梨园水电站导流洞特大塌方施工技术.pdf

水利水电技术第 4 1卷2 0 1 0年第5期 梨园水电站导流洞特大塌方施工技术 章新发 ，苗延强，卓战伟 ( 中国人 民武装警察部队 水 电第一总队，广西 南宁5 3 0 0 2 8 ) 关键词：导流洞；塌方 ；施 工技术 ；梨园水 电站 中图分 类号 ：T V 5 2 ( 2 7 4 ) 文献标识码 ：B 文章编 号 ：1 0 0 0 - 0 8 6 0 ( 2 0 1 0 ) 0 5 0 0 3 1 0 2 1 引言 随着工程行业技术水平的不断提高 ，具有各种特 点的长大隧道 、复杂地质隧道 、大断面隧道应用越来 越广泛。但由于地质条件、施工方法等多种 因素的影 响，隧道塌方仍是常见的事故 ，塌方直接危及施工人 员的生命安全 ，造成设备损坏 、延误工期、增加额外 工程费用等严重损失。塌方处理方案的关键是确保安 全、不留质量隐患 ，方案要具有可行性 ，省时省工且 工程费用较低。现以梨 园水 电站导流洞特大塌方处理 为例 ，浅述处理特大隧道塌方的施工技术 。 2 工程概况 梨园水电站工程属大( 1 ) 型 I等工程 ，主要永久 性水工建筑物为 1 级建筑物。工程是以发电为主，兼 顾防洪、旅游等综合利用的水利水电枢纽工程。水库 库容为 7 2 7 X 1 0 m ，电站装机容量 2 4 0 0 MW( 4 X 6 0 0 MW) 。工程施工导流采用全年 围堰挡水 、围堰一 次断流 、1 与 2 导流洞泄流的全年导流方式 。截流时 1 、2 导流洞同时过流。 2 导流洞 0+1 6 50+ 2 1 0洞段 围岩受 F 2 d一1断 层影响，岩质软弱，岩体裂面多绿泥石化，地下水丰 富，导致岩体间咬合力差 ，加上 F 2 d一1断层 、g 3 、 g 4及 3组节理互相组合切 割，岩体呈碎裂状 ，易形 成块体失稳或顶拱失稳 ，围岩不稳定。设计支护类型 为：架设工字钢 I 2 0 a ，间距 0 5 m；系统锚杆 4, 2 5 ， L= 4 5 m，间距为 4 m X 0 5 m梅花形布置 ；系统锚 杆 4 , 2 8 ，L= 9 m，间距 为 4 m X 0 5 m 梅花形布置 ； 锚杆头之 间用 4, 1 6钢 筋横 向连接 。2 0 0 9年 5月 2 2 日，2 导流洞 0+1 6 50+2 1 0段发 生大面 积塌方 ， 塌方方量约 1 5万 m 。2 0 0 9年 6月 1日开始对塌方 衙 Re s o u r c e s a n d Hy d r o po w En g i n e e ri n g V o l 41 No 5 段进行前期处理 ，2 0 0 9年 6月 3 0日又发生了大面积 掉快塌方 ，塌方方量约 0 3万 m 。2 0 0 9年 7月 1 1日 开始对塌方体进行前期处理 ，2 0 0 9年 8月 1 4日塌方 体前期处理工作基本结束。2 0 0 9年 8月 1 6日，开始 进行塌方段的开挖 、支 护和衬砌工作。1 0月 2 3日， 塌方段开挖 、支护 、衬砌工作基本结束。处理后 的监 控观测结果显示 ，下沉 、收敛变形均符合设计及规范 要求。 3 塌方治理方案 3 1 塌方原因 2 导流洞 0+1 6 5 0+ 2 1 0洞段 围岩受 F 2 d一1断 层影响，岩质软弱 ，岩体裂面多绿泥石化 ，地下水丰 富 ，施工时恰逢雨季 ，使土石 中天然含水量增大 ，土 石体几乎达饱和状态 ，从而降低 了围岩的强度 ，开挖 后整体失稳，致使发生特大塌方，塌穴直径达 3 6 m， 塌方高度 2 5 m，塌 口周 围 6 m 范 围出现 环状裂缝 ， 塌穴示意图见图 1 。 3 2塌方前期处理方案 3 2 1 塌 方 体 处理 用湿喷台车对塌方体喷射 C 2 0钢纤维混凝土 2 0 c m 厚进行封闭，在塌方体 内布置 固结灌浆管 ( 4,1 6 8 ) 对 塌方体进行 固结灌浆 ，并做好排水设施将塌方段的渗 水排除。 3 。 2 2塌 方 空腔 处理 从塌方体下游修 台阶状 人行通道进 入塌方体 上 部 ，在塌方体上部对塌方体空腔进行支护 ，先对塌方 段 四周喷 C 2 0钢纤维混凝土进行封闭，喷3遍 ，厚度 收稿 日期 ：2 0 1 0 - 0 3 0 5 作者简 介：章新发 ，男 ，工程师 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 章新发， 等梨园水电站导流洞特大塌方旋工技术 图1 塌方段塌穴示意( 单位：m) 5 e m；喷护完成后打 5 ，L= 4 5 m锚杆，锚杆问距 为2 m 2 m梅花形布置和随机锚筋桩 3 + 2 8 ，L= 9 m， 锚杆之间采用 + 1 6钢筋连接；并挂网 4 ,6 5 2 0 c m 2 0 c m；再喷 C 2 0钢纤维混凝土 ，厚 2 0 c m。 