摘要:緬甸道耶坎二級(jí)水電站導(dǎo)流隧洞出口樁K0＋423～K0＋443段發(fā)生塌方，出現(xiàn)險(xiǎn)情。分析表明，引起塌方的原因是塌方處的地質(zhì)條件較差，且施工方案存在問題。通過對(duì)塌方部位進(jìn)行灌漿、加強(qiáng)支護(hù)等處理后，效果良好。
　　關(guān)鍵字：緬甸，道耶坎二級(jí)水電站，導(dǎo)流洞塌方機(jī)理，處理措施
　　隨著我國基本建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，隧道工程已經(jīng)成為鐵路、公路和水利水電等大型項(xiàng)目中的重要工程。隧道工程的重要性越來越顯著，隧道工程的數(shù)量和長(zhǎng)度明顯增加，規(guī)模不斷擴(kuò)大。然而，不良的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)以及由此而引發(fā)的塌方是隧道施工過程中不可回避的技術(shù)難題。文章以緬甸道耶坎二級(jí)水電站導(dǎo)流洞塌方為例，介紹隧道塌方的處理工藝。
　　1工程概況
　　緬甸道耶坎Ⅱ級(jí)水電站位于緬甸中部勃古省東吁市東部約21km處，擬建大壩為面板堆石壩，設(shè)計(jì)壩高93m，總裝機(jī)為120MW。
　　壩址區(qū)處在一個(gè)由巖漿巖夾持的帶狀碎屑巖“島”上，該區(qū)內(nèi)碎屑巖經(jīng)歷了較強(qiáng)的構(gòu)造作用和程度不同的變質(zhì)作用，巖層多為高傾角甚至直立，巖性多為變質(zhì)砂巖、片巖等，其中變質(zhì)砂巖為硬巖，片巖為軟巖。巖石通常緊密結(jié)合并受到強(qiáng)風(fēng)化作用，通過鉆孔巖芯初步判斷，巖體全、強(qiáng)風(fēng)化厚度較大。
　　導(dǎo)流隧洞布置在左岸山體內(nèi)，洞身段長(zhǎng)520m（實(shí)際開挖洞段長(zhǎng)531m），開挖斷面呈城門洞形，開挖高、寬尺寸為12.7×11.2m，襯砌后尺寸為10.9×9.0m。洞室上覆山體厚41～67m，最厚處達(dá)107m，洞室穿越的地層巖性為片巖、千枚巖、變質(zhì)砂巖、石英巖、砂巖，巖層走向320～340°，傾SW或NE，傾角65～68°，洞軸線與巖層走向呈大角度相交。
　　洞室圍巖以碎裂狀及薄層狀結(jié)構(gòu)為主，軟巖和中硬巖交替出現(xiàn)，且各類巖組中巖性較復(fù)雜。受區(qū)域構(gòu)造環(huán)境的影響，隧洞中局部地段巖層褶皺強(qiáng)烈，巖體中裂隙極發(fā)育。洞室圍巖為Ⅳ～Ⅴ類，且以Ⅴ為主。
　　2塌方情況
　　2009年9月9日凌晨導(dǎo)流洞出口樁號(hào)K0＋423～K0＋443段在進(jìn)行下部修邊支護(hù)的過程中出現(xiàn)塌方，塌方量預(yù)計(jì)在4000m3。該段在2009年1月份導(dǎo)流洞上部開挖施工中曾出現(xiàn)塌方，但當(dāng)時(shí)塌方量較小加上處理方案得當(dāng)，塌方段迅速通過。本次塌方首先由邊墻塌方開始，繼而頂拱出現(xiàn)大面積塌方，由于導(dǎo)流洞開挖下部開挖已經(jīng)完成，加上導(dǎo)流洞開挖高度大，給塌方段的處理帶來了諸多的困難。9月22日塌方段地面出現(xiàn)陷坑，隧洞塌方發(fā)展為冒頂。
　　3塌方機(jī)理研究
　　經(jīng)幾方調(diào)查分析，總結(jié)塌方原因分為內(nèi)因和外因兩種。
　　3.1內(nèi)因：地質(zhì)原因
　　1）巖性：塌方段巖性主要為變質(zhì)砂巖，局部段為千枚巖，K0+423～K0+441段為變質(zhì)砂巖，K0+441～K0+443段為千枚巖；巖體風(fēng)化強(qiáng)烈，變質(zhì)砂巖呈全強(qiáng)風(fēng)化狀，錘擊巖塊聲啞，易碎，部分風(fēng)化呈土狀，遇水有軟化、泥化現(xiàn)象，千枚巖呈強(qiáng)風(fēng)化狀。
　　2）構(gòu)造作用：巖層走向5～8°，傾向SE，傾角57～70°，結(jié)構(gòu)面密集發(fā)育，沿面附有泥質(zhì)充填；見一組裂隙密集發(fā)育，其走向70°，傾向NW，傾角58～65°，斷裂面平直，粗糙，裂隙短小密集；受幾組結(jié)構(gòu)面切割影響，巖體塊度小，基本呈碎裂狀結(jié)構(gòu)，局部為碎塊狀結(jié)構(gòu)。巖石塊徑一般10×20～30×40cm，少量大者50×60cm。
