隧洞塌方處理方案的選擇與應(yīng)用

PAGEPAGE8隧洞塌方處理方案的選擇與應(yīng)用［摘要］根據(jù)xx水電站7號(hào)隧洞塌方段的地質(zhì)條件和施工條件現(xiàn)狀對塌方處理方案進(jìn)行比選，提出了技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的施工方案，取得了良好效果，對類似工程的處理提供了借鑒。［關(guān)鍵詞］隧洞塌方處理方案超前小導(dǎo)管法xx水電站1概述xx水電站位于四川省xx境內(nèi)的xx（xx江支流）上，是xx六個(gè)梯級(jí)電站中的第三級(jí)。采用低閘引水式發(fā)電，電站裝機(jī)4臺(tái)，單機(jī)容量60MW，總裝機(jī)容量240MW。主要由首部樞紐、引水系統(tǒng)、地面廠房系統(tǒng)等建筑物組成。引水系統(tǒng)由引水隧洞、調(diào)壓室、壓力管道組成。引水隧洞布置在xx右岸，全長18.7m，為有壓圓形洞，大部分地段采取掛網(wǎng)噴錨臨時(shí)支護(hù)措施。工程區(qū)位于“川滇菱形”斷塊內(nèi)的次級(jí)斷塊“稻城斷塊”東緣，受次級(jí)斷塊“稻城斷塊”邊界斷裂帶的影響和控制，地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜。引水隧洞發(fā)育4條規(guī)模較大橫切隧洞的斷層—xx、xx、xx、xx斷層，破碎帶一般寬約20~40m，xx斷層寬達(dá)100~200m，由碎裂巖、糜棱巖、角礫巖、少量斷層泥、裂隙密集帶組成。隧洞區(qū)層間剪切錯(cuò)動(dòng)帶及各類結(jié)構(gòu)面均較發(fā)育，地層揉皺強(qiáng)烈。引水隧洞沿線出露巖性主要為奧陶系下統(tǒng)瓦廠組（O1W）板巖夾變質(zhì)石英砂巖、千枚巖、人公組（O1r）的變質(zhì)石英砂巖夾板巖、千枚巖，少量三疊系下統(tǒng)領(lǐng)麥溝組（T1l）的板巖夾千枚巖、硅質(zhì)板巖，志留系（S1）的板巖夾千枚巖、硅質(zhì)巖，巖層總體產(chǎn)狀：N30°~40°W/SW∠30~50°。整個(gè)洞段Ⅳ類圍巖約占65%，Ⅲ類圍巖約占30%，Ⅴ類圍巖約占5%。2塌方情況及原因分析2.1塌方情況簡介隧洞開挖至樁號(hào)13+058處時(shí)發(fā)生塌方，隨后施工單位采取了格柵拱架的支護(hù)措施。但由于頂拱不斷掉塊，為保證施工人員的安全，格柵拱架支撐到13+060時(shí)就停止了，持續(xù)掉塊的狀態(tài)延續(xù)了近2個(gè)月，塌方一直延伸至13+066處，13+058～13+060段的格柵拱架也被壓垮。塌方塊體充滿了整個(gè)端面并封閉了塌腔，據(jù)施工人員粗略測量，自左拱角至右邊墻形成一高約10m的塌腔，為一大型塌方。塌方縱剖面見圖12.2塌方原因分析經(jīng)業(yè)主、設(shè)代組、監(jiān)理和施工單位四方聯(lián)合進(jìn)行多次現(xiàn)場調(diào)查分析后認(rèn)為隧洞塌方主要有地質(zhì)因素和施工原因引起的。地質(zhì)因素：該塌方段地層巖性為炭質(zhì)板巖、炭質(zhì)千枚巖，巖性軟，層間結(jié)合差；巖層總體產(chǎn)狀為N80°E/SE∠45°，洞軸線沿水流的方向?yàn)?43°，巖層傾下游偏內(nèi)側(cè)；該段發(fā)育一順層面的擠壓性斷層破碎帶，主錯(cuò)帶寬約4m，破碎帶物質(zhì)為碎裂巖、糜棱角礫、石英團(tuán)塊等，大部分呈碎塊狀、碎屑狀；巖體穩(wěn)定性很差，判定圍巖類別為Ⅴ類。施工原因：主要是首次塌方時(shí)，施工單位沒有采取及時(shí)有效的支護(hù)措施，從而導(dǎo)致塌方的擴(kuò)大。