3 2 3混凝土填充 在塌方段( 0+1 6 50+2 1 0 ) 上部从下游方 向采 用 I 2 0 a 工字钢往上游架设 2 0 m x 1 2 m( 高 宽) 安 全施工通道 ，其中斜坡段 3 0 m，垂直段 2 0 m，每榀工 字钢间距5 0 c m，并在通道内预埋7根6 5 o钢管作为回 填灌浆管，其中 3根兼 做排气管，钢管每根 长 5 5 m。 利用该通道作为混凝土浇筑施工通道和安全逃生通道。 对塌方体上部空腔位置泵 送高流态 C 2 5钢纤维 混凝土 ，在塌方段上下游两侧用模板封堵 ，保证混凝 土流入塌方体上部空腔内。 从 1 5 8 4 m高程到塌方段顶部打孔 1 4个 ，单孔 深约 1 2 0 m，等塌方段衬砌完毕后再从 1 5 8 4 I n高程 对塌方段顶部回填 C 2 0混凝土。 3 2 4塌 方段 围岩 处理 在 l 导流洞 0+1 6 0 0+ 2 1 0桩号位置与 2 导流洞 之间设置 1 0 0 0 k N对穿锚索，间排距 4 m x 4 m，梅花 形布置 ，水平孔。前期作为固结灌浆孔，对 1 、2 导 流洞问岩体实施固结灌浆，后期作为对穿锚索孔。 在塌方段上 下游撑子面处 向 2 导流洞右侧边墙 打设 3 0 m斜孔作为固结灌浆孔 ，对 2 导流洞塌方段 右侧拱肩进行预固结灌浆。 对 0+ 2 1 0 0+ 2 1 5边顶拱裂隙发育段进行支护 ， 支护措施如下：顶拱架设 I 2 0 a 工字钢，拱架问距 0 5 m， 在每榀工字钢两侧起拱线以下布置4排3 6 2 8 ， L=9 0 m 的锚 筋桩 ，排 间距 为 2 0 m 2 0 m，与 I 2 0 a工字钢焊接牢固，钢拱架安装完毕后采用 4 , 2 5 5 0 c m的螺纹钢筋进行横向连接， 挂 6 6 5 2 5 2 5 c m 的钢筋网片，然后喷 2 0 c m厚 C 2 0钢纤维混凝土。 3 3 塌方段开挖、支护和衬砌 开挖由下游向上游进行 ，开挖遵循“ 短进尺、弱爆 破、强支护” 的原则，按 1 0 2 0 m短进尺分段开挖。 开挖先挖左半洞( 宽 1 0 m) ，将掌子面喷 2 0 c m厚的钢 纤维混凝土进行封闭，按设计标准支护后，再挖右半 洞( 宽 8 m) ，将掌子面喷钢纤维混凝土进行封闭，按 设计标准进行支护，然后开挖底板保护层 ( 厚 3 m) ， 开挖过程中对前期处理塌方段时的对穿锚索进行张拉。 开挖完 1 0 m左右后 ，首先浇筑底板 ，然后应用 钢模台车绑扎钢筋，应用钢模台车进行全断面衬砌， 在浇筑前 预埋排水管将塌方段渗水排 出。衬砌完 成 3 d后，应用钢模台车作为钻爆台车进行钻爆 ，继续 开挖 ，按照此顺序循环施工 。 为了加快开挖进度 ，我部也从上游 0+1 6 5桩号 往下游进 行开挖，按照上述开挖方法进行 ，开挖 至 0+1 7 8桩号，正好与从下游 向上游开挖面相遇。1 1 月 2 E t ，塌方段开挖 、支护 、衬砌施工完毕。 4 质量控制 为及时准确掌握塌方处理状况 、确保施工安全 ， 施工中进行了全过程监控 ，及时反馈信息，遇突发事 件可及时处理。 ( 1 ) 高度重视塌方施工安全 ，成立塌方处理领导 小组 ，负责现场监控、施工 、处理方案的制定和施工 参数调整等。安排责任心强 、有实际施工经验的人担 任险情观察员 ，现场统一指挥，选派反应敏捷 、施工 操作熟练的技术工人 ，确保施工快速、安全。 ( 2 ) 加强照明、通风，使作业面维持相对稳定 的 光、热环境 ，既方便观察险情 、便于施工作业 ，又降 低了温差变化对岩层风化、局部应力变化的影响。 ( 3 ) 在塌方区及前后范围内增设监测点 6个 、周 边收敛监测断面 6个 ，在塌方前期处理及开挖掘进前 后测量做好监测记录， 及时统计分析反馈信息指导下 一 步施工。 5 结语 塌方处理按照既定方案稳步快速实施 ，前后历时 5个 月，整个施工过 程紧张 、有 序 ，未发 生任何安 全 、质量事故。经过后期 2个月的监测、观察 ，塌方 段未发生混凝土开裂、沉降变形现象， 说明处理方案 是可行的 ，处 理效果 达到 了预期 “ 安全 、快速 、节 约” 的 目的。梨园水电站导流洞特大塌方处理方法将 会对特大类型塌方处理有一定的指导意义。 ( 责任编辑林雁庆) 水利水电技术第 4 1卷2 0 1 0年第5期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m