　　3）地下水影響：地下水豐富，開挖過程中在樁號(hào)K0+441附近（即巖性分界線附近）頂拱及壁面見有多處地下水的滲水點(diǎn)出露，其余段未見有明顯滲水，但巖面潮濕。
　　3.2外因：施工原因
　　1）洞室上部開挖過程中爆破方案不合理，對(duì)圍巖損傷較大，導(dǎo)致開挖斷面多數(shù)出現(xiàn)超挖現(xiàn)象，臨時(shí)支護(hù)過程中又未進(jìn)行回填灌漿及固結(jié)灌漿處理；
　　2）上半段洞室頂拱的系統(tǒng)錨桿未按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行實(shí)施；
　　3）該段的頂拱部位在開挖過程中曾發(fā)生過垮方，鋼拱之上存在未充填密實(shí)的空腔，導(dǎo)致洞室頂拱以上圍巖易發(fā)生松動(dòng)變形，產(chǎn)生較大的自重應(yīng)力作用于鋼拱之上。
　　4）開挖下半洞時(shí)，采取先中部拉槽開挖，使洞室鋼拱的拱腳應(yīng)力發(fā)生調(diào)整，導(dǎo)致兩側(cè)巖臺(tái)承受的荷載急劇增加，而巖臺(tái)的巖體主要為碎裂狀的變質(zhì)砂巖，不能承受上部強(qiáng)大的壓應(yīng)力產(chǎn)生流變，直至變形垮塌。
　　5）進(jìn)行下部開挖時(shí)，鋼拱底部?jī)蓚?cè)的巖臺(tái)開挖后沒有及時(shí)的接腳，未能將鋼拱所承受的荷載傳遞至拱腳，導(dǎo)致發(fā)生較大的松動(dòng)變形。
　　4處理方案研究
　　4.1應(yīng)急處理措施
　　1）冒頂發(fā)生后，現(xiàn)場(chǎng)咨詢人員立即建議對(duì)冒頂塌坑部位用粘土回填并平整、夯實(shí)，采用彩條布對(duì)塌陷范圍地面進(jìn)行覆蓋。
　　2）在塌陷區(qū)周圍開挖截排水溝，避免雨水流入塌坑。
　　3）對(duì)地面塌陷區(qū)進(jìn)行測(cè)量，復(fù)核地面塌陷區(qū)域與導(dǎo)流洞塌方位置的平面關(guān)系。地形測(cè)量結(jié)果表明，地面塌坑中心位于樁號(hào)0＋427靠導(dǎo)流洞中心線的左側(cè)，地面塌陷面積約140m2，最大塌陷深度約8m。
　　4.2塌方處理方案
　　1）灌漿
　　
　　圖1導(dǎo)流洞塌方冒頂處地面注漿處理斷面圖
　　為保證在洞內(nèi)進(jìn)行塌方處理安全，在從洞內(nèi)對(duì)此塌方冒頂段處理之前，先從地面對(duì)塌方冒頂段巖土體進(jìn)行灌漿加固。灌漿區(qū)域?yàn)轫槍?dǎo)流洞方向K0＋410～K0＋448，垂直導(dǎo)流洞方向灌漿范圍為邊墻向外各10m，灌漿范圍還可根據(jù)鉆孔揭露松動(dòng)圈范圍進(jìn)行調(diào)整。
　　本灌漿加固工程具有鉆孔深度大，施工作業(yè)面狹窄，質(zhì)量要求高，工期緊的特點(diǎn)。在灌漿作業(yè)開工前，承包人預(yù)先編制一份鉆孔和灌漿施工措施計(jì)劃報(bào)送業(yè)主和咨詢?nèi)藛T審核、批準(zhǔn)，其內(nèi)容包括：鉆孔和灌漿工程的施工平面布置圖、鉆孔和灌漿的材料和設(shè)備、鉆孔和灌漿的程序和工藝、鉆孔和灌漿的質(zhì)量、安全保證措施、鉆孔和灌漿的施工人員配備、施工進(jìn)度計(jì)劃等。
　　2）影響帶加強(qiáng)支護(hù)
　　對(duì)塌方區(qū)影響帶K0＋413～K0＋423、K0＋443～K0＋460段的支護(hù)進(jìn)行加強(qiáng)。增加鋼支撐間的連接，沿水平方向每隔1.5m高焊接一道通長(zhǎng)的槽鋼，鋼支撐間采用Φ30鋼筋做剪刀撐對(duì)相鄰鋼支撐進(jìn)行斜向的連接，加強(qiáng)鋼支撐的整體穩(wěn)定性；在鋼支撐表面重新噴15cm厚C25混凝土封閉；對(duì)塌方影響帶全斷面進(jìn)行灌漿，灌漿壓力為0.2Mpa，使塌方影響帶的圍巖及松散體形成密實(shí)、穩(wěn)固的整體結(jié)構(gòu)；對(duì)缺少系統(tǒng)錨桿和鋼支撐鎖腳錨桿的部位進(jìn)行錨桿的補(bǔ)打。
　　3）小導(dǎo)管注漿
