引水隧洞支洞與主洞交接段施工技術(shù)

1、引水隧洞支洞與主洞交接段施工技術(shù)1 工程概況 重慶郁江馬巖洞水電站工程位于重慶市彭水縣境內(nèi)， 引水隧洞全長5048.625m,內(nèi)徑6.8m,縱坡3.650%o,鋼筋混凝土圓形 襯砌，襯砌平均厚度0.50.8m,在洞線平面上設(shè)三個(gè)施工支洞。 其中1#支洞全長406.35m,城門洞型斷面，斷面尺寸 7X 6m（寬 X高），與主洞相交處的主洞樁號(hào)為引0+509.356m,交接段設(shè)計(jì)斷面形式見圖 12 交接段地質(zhì)情況引水隧洞交接段處于擠壓破碎帶之內(nèi), 巖層由于構(gòu)造擠壓強(qiáng) 烈,巖體呈碎裂結(jié)構(gòu),圍巖極其破碎松散,以黃粘土夾碎狀塊石 為主,地下水處于飽和狀態(tài),圍巖在地下水的長期浸泡下,巖體 強(qiáng)度極低,開挖后

2、無自穩(wěn)能力,圍巖在重力、地質(zhì)應(yīng)力以及水流 沖刷的共同作用下極易形成大規(guī)模塌方，為V圍巖，施工難度較大。3 施工方案根據(jù) 1 #施工支洞開挖支護(hù)成功經(jīng)驗(yàn),結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況, 經(jīng)研究論證, 本著交接段支護(hù)不侵占主洞村砌斷面, 避免后期進(jìn) 行二次擴(kuò)挖支護(hù)的原則,采用以下施工方案：開挖前首先采用超前小導(dǎo)管注水泥水玻璃雙液漿固結(jié)松 散巖層；抬高 1#施工支洞拱頂高程至接近主洞拱頂高程位置,在支洞與主洞交接段的主洞區(qū)域內(nèi)拱部縱向（支洞中線方向 ） 開挖4m寬的平洞至主洞內(nèi)邊緣，對(duì)支洞 K0+396.850+402.35段 設(shè)置套拱； 然后進(jìn)行交接段主洞區(qū)域內(nèi)的二期拱架支護(hù)， 拱架一 側(cè)支撐在支洞套拱上面，

3、另外一側(cè)支撐在主洞內(nèi)邊緣基巖面上， 既分兩期縱向、環(huán)向設(shè)置雙層拱架加固的辦法通過該地段。4 施工方法及措施4.1 超前小導(dǎo)管注漿交接段進(jìn)行開挖之前， 在支洞拱部設(shè)置超前小導(dǎo)管， 注水泥 一水玻璃雙液漿加固松散圍巖。小導(dǎo)管采用 42x 3.5mm熱軋無 縫鋼管，長度34.0m，環(huán)向間距20cm,縱向2.5m 一環(huán)，相鄰 兩排導(dǎo)管搭接距離不小于 1.5m，外插角510。注漿終凝時(shí)間 控制在 1 分鐘左右，水泥漿水灰比 W:C=1:10.7:1 ，注漿時(shí)水 灰比從 1:1 由稀到濃逐級(jí)變換到 0.7:1 ，水泥漿與水玻璃的體積 比Vc： Vs=1:1，水玻璃模數(shù) M=3.13.4，玻美度 Be =4

4、0,注 漿壓力 0.51.0Mpa。4.2 漸變段施工為滿足交接段拱部平洞施工和車輛通行要求,對(duì)1#施工支洞斷面逐漸加寬、 加高, 使交接處的施工支洞拱頂高程接近主洞 拱頂高程。共分兩個(gè)階段漸變。（1）從支洞樁號(hào) K0+391.85 開始進(jìn)行第一階段漸變,至樁號(hào) K0+396.85結(jié)束，長度共計(jì)5m斷面由原設(shè)計(jì)7x 6m（寬x高）變 化到7X7米（寬x高），支洞高度抬高100cm（2）從支洞樁號(hào) K0+396.85 開始進(jìn)行第二階段漸變，至樁號(hào) K0+402.35結(jié)束，長度共計(jì)5.5m，斷面由7X 7m（寬X高）變化到 8X 8.11m（寬X高），支洞高度再次抬高110cm斷面寬度加大 1.0

5、m。4.3 平洞施工 （一期開挖支護(hù) ）從支洞 K0+402.35 開始進(jìn)入主洞施工區(qū)域， 為防止掌子面失 穩(wěn)，對(duì)支洞樁號(hào)K0+402.35斷面處的掌子面兩側(cè)邊墻各 2m部位 進(jìn)行噴射混凝土封閉（圖2陰影部分），厚度20cm進(jìn)入主洞區(qū) 域后，從支洞拱頂開始進(jìn)行平洞施工，對(duì)支洞樁號(hào)K0+402.30+410.95段拱頂部位按照4m寬的方型斷面進(jìn)行一期開挖支護(hù) （見圖 2所示） ，開挖高度隨進(jìn)尺不斷改變， 以不侵占主洞襯砌斷 面為原則。4.4 套拱及橫梁施工由于支洞最大斷面達(dá)到 8X 8.11m（寬X高），為確保施工安 全，對(duì)支洞 K0+396.850+402.35 段設(shè)置套拱， 提高該段抗變形

