引水隧洞塌方原因分析與其處理安全措施

1、引水隧洞塌方原因分析與其處理安全措施【摘要】根據(jù)娘擁水電站引水隧洞地質情況，通過塌方體原因分析，針對具體塌方位置 的情況實施處理，但最根本的原則應以人為本，安全第一。【關鍵詞】水電站；施工技術；安全管理；措施1塌方過程2015年5月19日上午8： 20左右，施工人員正在進行3#支洞上游K5+587mK5+575m 段襯砌混凝土的施工準備，為安裝邊頂拱鋼筋搭設施工平臺。此時，現(xiàn)場安全員突然發(fā)現(xiàn)頂 拱范圍出現(xiàn)連續(xù)掉塊現(xiàn)象，便立即通知所有作業(yè)人員撤離，當施工作業(yè)人員剛撤出工作面， 頂拱位置開始坍塌，在短短的幾分鐘內，渣體就阻斷了 2#3#支洞之間的通道。經(jīng)核實，塌 方段位于K5+560mK5+587

2、m之間，長度約27m，塌方段上、下游堆渣均已超過頂拱，塌腔 高度預計在10m左右，先前坍塌的渣體塊度相對較大，后續(xù)坍塌渣體塊體較小，且多為細小 顆粒狀，巖性以碳質板巖夾砂板巖為主。2、編制依據(jù)娘擁水電站引水隧洞A標后續(xù)工程K5+560mK5+587m段塌方情況說明及2 3#支洞之間施工組織規(guī)劃調整方案； K5+560mK5+587m段塌方處理專項技術措施(SDQ-CDT-SCHPD-(娘擁)C- 2012001-(措)-067)；水工建筑物地下開挖工程施工技術規(guī)范(DL/T 5099-2011)；水電水利工程施工作業(yè)人員安全技術操作規(guī)程(DL/T 5373-2007)；建設工程施工現(xiàn)場供用電安

3、全規(guī)范(GB50194-2014)；建筑施工高處作業(yè)安全技術規(guī)范(JGJ80-1991)；建筑機械使用安全技術規(guī)程(JGJ33-2012)；生產(chǎn)經(jīng)營單位生產(chǎn)安全事故應急預案編制導則(GB/T29639-2013)。3原因分析對于引水隧洞坍塌我們要防范于未然，避免事故的發(fā)生是安全管理的重要工作，也是我 們要努力的目標，做到及時發(fā)現(xiàn)隱患及時處理，把一切不安全因素消滅在萌芽狀態(tài)，保證安 全施工。3.1圍巖坍塌前兆圍巖的變形破壞、失穩(wěn)坍塌，是從量變到質變的過程。量變過程中，在圍巖的工程水文 地質特征及巖石力學反應出一些征兆。根據(jù)征兆預測圍巖穩(wěn)定性，進行地質預報，保證施工 安全，防治隧道坍塌。特殊和不良

4、地質，如斷層及破碎帶、地下水、松散地層等穩(wěn)定性差的 圍巖的變形破壞、失穩(wěn)坍塌，有以下征兆：水文地質條件的變化，如干燥的圍巖突然出水、地下水突然增多、水質由清變濁(地下水將斷層泥帶走)等都是即將發(fā)生坍方的前兆；拱頂不斷掉下小石塊，甚至較大的石塊相繼掉落，預示著圍巖即將發(fā)生坍塌；圍 巖節(jié)理面裂縫逐步擴大；支護狀態(tài)變形（拱架接頭擠偏或壓劈、噴射混凝土出現(xiàn)大量的明顯裂紋或剝落等）、 敲擊發(fā)聲清脆有力、甚至發(fā)出聲響；圍巖或初期支護，拱腳附近的水平收斂率大于0.2mm/d，拱頂下沉量大于0.1mm/d， 并繼續(xù)增大時，說明圍巖仍在發(fā)生變形，處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，有可能出現(xiàn)失穩(wěn)。（2）發(fā)生坍塌地質隱患地質因素a

5、、隧洞穿過斷層及其破碎帶，一經(jīng)開挖，潛在應力釋放，承壓快，圍巖失穩(wěn)變形而坍 塌。b、當通過各種堆積體時，由于結構松散，顆粒間無膠結或膠結差，開挖后引起坍塌。c、 在擠壓破碎帶，巖脈穿插帶、節(jié)理密集等碎裂結構地層中。巖塊間互相擠壓鉗制，一經(jīng)開挖 則失穩(wěn)，常見圍巖掉塊、坍落。在軟弱結構面發(fā)育的情況下，或泥質充填物過多，均易產(chǎn)生 較大坍塌。d、薄層巖體在構造運動的作用下形成的小褶曲、錯動發(fā)育地段，施工中常常發(fā)生坍塌。e、巖層軟硬相間或有軟弱夾層地巖體，在地下水的作用下，軟弱夾層地巖體強度大大 降低，因而發(fā)生滑塌。f、地下水地軟化、浸泡、沖蝕、溶解等作用加劇巖體的失穩(wěn)和坍落。施工方法和措 施不當3、施

