摘要:緬甸道耶坎二級水電站導流隧洞出口樁K0＋423～K0＋443段發生塌方，出現險情。分析表明，引起塌方的原因是塌方處的地質條件較差，且施工方案存在問題。通過對塌方部位進行灌漿、加強支護等處理后，效果良好。
　　關鍵字：緬甸，道耶坎二級水電站，導流洞塌方機理，處理措施
　　隨著我國基本建設規模的擴大，隧道工程已經成為鐵路、公路和水利水電等大型項目中的重要工程。隧道工程的重要性越來越顯著，隧道工程的數量和長度明顯增加，規模不斷擴大。然而，不良的工程地質和水文地質以及由此而引發的塌方是隧道施工過程中不可回避的技術難題。文章以緬甸道耶坎二級水電站導流洞塌方為例，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，設計壩高93m，總裝機為120MW。
　　壩址區處在一個由巖漿巖夾持的帶狀碎屑巖“島”上，該區內碎屑巖經歷了較強的構造作用和程度不同的變質作用，巖層多為高傾角甚至直立，巖性多為變質砂巖、片巖等，其中變質砂巖為硬巖，片巖為軟巖。巖石通常緊密結合并受到強風化作用，通過鉆孔巖芯初步判斷，巖體全、強風化厚度較大。
　　導流隧洞布置在左岸山體內，洞身段長520m（實際開挖洞段長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107m，洞室穿越的地層巖性為片巖、千枚巖、變質砂巖、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構為主，軟巖和中硬巖交替出現，且各類巖組中巖性較復雜。受區域構造環境的影響，隧洞中局部地段巖層褶皺強烈，巖體中裂隙極發育。洞室圍巖為Ⅳ～Ⅴ類，且以Ⅴ為主。
　　2塌方情況
　　2009年9月9日凌晨導流洞出口樁號K0＋423～K0＋443段在進行下部修邊支護的過程中出現塌方，塌方量預計在4000m3。該段在2009年1月份導流洞上部開挖施工中曾出現塌方，但當時塌方量較小加上處理方案得當，塌方段迅速通過。本次塌方首先由邊墻塌方開始，繼而頂拱出現大面積塌方，由于導流洞開挖下部開挖已經完成，加上導流洞開挖高度大，給塌方段的處理帶來了諸多的困難。9月22日塌方段地面出現陷坑，隧洞塌方發展為冒頂。
　　3塌方機理研究
　　經幾方調查分析，總結塌方原因分為內因和外因兩種。
　　3.1內因：地質原因
　　1）巖性：塌方段巖性主要為變質砂巖，局部段為千枚巖，K0+423～K0+441段為變質砂巖，K0+441～K0+443段為千枚巖；巖體風化強烈，變質砂巖呈全強風化狀，錘擊巖塊聲啞，易碎，部分風化呈土狀，遇水有軟化、泥化現象，千枚巖呈強風化狀。
　　2）構造作用：巖層走向5～8°，傾向SE，傾角57～70°，結構面密集發育，沿面附有泥質充填；見一組裂隙密集發育，其走向70°，傾向NW，傾角58～65°，斷裂面平直，粗糙，裂隙短小密集；受幾組結構面切割影響，巖體塊度小，基本呈碎裂狀結構，局部為碎塊狀結構。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，對圍巖損傷較大，導致開挖斷面多數出現超挖現象，臨時支護過程中又未進行回填灌漿及固結灌漿處理；
　　2）上半段洞室頂拱的系統錨桿未按設計要求進行實施；
　　3）該段的頂拱部位在開挖過程中曾發生過垮方，鋼拱之上存在未充填密實的空腔，導致洞室頂拱以上圍巖易發生松動變形，產生較大的自重應力作用于鋼拱之上。
　　4）開挖下半洞時，采取先中部拉槽開挖，使洞室鋼拱的拱腳應力發生調整，導致兩側巖臺承受的荷載急劇增加，而巖臺的巖體主要為碎裂狀的變質砂巖，不能承受上部強大的壓應力產生流變，直至變形垮塌。
　　5）進行下部開挖時，鋼拱底部兩側的巖臺開挖后沒有及時的接腳，未能將鋼拱所承受的荷載傳遞至拱腳，導致發生較大的松動變形。
　　4處理方案研究
　　4.1應急處理措施
　　1）冒頂發生后，現場咨詢人員立即建議對冒頂塌坑部位用粘土回填并平整、夯實，采用彩條布對塌陷范圍地面進行覆蓋。
　　2）在塌陷區周圍開挖截排水溝，避免雨水流入塌坑。
　　3）對地面塌陷區進行測量，復核地面塌陷區域與導流洞塌方位置的平面關系。地形測量結果表明，地面塌坑中心位于樁號0＋427靠導流洞中心線的左側，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導流洞塌方冒頂處地面注漿處理斷面圖
