù)以及分析結果，因此能夠真實客觀地控制和評價圍巖的穩(wěn)定性，幫助施工人員對淺層穿越水庫隧道施工進行合理把控，從而有效提升施工效率，壓縮施工成本。

4.2.2物理實驗使用物理實驗法評價圍巖的穩(wěn)定性指的就是通過模擬實驗的方式，將量綱分析以及相似性原理作為重要的理論指導，進而分析出圍巖的應力分布情況以評價其穩(wěn)定性。目前在評價圍巖穩(wěn)定性當中常?？梢钥匆娫摲N方法的身影。工作人員在充分考慮圍巖與支護相互作用的基礎之上，模擬出圍巖節(jié)理裂隙及性能，從而有效判斷圍巖是否具有良好的穩(wěn)定性，便于開挖施工。

5.結語

總而言之，水庫隧道附近分布著大面積的圍巖，同時圍巖的條件常常發(fā)生變化且具有極強的復雜性，因此在施工過程中稍不注意便會導致圍巖失去穩(wěn)定性，進而誘發(fā)一系列事故，不僅嚴重影響了淺層穿越水庫隧道的正常施工，同時也在很大程度上使得國家與施工單位蒙受巨大經(jīng)濟損失。因此本文通過對淺層穿越水庫隧道當中的技術要點以及三大關鍵技術進行具體分析，同時從影響圍巖穩(wěn)定性的因素以及評價方法出發(fā)簡要分析了圍巖的穩(wěn)定性，希望能夠為日后的水庫隧道施工提供有效信息.

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作者：張強 單位：烏蘇市水利局