彭偉平，李海清，尹 偉，張 洋

（1.中鐵五局 （集團(tuán)）第五工程有限公司，湖南 郴州 423000；2.中國水利水電建設(shè)工程咨詢中南公司瀘定監(jiān)理中心，四川 瀘定 626100；3.四川華電瀘定水電有限公司，四川 瀘定 626100）

瀘定水電站2號(hào)泄洪洞洞長1 432 m，進(jìn)口閘室底板高程1 315.00 m，洞身斷面為城門洞型，開挖斷面尺寸為16 m×23 m （寬×高），出口底板高程1 296.00 m。

渾水溝段樁號(hào)為K0+680～K0+715，水平埋深70～200 m，垂直埋深6～40 m。渾水溝常年過水。過溝段覆蓋層厚6.69 m。洞室上覆巖體最小厚度約6 m，巖石破碎，巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，鉆孔R(shí)QD≤20%；壓水試驗(yàn)透水率為3～10 Lu，局部裂隙密集帶部分透水性較強(qiáng)；圍巖以Ⅳ～Ⅴ類為主，屬穩(wěn)定性差～極不穩(wěn)定圍巖。

根據(jù)地質(zhì)勘探資料及現(xiàn)場(chǎng)地表勘查情況，決定對(duì)渾水溝段分3段采取不同開挖與處理措施。①K0+690～K0+710段。該段屬淺埋段，地表覆蓋層及巖層厚度介于13.1～55m之間，施工時(shí)先對(duì)地表進(jìn)行固結(jié)灌漿處理，再進(jìn)行洞室開挖。開挖前根據(jù)地質(zhì)情況采用超前小導(dǎo)管及超前錨桿支護(hù)。洞室開挖采用 “先中導(dǎo)洞再擴(kuò)挖”施工法。②K0+670～K0+690和K0+710～K0+715段。這兩段頂拱部位埋深較大，施工中采用全斷面開挖。

1 地表處理

1.1 地表水引排

渾水溝上游常年有水，在2號(hào)泄洪洞過渾水溝段，K0+695樁號(hào)洞軸線方向原地面右側(cè)頂部為一陡坎，水從其流出延伸到下游。為防止水滲入洞身范圍，影響地表固結(jié)灌漿處理效果，保證渾水溝段施工時(shí)洞內(nèi)施工安全，在地面進(jìn)行了固結(jié)灌漿，同時(shí)對(duì)該段渾水溝內(nèi)水流進(jìn)行了有效引排。

在陡坎部位采用C15片石混凝土擋水進(jìn)行封閉，混凝土頂部厚0.8 m，高1 m，兩側(cè)與坎壁連接（坎壁在施工前其表面必須清理干凈，并鑿毛與混凝土緊密連接），混凝土中間埋入兩排φ100 mmPVC塑料管，長度沿水流方向伸出開挖洞軸線以外5 m。保證水流順利排出渾水段地表范圍。

1.2 地表預(yù)固結(jié)灌漿

根據(jù)渾水溝段地形條件，布置固結(jié)灌漿孔67個(gè)，間排距1.5 m×1.5 m，呈梅花形分布?？可侥_兩側(cè)基本采用斜孔，其余為豎直孔，同時(shí)在伸入洞身后間距過大的孔位中間加密布孔，以使灌漿后在洞頂位置形成一個(gè)穩(wěn)定的固結(jié)圈?？咨钊?號(hào)泄洪洞相應(yīng)洞身起拱線部位，最大鉆孔深度22 m，鉆孔頂角0°～20°。

1.2.1 施工方法

灌漿施工采用自上而下分段灌漿施工方法，最多可分為四段灌注。其中鉆入2～3 m后開始鑲嵌孔口管，第一段鉆入深度3～7 m，灌漿壓力0.4 MPa；第二段鉆入深度7～12 m，灌漿壓力0.6 MPa；第三段鉆入深度12～18 m，灌漿壓力0.8 MPa；第四段鉆入深度18～22 m，灌漿壓力1.0 MPa。

