引水隧洞塌方原因分析与其处理安全措施

1、引水隧洞塌方原因分析与其处理安全措施【摘要】根据娘拥水电站引水隧洞地质情况，通过塌方体原因分析，针对具体塌方位置 的情况实施处理，但最根本的原则应以人为本，安全第一。【关键词】水电站；施工技术；安全管理；措施1塌方过程2015年5月19日上午8： 20左右，施工人员正在进行3#支洞上游K5+587mK5+575m 段衬砌混凝土的施工准备，为安装边顶拱钢筋搭设施工平台。此时，现场安全员突然发现顶 拱范围出现连续掉块现象，便立即通知所有作业人员撤离，当施工作业人员刚撤出工作面， 顶拱位置开始坍塌，在短短的几分钟内，渣体就阻断了 2#3#支洞之间的通道。经核实，塌 方段位于K5+560mK5+587

2、m之间，长度约27m，塌方段上、下游堆渣均已超过顶拱，塌腔 高度预计在10m左右，先前坍塌的渣体块度相对较大，后续坍塌渣体块体较小，且多为细小 颗粒状，岩性以碳质板岩夹砂板岩为主。2、编制依据娘拥水电站引水隧洞A标后续工程K5+560mK5+587m段塌方情况说明及2 3#支洞之间施工组织规划调整方案； K5+560mK5+587m段塌方处理专项技术措施(SDQ-CDT-SCHPD-(娘拥)C- 2012001-(措)-067)；水工建筑物地下开挖工程施工技术规范(DL/T 5099-2011)；水电水利工程施工作业人员安全技术操作规程(DL/T 5373-2007)；建设工程施工现场供用电安

3、全规范(GB50194-2014)；建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ80-1991)；建筑机械使用安全技术规程(JGJ33-2012)；生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则(GB/T29639-2013)。3原因分析对于引水隧洞坍塌我们要防范于未然，避免事故的发生是安全管理的重要工作，也是我 们要努力的目标，做到及时发现隐患及时处理，把一切不安全因素消灭在萌芽状态，保证安 全施工。3.1围岩坍塌前兆围岩的变形破坏、失稳坍塌，是从量变到质变的过程。量变过程中，在围岩的工程水文 地质特征及岩石力学反应出一些征兆。根据征兆预测围岩稳定性，进行地质预报，保证施工 安全，防治隧道坍塌。特殊和不良

4、地质，如断层及破碎带、地下水、松散地层等稳定性差的 围岩的变形破坏、失稳坍塌，有以下征兆：水文地质条件的变化，如干燥的围岩突然出水、地下水突然增多、水质由清变浊(地下水将断层泥带走)等都是即将发生坍方的前兆；拱顶不断掉下小石块，甚至较大的石块相继掉落，预示着围岩即将发生坍塌；围 岩节理面裂缝逐步扩大；支护状态变形（拱架接头挤偏或压劈、喷射混凝土出现大量的明显裂纹或剥落等）、 敲击发声清脆有力、甚至发出声响；围岩或初期支护，拱脚附近的水平收敛率大于0.2mm/d，拱顶下沉量大于0.1mm/d， 并继续增大时，说明围岩仍在发生变形，处于不稳定的状态，有可能出现失稳。（2）发生坍塌地质隐患地质因素a

5、、隧洞穿过断层及其破碎带，一经开挖，潜在应力释放，承压快，围岩失稳变形而坍 塌。b、当通过各种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌。c、 在挤压破碎带，岩脉穿插带、节理密集等碎裂结构地层中。岩块间互相挤压钳制，一经开挖 则失稳，常见围岩掉块、坍落。在软弱结构面发育的情况下，或泥质充填物过多，均易产生 较大坍塌。d、薄层岩体在构造运动的作用下形成的小褶曲、错动发育地段，施工中常常发生坍塌。e、岩层软硬相间或有软弱夹层地岩体，在地下水的作用下，软弱夹层地岩体强度大大 降低，因而发生滑塌。f、地下水地软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍落。施工方法和措 施不当3、施

6、工方法选择不当，或工序间距安排不合理。各工序间隔时间较长，围岩裸露时间 过久，引起围岩松动、风化，招致坍塌的发生。b、喷锚不及时，或喷混凝土质量、厚度不符合要求。c、采用钢支撑时，支撑架设质量欠佳，支撑与围岩不密贴，两者间的空隙填塞不密实， 或联结不够牢固，不能满足围岩压力所需要的强度要求。d、钢支撑出现受力过大的现象而未及时加固出现应力集中造成失稳破坏。e、爆破作业未按照相关施工规范、技术参数施工。f、处理危石措施不当，引起危石坠落，牵动岩层坍塌3.2预防措施（1）防止渣体坍塌措施为防止渣体在开挖过程中发生坍塌，在超前支护完成后，采用PH30混凝土湿喷机对渣 体表面喷射10cm厚C20混凝土