3塌方處理方案及措施逃3.1婚勻塌方段大管棚膚法施工處理方伯案1)支護(hù)型式竄臨時(shí)支護(hù)采鋤用剝“膨管講棚烤+做鋼拱觀架憂+艱系統(tǒng)錨堵桿再+槍鋼纖維噴射混栗凝土支端護(hù)譜”祥的方法。支護(hù)依工藝流程為：猾管棚施學(xué)工件—熔鋼拱架架碼立瘋—甘系統(tǒng)錨錢桿棍—聞20cm踐厚鋼纖維噴射辣混凝土管棚參蕉數(shù)：孔深，樁抖號(hào)叛13+05節(jié)8鳥往下游材15m斷。采堪用濃Φ關(guān)114×怕6俯熱軋無縫鋼管習(xí)，每節(jié)長扇5m遍，以長料150mm最的絲扣連接，曬打設(shè)仰嗽角旋5扒～澤8鍋°芬。管棚沿拱坑部慢180手°泥范圍布置，間清距脫0.4m港，布再置臘3紗7叢根。鋼管內(nèi)配親置等長度惹的協(xié)3池×搖Φ繼2廊2確鋼筋束，鋼筋膠束側(cè)邊布競置命Φ跨25PV命C鮮注漿管，具體稀見鋼筋束布置莖圖筆(浩圖候2呈)幣。鋼筋接頭采淋用對焊焊接，局管壁上間距她200mm沙鉆四Φ話2促0垃小孔。鋼管中筋注水訂泥虧-韻水玻璃漿液，從注漿初壓揪力棟0.亞5找～都1MP暢a納，終壓胡力退2.炸0隸～把2.5MP地a普，注漿半徑不步小于鳳1.0m粉。注漿結(jié)束后汗用魯M1歡0劃水泥砂漿充填宋，以增強(qiáng)鋼管杏強(qiáng)度和剛度。估管棚端部應(yīng)與育格柵鋼架焊接始使鋼架與管棚中共同形成棚架幣支護(hù)體系。止呈漿墻采用鋼纖齊維噴混凝土，創(chuàng)混凝土厚度賠20cm務(wù)。姥鋼拱架主要參嶼數(shù)：鋼拱架采握用濟(jì)I2干0測工字鋼制作，聚間距步0.5m銅。每榀鋼架底億角各句設(shè)恒Φ騙2仔2定、灰L=鎖3.0m斃錨桿。相鄰鋼畜架疫用穿Φ店22mm癢鋼筋焊接，間狡距為君1.0m蛛，每外圈任2呼0蠢根。每榀格柵要鋼架由分者4拆個(gè)單元，單元壺間用鋼板綁焊忙連接，鋼板規(guī)傲格放A賽3而、厚δ桃=匙10mm剛。純系統(tǒng)錨桿：采視用其Φ胞25mm鑒，罪L(fēng)=匹4m泛錨桿，間排距悠1.5m添×弄1.5m必，梅花式布置昂。擱鋼纖維噴理射顧C(jī)2奮0怎混凝土慧20cm化。棉2哄)賤管棚施工工藝動(dòng)(1泛)繭管棚施工順序穗。超工作面封閉（友10cm辯厚找C2肢0編噴混凝土支護(hù)生）塌毒工作臺(tái)架設(shè)，波管棚定位并確燈定軸向標(biāo)志，遍架設(shè)鉆機(jī)，鉆株孔施工，高壓旋風(fēng)清管，置入綠鋼筋，注漿，遺清拆工作面轉(zhuǎn)素入開挖施工程困序。防(2炎)礎(chǔ)施工程序喊為保證施工人鞭員和設(shè)備安全近并為下一步注幫漿提供條件，自對工作面進(jìn)糟行玻C2雨0熔噴混凝土進(jìn)行屠封閉，采用腳色手架搭設(shè)工作燦平臺(tái)，測量放縫樣定點(diǎn)；因該滔段垮塌松散體唉夾雜有大小不排均的各類巖石涌，且?guī)r石的可絕鉆性折在嘆5尾～摟6壽m旅之間，直接施番工進(jìn)入和成孔塵后再置差入庫ф嗽10愁8蒸鋼管這種施工投工藝無法實(shí)施禍，故采科用猶ф腫11尊0逃偏心錘跟進(jìn)管秒鉆進(jìn)施工工藝方完成；管棚鉆洗孔達(dá)到設(shè)計(jì)深勤度退出偏向時(shí)皆，將管內(nèi)碎石渡、粉塵采用高原壓風(fēng)清除，然淘后置左入奉ф椅2會(huì)8練鋼筋宏于投ф垃10簡8去鋼管中，最后質(zhì)用止?jié){閥封孔令灌漿，使管棚翠圓周燙50cm仇范圍內(nèi)達(dá)到固劈結(jié)。誤3.2組三塌方超前小導(dǎo)鹽管法施工處理忽方案鍛1)疑暫施工程序見律圖噸3檢2)脂蕉施工方法騙(1饅)慌打超前小導(dǎo)管拼并進(jìn)行預(yù)固結(jié)怠灌漿主超前小導(dǎo)管選鏈用弦ф進(jìn)4臺(tái)8索有孔鋼管，長求度肉L=翼4m棕、盯6.0m芝，環(huán)向間距為花30cm呢，外仰角雕為永5務(wù)～春8司°協(xié)，搭接長度不折小于哀1.5m璃。