1.2.1.1 鉆 孔

采用儀器和人工相結(jié)合測(cè)放孔位、安裝鉆機(jī)，孔位偏差應(yīng)小于10 cm。

首先鉆灌先導(dǎo)孔，再Ⅰ序孔，然后Ⅱ序孔，最后是施工檢查孔。鉆孔采用引孔導(dǎo)入法，先采用φ90 mm鉆頭鉆引導(dǎo)孔，裝入φ90 mm孔口管并進(jìn)行鑲嵌、堵孔后，改用φ76 mm鉆頭繼續(xù)鉆孔，直至第一段設(shè)計(jì)鉆孔深度，進(jìn)行灌漿施工。第一段灌漿施工完成后，重新鉆孔至第二段設(shè)計(jì)鉆孔深度，進(jìn)行灌漿施工。如此循環(huán)，直至完成。

鉆孔完成后進(jìn)行鉆孔沖洗，采用敞開式水沖法，要求孔內(nèi)巖屑?xì)埩艉穸炔淮笥?0 cm。沖洗壓力為灌漿壓力的80%，可結(jié)合灌前簡(jiǎn)易壓水進(jìn)行。

壓水試驗(yàn)檢查孔數(shù)為灌漿孔總數(shù)的5%，試驗(yàn)壓力為灌漿設(shè)計(jì)壓力的80%，壓水時(shí)間20 min。

1.2.1.2 灌 漿

（1）灌漿采用自動(dòng)灌漿記錄儀記錄。

（2）固結(jié)灌漿采用 “自上而下分段灌漿，小孔徑鉆進(jìn)，栓塞阻塞，孔內(nèi)循環(huán)”的工藝。

（3）嚴(yán)格按分序加密的原則進(jìn)行。施工順序?yàn)閷?dǎo)孔→I序→Ⅱ序→檢查孔。

（4）灌漿采用R32.5普通硅酸鹽水泥，水灰比采用 3∶1、 2∶1、 1∶1、 0.8∶1、 0.5∶1 等 5 級(jí)， 按 DL/T 5148—2001《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》要求逐級(jí)變換。開灌水灰比采用3∶1。

（5）灌漿應(yīng)盡快達(dá)到設(shè)計(jì)壓力，禁止低壓灌漿、高壓結(jié)束。

（6）灌漿漿液變換。①灌漿過程中，灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少，或當(dāng)注入率不變而壓力持續(xù)升高時(shí)，不改變漿液水灰比；②當(dāng)某一級(jí)漿液的注入量達(dá)300 L以上或灌注時(shí)間超過1 h，灌漿壓力或注入率均無改變或改變不顯著時(shí)，可改濃一級(jí)水灰比的漿液進(jìn)行灌注；③當(dāng)注入率大于30 L/min時(shí)，視具體情況越級(jí)變濃水灰比；④漿液水灰比改小后，如灌漿壓力突增或灌漿注入率突減到原注入率的1/2以下時(shí)，立即回稀到原級(jí)水灰比進(jìn)行灌注，并查明原因。

（7）灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)壓力下，當(dāng)注入率不大于1 L/min，繼續(xù)灌注40 min，即可結(jié)束該段灌漿。

（8）封孔。全孔灌漿結(jié)束后，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格，采用壓力灌漿封孔法封孔。封孔灌漿水灰比為0.5∶1，封孔壓力為該孔最大灌漿壓力。

1.3 特殊情況處理

（1）回漿變濃。灌漿過程中，每隔15～30 min測(cè)記一次漿液濃度。當(dāng)回漿變濃時(shí)，更換相同水灰比的新漿進(jìn)行灌注；若回漿仍繼續(xù)變濃，應(yīng)停止灌漿，立即改用稀一級(jí)水灰比漿液重新掃孔灌注。

（2）串漿。①若被串漿孔正在鉆進(jìn)且串漿量不大，可繼續(xù)鉆進(jìn)，否則應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，封閉串漿孔，待灌漿結(jié)束后，再對(duì)串漿孔進(jìn)行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進(jìn)施工。②若與待灌孔串漿且串漿量不大時(shí)，可于灌漿的同時(shí)在被串孔內(nèi)通入水流，使水泥漿不致在孔內(nèi)沉淀而堵塞鉆孔內(nèi)的巖石裂隙；串漿量較大時(shí)，如條件具備可同時(shí)灌漿，如不具備，則封閉被串孔，待灌漿孔灌結(jié)束之后，立即打開被串孔進(jìn)行掃孔，沖洗后盡快灌漿。③若兩個(gè)孔同時(shí)灌漿且兩孔段使用的灌漿壓力又不相同時(shí)出現(xiàn)串漿，若無法結(jié)束灌漿，應(yīng)封閉使用較低灌漿壓力的淺孔，待深孔灌漿結(jié)束后再灌淺孔。