　　沿開挖輪廓線施打小導(dǎo)管，小導(dǎo)管與洞軸線交角10°向外側(cè)輻射狀施打。小導(dǎo)管間距10cm，排距2.5m，采用Φ42鋼管制作，鋼管長(zhǎng)4.5m，前端制作出尖角，管身前4m布置花孔。
　　注漿采用水灰比為0.5的水泥凈漿進(jìn)行固結(jié)灌漿，灌漿壓力為0.2Mpa，使四周松渣體形成一個(gè)穩(wěn)定、具有一定強(qiáng)度的保護(hù)殼，以便施工人員能夠在下面安全作業(yè)。
　　4）塌方區(qū)分層開挖
　　灌漿工作完成后，將塌方區(qū)分為上下兩個(gè)部分共四層進(jìn)行順次施工。先進(jìn)行中間部位的開挖、出渣，預(yù)留兩側(cè)邊墻作為上部鋼支撐的支撐腳，最后進(jìn)行單側(cè)邊墻的開挖，開挖以每50cm為一循環(huán)，開挖后立即進(jìn)行錨噴及鋼支撐的支護(hù)施工。鋼支撐以一根作為一個(gè)施工循環(huán)，兩側(cè)邊墻對(duì)稱開挖、支護(hù)，一根鋼支撐支護(hù)完成后才準(zhǔn)許進(jìn)行另一側(cè)的開挖、支護(hù)工作。
　　5）錨噴支護(hù)
　　設(shè)計(jì)邊線開挖出后立即進(jìn)行噴砼封閉，然后掛網(wǎng)進(jìn)行鋼支撐安裝，鋼支撐盡量貼近巖面，鋼支撐間利用槽鋼或Φ30鋼筋斜向連接并與鋼支撐嚴(yán)密焊接，使鋼支撐形成個(gè)穩(wěn)固的整體。鋼支撐間距為50cm一榀，采用2根I15的工字鋼并排安裝作為一榀。工字鋼預(yù)先按照開挖體型制作完成，工字鋼兩端需焊接連接板，板上開孔，工字鋼之間采用φ18高強(qiáng)度螺栓連接。
　　鋼支撐安裝完成后人工在工字鋼兩側(cè)施打Φ25鎖腳錨桿，每根工字鋼布置2組鎖腳錨桿，每組2根，錨桿入巖4m，外露50cm，與鋼支撐焊接。鋼支撐安裝后不得侵占襯砌斷面，鋼支撐間噴15cm厚C25砼進(jìn)行回填。
　　在第二層開挖時(shí)在對(duì)一層鋼支撐中部鋼支撐進(jìn)行臨時(shí)加強(qiáng)支撐，支撐采用20cm×20cm木枋，中間布置斜拉，底腳橫向相互間進(jìn)行連接，支撐底部安放木枋或工字鋼，減少沉降量。
　　6）塌方區(qū)頂部松渣處理
　　塌方區(qū)第一層全部貫通后立即組織對(duì)頂部松渣體及空腔進(jìn)行處理，先對(duì)松渣體進(jìn)行固結(jié)灌漿，并預(yù)留上部空腔回填灌漿管，待砼襯砌完成后，最后對(duì)上部的空腔進(jìn)行回填灌漿。
　　7）施工期及后期觀測(cè)
　　為了確保施工期及后期（混凝土襯砌前）隧洞安全，在K0＋435樁號(hào)布置收斂觀測(cè)斷面，設(shè)置7個(gè)收斂觀測(cè)點(diǎn)，一個(gè)布置在頂拱，另2個(gè)布置在拱角上1m的位置，在下部開挖完成后分別在兩側(cè)邊墻底板高程以上1.5m和拱角以下0.5m各布置一個(gè)，每天觀測(cè)，采集數(shù)據(jù)上報(bào)進(jìn)行分析。根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，如果有較大變形時(shí)可追加管棚排數(shù)施工。
　　5結(jié)論
　　不良的工程地質(zhì)條件和不合理的施工方法方案都可能造成導(dǎo)流洞塌方，地質(zhì)勘探、施工方案制定和施工管理對(duì)導(dǎo)流洞塌方起決定性作用。塌方處理方案直接影響塌方體周圍洞室的穩(wěn)定性、施工人員生命以及國家財(cái)產(chǎn)的安全，方案制定務(wù)必認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)。[3]
　　本次隧道塌方已經(jīng)治理完成，雖然對(duì)工期和施工成本造成了影響，但治理措施是可行的，從量測(cè)情況看治理是成功的，為本隧道的順利貫通以及以后不良地質(zhì)條件下的隧道施工積累了一定技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]歐陽小叢,大渡河大崗山水電站廠房地質(zhì)塌方處理,水利水電施工，2010年第1期
　　[2]梁雪華，徐黎明，廣西下福水利樞紐工程鋼筋場(chǎng)塌方處理，廣西水利水電，2008年第六期
　　[3]李軍偉,隧道塌方處理工藝,沿海企業(yè)與科技,2010年第二期                職稱論文