采用超前小籃導(dǎo)管邊鉆邊灌貢漿的施工方法征；自進(jìn)式錨桿肢規(guī)格磨為濟(jì)ф裙2莫5聰，頭L=爪4m豎，索1.2m例×椒1.2m吸。容(2課)眠人工開挖上臺(tái)坡階并架設(shè)上臺(tái)踩階拱支撐鋪采用人工鑿?fù)诹娣ㄩ_挖，上臺(tái)宗階預(yù)留土心以漢便施工，循環(huán)險(xiǎn)進(jìn)尺控制在山1.0m低之內(nèi)。拱支撐蛛采漸用受I2填0量工字鋼制作，啄拱支撐的中心邀間距為焦0.5m議；工字鋼架設(shè)特時(shí)要將兩榀拱位支撐焊縫焊好推，并用甜2cm蓋厚的連接板加蛛強(qiáng)連接；拱支候撐安裝到位后裹及時(shí)焊煩接偷ф怖2鹽5恢、環(huán)向間距為醉50cm我的連接筋。搖(3封)博下臺(tái)階開挖、獄架設(shè)豎支撐納仍然采用人工蓋鑿?fù)诜ㄩ_挖，戒遇到大孤石放鄙小炮，每循環(huán)剩進(jìn)尺不超過愚1.0m痰。豎支撐采肯用邪I2鐮0盡工字鋼制作，價(jià)工字鋼間距與送上臺(tái)階頂拱的炎工字鋼間距一登致，并焊接牢奏固；豎支撐安測裝連接后，仍隊(duì)采列用閥ф籠2漲5脾鋼筋連接成一木個(gè)整體。彎(4冠)舟打鎖腳錨桿、法掛網(wǎng)噴混凝土漿普通徑向鎖腳散錨桿在一定程賺度上起固定拱草腳的作用，選確用溪ф開2衛(wèi)5抄鋼筋，長度一累般控制在付3m磨以內(nèi)，露出部晚分的長度控秤制謀在這2柿0倍～挎30c各m襖，將露出部分顧與型鋼的拱腳國焊接牢固。網(wǎng)駁片采頃用只Φ集6.戴5胸鋼筋制作，間慈距俱@故20cm托×屈20cm墻，鋼筋網(wǎng)應(yīng)鋪忽設(shè)在縱向連接哈筋與巖面之間墓，與圍巖的間醋隙不大于紗5cm魂，同時(shí)將鋼筋掌網(wǎng)通過焊接與悄型鋼連接為整關(guān)體?；炷羾妭蜃o(hù)厚度為傷20cm沙，噴射混凝土橋面必須保證平泊整。最好將整曠個(gè)第一次支護(hù)撒的受力骨架覆芬蓋，使第一次爆支護(hù)形成一個(gè)忠受力整體。缺4憲醫(yī)塌方處理方案白的比較及選擇病施工造價(jià)比較羽：采用大管棚育法施工，每進(jìn)苗尺一延米造價(jià)雹約桑3困萬元；采用超示前小導(dǎo)管法施羨工，每進(jìn)尺一醋延米造價(jià)筒約觀1.超5孟～借2月萬元。勻從施工難度考棟慮，采用大管牙棚法施工，需態(tài)要大型設(shè)備，揭因鉆機(jī)工作平豈臺(tái)為洞渣填筑錫，平臺(tái)頂部滲成水較嚴(yán)重，鉆自機(jī)在斜坡上就律位困難，鉆孔屬方向不易控制其；洞渣在鉆機(jī)讀振動(dòng)力作用下泥產(chǎn)生下沉現(xiàn)象夕，加之塌方體漠內(nèi)巖性軟硬不漂一，體內(nèi)被埋榮的格柵鋼架對稻鉆進(jìn)影響較大獲，致使鉆頭和朋套管經(jīng)常被卡煤，施工難度較訴大；采用超前遭小導(dǎo)管法施工箭，不需要大型租設(shè)備，可及時(shí)捷組織材料、人嘉員進(jìn)行施工，敗基本不存在造當(dāng)孔難、鉆孔方袋向不易控制的君問題。糖通過上述比較扯情況，超前小胡導(dǎo)管法的優(yōu)點(diǎn)紗顯而易見。具恒體實(shí)施過程中燥用淺孔小炮分抽區(qū)進(jìn)行，導(dǎo)洞薪高度粗約噴3.漢5串～泰4遭m障，瑞頂部采用超前砌錨桿、注漿小大導(dǎo)管或灌漿固垂結(jié)支護(hù)，型鋼聾支撐跟進(jìn)支護(hù)莊，待導(dǎo)洞通過斥塌方段后再進(jìn)憑行下部開挖，板并將該部分型夾鋼與上半部分假焊接牢固。謠5洪匹施工效果分析花評價(jià)濾塌方段工程地可質(zhì)條件差