　　為保證在洞內進行塌方處理安全，在從洞內對此塌方冒頂段處理之前，先從地面對塌方冒頂段巖土體進行灌漿加固。灌漿區域為順導流洞方向K0＋410～K0＋448，垂直導流洞方向灌漿范圍為邊墻向外各10m，灌漿范圍還可根據鉆孔揭露松動圈范圍進行調整。
　　本灌漿加固工程具有鉆孔深度大，施工作業面狹窄，質量要求高，工期緊的特點。在灌漿作業開工前，承包人預先編制一份鉆孔和灌漿施工措施計劃報送業主和咨詢人員審核、批準，其內容包括：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備、鉆孔和灌漿的程序和工藝、鉆孔和灌漿的質量、安全保證措施、鉆孔和灌漿的施工人員配備、施工進度計劃等。
　　2）影響帶加強支護
　　對塌方區影響帶K0＋413～K0＋423、K0＋443～K0＋460段的支護進行加強。增加鋼支撐間的連接，沿水平方向每隔1.5m高焊接一道通長的槽鋼，鋼支撐間采用Φ30鋼筋做剪刀撐對相鄰鋼支撐進行斜向的連接，加強鋼支撐的整體穩定性；在鋼支撐表面重新噴15cm厚C25混凝土封閉；對塌方影響帶全斷面進行灌漿，灌漿壓力為0.2Mpa，使塌方影響帶的圍巖及松散體形成密實、穩固的整體結構；對缺少系統錨桿和鋼支撐鎖腳錨桿的部位進行錨桿的補打。
　　3）小導管注漿
　　沿開挖輪廓線施打小導管，小導管與洞軸線交角10°向外側輻射狀施打。小導管間距10cm，排距2.5m，采用Φ42鋼管制作，鋼管長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的水泥凈漿進行固結灌漿，灌漿壓力為0.2Mpa，使四周松渣體形成一個穩定、具有一定強度的保護殼，以便施工人員能夠在下面安全作業。
　　4）塌方區分層開挖
　　灌漿工作完成后，將塌方區分為上下兩個部分共四層進行順次施工。先進行中間部位的開挖、出渣，預留兩側邊墻作為上部鋼支撐的支撐腳，最后進行單側邊墻的開挖，開挖以每50cm為一循環，開挖后立即進行錨噴及鋼支撐的支護施工。鋼支撐以一根作為一個施工循環，兩側邊墻對稱開挖、支護，一根鋼支撐支護完成后才準許進行另一側的開挖、支護工作。
　　5）錨噴支護
　　設計邊線開挖出后立即進行噴砼封閉，然后掛網進行鋼支撐安裝，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密焊接，使鋼支撐形成個穩固的整體。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高強度螺栓連接。
　　鋼支撐安裝完成后人工在工字鋼兩側施打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砼進行回填。
　　在第二層開挖時在對一層鋼支撐中部鋼支撐進行臨時加強支撐，支撐采用20cm×20cm木枋，中間布置斜拉，底腳橫向相互間進行連接，支撐底部安放木枋或工字鋼，減少沉降量。
　　6）塌方區頂部松渣處理
　　塌方區第一層全部貫通后立即組織對頂部松渣體及空腔進行處理，先對松渣體進行固結灌漿，并預留上部空腔回填灌漿管，待砼襯砌完成后，最后對上部的空腔進行回填灌漿。
　　7）施工期及后期觀測
　　為了確保施工期及后期（混凝土襯砌前）隧洞安全，在K0＋435樁號布置收斂觀測斷面，設置7個收斂觀測點，一個布置在頂拱，另2個布置在拱角上1m的位置，在下部開挖完成后分別在兩側邊墻底板高程以上1.5m和拱角以下0.5m各布置一個，每天觀測，采集數據上報進行分析。根據觀測結果，如果有較大變形時可追加管棚排數施工。
　　5結論
　　不良的工程地質條件和不合理的施工方法方案都可能造成導流洞塌方，地質勘探、施工方案制定和施工管理對導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定性、施工人員生命以及國家財產的安全，方案制定務必認真嚴謹。[3]
　　本次隧道塌方已經治理完成，雖然對工期和施工成本造成了影響，但治理措施是可行的，從量測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條件下的隧道施工積累了一定技術經驗。
　　參考文獻
　　[1]歐陽小叢,大渡河大崗山水電站廠房地質塌方處理,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,沿海企業與科技,2010年第二期                職稱論文