论文部分内容阅读
陶振芳
大唐乡城水电开发有限公司
【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+587m～K5+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+560m～K5+587m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
（1）《娘拥水电站引水隧洞A标后续工程K5+560m～K5+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》；
（2）《K5+560m～K5+587m段塌方处理专项技术措施》（SDQ-CDT-SCHPD-（娘拥）C-[2012]001-（措）-067）；
（3）《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》（DL/T 5099-2011）；
（4）《水电水利工程施工作业人员安全技术操作规程》（DL/T 5373-2007）；
（5）《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-2014）；
（6）《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-1991）；
（7）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）；
（8）《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：
①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；
②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；③围岩节理面裂缝逐步扩大；
④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；
⑤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 ①地质因素
a、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。②施工方法和措施不当
a、施工方法选择不当，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
①二次开挖支护遵循“短进尺、勤支护”原则，开挖循环进尺0.5m～1.0m，每一循环段分三层开挖完成，开挖一层即支护一层。
②二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
①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。
②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。
③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、装载机及自卸汽车时，应及时靠边避让。
④ 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
①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。
②电工定期对线路进行维护和检查，发现破损及时包扎绝缘。
③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。
④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2～5m，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。
①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。
②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。
③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
大唐乡城水电开发有限公司
【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+587m～K5+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+560m～K5+587m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
（1）《娘拥水电站引水隧洞A标后续工程K5+560m～K5+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》；
（2）《K5+560m～K5+587m段塌方处理专项技术措施》（SDQ-CDT-SCHPD-（娘拥）C-[2012]001-（措）-067）；
（3）《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》（DL/T 5099-2011）；
（4）《水电水利工程施工作业人员安全技术操作规程》（DL/T 5373-2007）；
（5）《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-2014）；
（6）《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-1991）；
（7）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）；
（8）《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：
①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；
②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；③围岩节理面裂缝逐步扩大；
④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；
⑤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 ①地质因素
a、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。②施工方法和措施不当
a、施工方法选择不当，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
①二次开挖支护遵循“短进尺、勤支护”原则，开挖循环进尺0.5m～1.0m，每一循环段分三层开挖完成，开挖一层即支护一层。
②二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
①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。
②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。
③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、装载机及自卸汽车时，应及时靠边避让。
④ 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
①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。
②电工定期对线路进行维护和检查，发现破损及时包扎绝缘。
③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。
④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2～5m，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。
①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。
②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。
③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