6、能力，為施工方便。套拱拱部采用掛模噴射混凝土方式施工，套 拱內(nèi)設(shè)工字鋼（工18）拱架，間距50cm/榀，噴射混凝土厚度 30cm在樁號(hào)K0+402.35套拱上面設(shè)置橫梁，橫梁采用2根工字 鋼（工18）并排焊接而成，橫梁與套拱工字鋼之間焊接工字鋼 （工 16） 支撐，增加橫梁剛度和穩(wěn)定性，為增加套拱拱架承載能力， 橫梁下面套拱工字鋼采用 2 組拱架（工 1 8）焊接成一體。4.5 交接段主洞二期支護(hù)施工套拱施工完畢后，在主洞已經(jīng)開挖完畢的4m寬平洞內(nèi)設(shè)置環(huán)向拱架支撐， 拱架一側(cè)支撐在支洞套拱橫梁上面， 另外一側(cè)支 撐在主澗內(nèi)邊緣基巖面上，支護(hù)措施為：工字鋼 （工 18）拱架間 距50cm/榀，延

7、拱架內(nèi)外環(huán)向設(shè)置 20mn縱向連接鋼筋，環(huán)向 間距50cm拱架后面設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)片，鋼筋采用 6.5mm圓鋼，網(wǎng)格尺寸15X 15cm拱墻設(shè)置鎖角錨桿，錨桿長度4.5m，環(huán)向間距2m環(huán)向拱架固定后，對(duì)環(huán)向拱架與一期平洞拱架之間設(shè) 置工字鋼支撐，噴射混凝土厚度20cm然后對(duì)平洞一期支護(hù)邊墻工字鋼拱架拆除，詳見見圖 3 所示。4.6 套拱與一期支護(hù)間空隙回填對(duì)支洞套拱與一期支護(hù)之間的空隙采用噴射C20混凝土回填密實(shí)，施工時(shí)采取分層噴射的辦法，每層厚度不超過30cm，回填完畢后，對(duì)套拱段進(jìn)行徑向小導(dǎo)管注漿固結(jié)，使套拱、原一 期支護(hù)和回填的噴射混凝土形成整體，增強(qiáng)其共同抵抗變形能 力。4.7 主洞上下游

8、施工在形成主洞施工工作面后， 分別對(duì)主洞上下游按照半徑 4.4m 進(jìn)行開挖支護(hù)， 為防止下沉量過大和后期進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)時(shí)侵占襯 砌斷面，對(duì)該段預(yù)留20cm沉降量。上游開挖至引 0+500.356 , 下游開挖至引 0+518.356 后恢復(fù)至設(shè)計(jì)斷面。4.8 開挖在支洞和主洞施工過程中。 每循環(huán)注漿完畢后， 為防止開挖擾動(dòng)和支護(hù)時(shí)發(fā)生掌子面失穩(wěn)引起牽引性坍塌， 開挖采取上下臺(tái) 階、預(yù)留核心土環(huán)形開挖法施工，以人工開挖為主，機(jī)械開挖為 輔，每循環(huán)進(jìn)尺0.5m。每個(gè)部位開挖完畢后立即噴射 5cm厚度 的混凝土封閉，及時(shí)施做初期支護(hù)。4.9 排水孔為減小地下水對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的滲透壓力， 降低地下水位線，

9、確 保一期支護(hù)的施工安全， 支護(hù)完畢后對(duì)兩側(cè)邊墻和拱部設(shè)置直徑 50m m長度L=3m環(huán)向間距1m,縱向排距1m仰角10 、梅 花型布置的排水孔。4.10 圍巖量測交接段要嚴(yán)格進(jìn)行圍巖量測，每格3m建立一組圍巖量測點(diǎn)， 在一期支護(hù)完成后，套拱施工前，每隔 5 小時(shí)量測一次，其目的 是將量測結(jié)果及時(shí)反饋， 使圍巖活動(dòng)出于有效的監(jiān)控之下， 及時(shí) 掌握圍巖的動(dòng)態(tài)以及支護(hù)工作狀態(tài)。 量測數(shù)據(jù)顯示， 交接段拱頂 下沉最大值8.7cm,水平收斂最大值5.8cm，通過監(jiān)控量測達(dá)到 了安全施工的目地。5 結(jié)語通過對(duì)馬巖洞水電站引水隧洞 1#施工支洞與主洞交接段施 工,體會(huì)如下：(1) 在水電站建設(shè)中,復(fù)雜地質(zhì)條件下的施工支洞與主洞交 接地段按照此方案施工,切實(shí)可行,施工方便,是一種實(shí)用、有 效的方法,可在今后施工中推廣應(yīng)用。(2) 在地質(zhì)條件較差的