6、工方法選擇不當，或工序間距安排不合理。各工序間隔時間較長，圍巖裸露時間 過久，引起圍巖松動、風化，招致坍塌的發(fā)生。b、噴錨不及時，或噴混凝土質量、厚度不符合要求。c、采用鋼支撐時，支撐架設質量欠佳，支撐與圍巖不密貼，兩者間的空隙填塞不密實， 或聯(lián)結不夠牢固，不能滿足圍巖壓力所需要的強度要求。d、鋼支撐出現(xiàn)受力過大的現(xiàn)象而未及時加固出現(xiàn)應力集中造成失穩(wěn)破壞。e、爆破作業(yè)未按照相關施工規(guī)范、技術參數(shù)施工。f、處理危石措施不當，引起危石墜落，牽動巖層坍塌3.2預防措施（1）防止渣體坍塌措施為防止渣體在開挖過程中發(fā)生坍塌，在超前支護完成后，采用PH30混凝土濕噴機對渣 體表面噴射10cm厚C20混凝土

7、予以封閉。然后采用注漿小導管進行固結灌漿處理。（2）防止掉塊及二次塌方措施二次開挖支護遵循短進尺、勤支護”原則，開挖循環(huán)進尺0.5m1.0m，每一循環(huán)段 分三層開挖完成，開挖一層即支護一層。二次開挖支護完成一段距離后，需及時進行混凝土襯砌。（3）防止機械設備傷害措施加強對反鏟、裝載機、自卸汽車及灌漿泵等設備的檢查、維修，保養(yǎng)、確保其高效、 安全的運行。反鏟挖渣、裝載機裝渣時，應設安全員進行監(jiān)控，確保反鏟、裝載機回轉范圍內及 自卸車周圍不得有人通過，確需人員通行時，應暫停裝碴作業(yè)。反鏟、裝載機及自卸汽車等設備在等內行駛時，應減速慢行，掉頭時應鳴笛示警； 作業(yè)人員在洞內行走時，遇見行駛的反鏟、裝載

8、機及自卸汽車時，應及時靠邊避讓。所有運輸車輛均不準超載、超寬、超高運輸，嚴禁人料混載。（4）防止漏電、觸電措施作業(yè)面及其附近的動力電纜和照明線路整齊布置在隧洞一側并分層架設，其架設高 度不小于2.5m；嚴禁將動力電纜及照明線路置于水中。電工定期對線路進行維護和檢查，發(fā)現(xiàn)破損及時包扎絕緣。渣體開挖之前，電工應將作業(yè)面供電線路及照明燈具等，轉移至安全地點，防止施 工過程中造成線路及照明燈具損壞而出現(xiàn)漏電、觸電事故。焊機等電器外殼要進行防護性接地、保護性接零或絕緣，且必須設置開關和漏電保 護器，并應有保護裝置，保證一閘一機。（5）防止高處墜落及掉物傷人措施本段塌方處理過程中的高處作業(yè)主要為混凝土襯砌

9、施工，包括排架搭設與拆除、鋼筋安 裝、模板安裝及澆筑過程中的模板看護等，其作業(yè)高度在25m，為一級高處作業(yè)；為防止 墜落及掉物傷人等安全事故，需采取以下保障措施。凡患有高血壓、心臟病等作業(yè)人員不準登高作業(yè)；并嚴禁酒后上班，疲勞作業(yè)。承重排架作業(yè)層平臺必須滿鋪腳手板，腳手板應鋪設平穩(wěn)，綁扎牢固，不得有空隙 和探頭板，腳手板的搭接長度不小于20cm。高處作業(yè)下方嚴禁人員逗留或工作，上部施工作業(yè)人員不得隨意向下拋擲工具或材 料，臨時存放在排架上的物件要固定，以防意外下落造成人員傷害或機具損失。4塌方處理方案根據(jù)塌方的部位、規(guī)模及其實際地質情況，并結合2#下游剩余工程量等因素，本次塌方 處理采用塌方體

10、下游（3#支洞上游方向）作為主要工作面，塌方體上游（2#支洞下游方向） 作為輔助工作面進行處理，具體施工方案如下：（1）塌方體下游方向：第一循環(huán)采用先回填砼，再逐段進行二次開挖支護和徑向加固， 并逐段進行砼襯砌的施工方案；第二循環(huán)至K5+560m段，先進行超前支護，再逐段挖除固結 渣體、并進行臨時支護和徑向加固，然后逐段進行砼襯砌的施工方案。（2）由于受塌方影響，導致2#下游洞內環(huán)境惡化、積水無法正常排出，現(xiàn)有供電設施 無法滿足施工需要，需重新布置通風散煙、施工排水及施工供電設施，所需時間較長；且塌 方段上游存在大量積水和淤泥，積水抽排及淤泥清理難度較大；又因2#支洞下游剩余較多項 目未施工完

11、成，且增加了 236.5m邊頂拱鋼筋混凝土襯砌段，施工任務大大增加；因此，為 確保節(jié)點工期的實現(xiàn)，暫不考慮進行塌方處理，而加緊進行高壓進洞、通風散煙、施工排水 系統(tǒng)的布置，抽排水，底板清淤及剩余各施工項目的施工；待底板砼澆筑完成后，再根據(jù)塌 方處理的實際安全及進度情況進行安排。但為確保塌方段處理安全、順利的貫通，需對塌方 體上游影響段進行12段混凝土襯砌。5結束語娘擁水電站工程引水隧洞塌方后，采用本文處理措施，并針對性地進行了固結、回填灌 漿，順利完成了隧洞塌方段的處理，取得了較好效果，為后續(xù)工程安全施工創(chuàng)造了條件。參考文獻：1楊偉；廟林水電站引水隧洞不良地質段塌方處理施工J；云南水力發(fā)電；2010年06期2張杰