7、予以封闭。然后采用注浆小导管进行固结灌浆处理。（2）防止掉块及二次塌方措施二次开挖支护遵循短进尺、勤支护”原则，开挖循环进尺0.5m1.0m，每一循环段 分三层开挖完成，开挖一层即支护一层。二次开挖支护完成一段距离后，需及时进行混凝土衬砌。（3）防止机械设备伤害措施加强对反铲、装载机、自卸汽车及灌浆泵等设备的检查、维修，保养、确保其高效、 安全的运行。反铲挖渣、装载机装渣时，应设安全员进行监控，确保反铲、装载机回转范围内及 自卸车周围不得有人通过，确需人员通行时，应暂停装碴作业。反铲、装载机及自卸汽车等设备在等内行驶时，应减速慢行，掉头时应鸣笛示警； 作业人员在洞内行走时，遇见行驶的反铲、装载

8、机及自卸汽车时，应及时靠边避让。所有运输车辆均不准超载、超宽、超高运输，严禁人料混载。（4）防止漏电、触电措施作业面及其附近的动力电缆和照明线路整齐布置在隧洞一侧并分层架设，其架设高 度不小于2.5m；严禁将动力电缆及照明线路置于水中。电工定期对线路进行维护和检查，发现破损及时包扎绝缘。渣体开挖之前，电工应将作业面供电线路及照明灯具等，转移至安全地点，防止施 工过程中造成线路及照明灯具损坏而出现漏电、触电事故。焊机等电器外壳要进行防护性接地、保护性接零或绝缘，且必须设置开关和漏电保 护器，并应有保护装置，保证一闸一机。（5）防止高处坠落及掉物伤人措施本段塌方处理过程中的高处作业主要为混凝土衬砌

9、施工，包括排架搭设与拆除、钢筋安 装、模板安装及浇筑过程中的模板看护等，其作业高度在25m，为一级高处作业；为防止 坠落及掉物伤人等安全事故，需采取以下保障措施。凡患有高血压、心脏病等作业人员不准登高作业；并严禁酒后上班，疲劳作业。承重排架作业层平台必须满铺脚手板，脚手板应铺设平稳，绑扎牢固，不得有空隙 和探头板，脚手板的搭接长度不小于20cm。高处作业下方严禁人员逗留或工作，上部施工作业人员不得随意向下抛掷工具或材 料，临时存放在排架上的物件要固定，以防意外下落造成人员伤害或机具损失。4塌方处理方案根据塌方的部位、规模及其实际地质情况，并结合2#下游剩余工程量等因素，本次塌方 处理采用塌方体

10、下游（3#支洞上游方向）作为主要工作面，塌方体上游（2#支洞下游方向） 作为辅助工作面进行处理，具体施工方案如下：（1）塌方体下游方向：第一循环采用先回填砼，再逐段进行二次开挖支护和径向加固， 并逐段进行砼衬砌的施工方案；第二循环至K5+560m段，先进行超前支护，再逐段挖除固结 渣体、并进行临时支护和径向加固，然后逐段进行砼衬砌的施工方案。（2）由于受塌方影响，导致2#下游洞内环境恶化、积水无法正常排出，现有供电设施 无法满足施工需要，需重新布置通风散烟、施工排水及施工供电设施，所需时间较长；且塌 方段上游存在大量积水和淤泥，积水抽排及淤泥清理难度较大；又因2#支洞下游剩余较多项 目未施工完

11、成，且增加了 236.5m边顶拱钢筋混凝土衬砌段，施工任务大大增加；因此，为 确保节点工期的实现，暂不考虑进行塌方处理，而加紧进行高压进洞、通风散烟、施工排水 系统的布置，抽排水，底板清淤及剩余各施工项目的施工；待底板砼浇筑完成后，再根据塌 方处理的实际安全及进度情况进行安排。但为确保塌方段处理安全、顺利的贯通，需对塌方 体上游影响段进行12段混凝土衬砌。5结束语娘拥水电站工程引水隧洞塌方后，采用本文处理措施，并针对性地进行了固结、回填灌 浆，顺利完成了隧洞塌方段的处理，取得了较好效果，为后续工程安全施工创造了条件。参考文献：1杨伟；庙林水电站引水隧洞不良地质段塌方处理施工J；云南水力发电；2010年06期2张杰