（3）大耗漿量孔段 （大于500 kg/m）。在灌注水灰比為0.5∶1濃漿的前提條件下，采取以下措施：①降低灌漿壓力、限流、限量、間歇灌漿；②在漿液中摻加速凝劑；③摻入粉細(xì)砂，摻砂量不大于水泥質(zhì)量的200%。

（4）孔段返漿。此類孔段在灌漿結(jié)束時(shí)應(yīng)適當(dāng)延長屏漿時(shí)間，或先采用純壓灌漿結(jié)束后閉漿待凝，然后掃孔灌漿直至達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。

（5）孔內(nèi)返砂。①先用水灰比為0.5∶1濃水泥漿液沖孔，以將孔內(nèi)的砂子沖出孔外，再安裝孔口高壓閥門進(jìn)行正常灌漿，使用大過流面積的高壓閥門及回漿管路；②在回漿管口裝過濾網(wǎng)，通過過濾網(wǎng)后再進(jìn)入灌漿攪拌桶。

2 洞內(nèi)處理

2.1 超前支護(hù)

2.1.1 超前小導(dǎo)管施工

（1）施工程序。在開挖前，先噴射混凝土將開挖面封閉，然后沿設(shè)計(jì)開挖輪廓周邊向前方圍巖內(nèi)打入帶孔小導(dǎo)管，并通過小導(dǎo)管向圍巖內(nèi)注漿。

（2）施工方法?，F(xiàn)場(chǎng)采用φ42 mm鋼管制作長6 m的小導(dǎo)管，鋼管前端做成尖錐形，前段管壁上每隔15 cm交錯(cuò)鉆眼，眼孔直徑8 mm。噴射混凝土封閉巖面后，采用φ50 mm鉆頭鉆孔。將小鋼管以10°～15°外傾角打入孔內(nèi)，鋼管環(huán)向間距30 cm。用注漿機(jī)壓注水泥漿。多排管注漿時(shí)為避免串漿，每鉆完1孔及時(shí)注漿，注漿與鉆孔同步進(jìn)行。注漿順序由下而上，由里向外。

（3）施工工藝。①小導(dǎo)管注漿量Q=πR2Lη。其中，R為漿液擴(kuò)散半徑；L為小導(dǎo)管長度；η為巖體孔隙率。②超前小導(dǎo)管保持3 m的搭接長度。③注漿采用純水泥漿，必要時(shí)加入適當(dāng)?shù)乃倌齽?。④注漿參數(shù)，水泥漿水灰比為1∶1。⑤注漿壓力，初壓0.5～1.0 MPa，終壓2.0 MPa。⑥注漿前先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，注漿參數(shù)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)按實(shí)際情況確定。當(dāng)每孔注漿量達(dá)到了設(shè)計(jì)注漿量時(shí)可以結(jié)束注漿。

（4）注漿異?，F(xiàn)象處理。①發(fā)生串漿時(shí)，采用多臺(tái)泵同時(shí)注漿或堵塞串漿隔孔注漿。②當(dāng)出現(xiàn)壓力突然升高，可能發(fā)生了堵管，應(yīng)停機(jī)檢查。③注漿進(jìn)漿量很大，壓力長時(shí)間不升高，則應(yīng)調(diào)整漿液濃度及配合比，縮短膠凝時(shí)間，進(jìn)行小量低壓力注漿或間歇式注漿，使?jié){液在裂隙中有相對(duì)停留時(shí)間，以便凝膠，但停留時(shí)間不能超過混合漿的膠凝時(shí)間，才能避免產(chǎn)生注漿不飽滿。

2.1.2 超前錨桿支護(hù)

開挖前，沿拱部開挖輪廓線以外10～15 cm環(huán)狀布置孔位，孔間距50 cm，設(shè)置φ28 mm、長9 m的超前錨桿，錨桿沿隧洞輪廓線徑向以10°～15°夾角施工。

超前錨桿按照 “先注漿后插錨桿”的方法施工。風(fēng)鉆造孔，鉆完孔后，以高壓風(fēng)清孔。先注漿，待注漿管全部拔出之后，立即采用人工 （必要時(shí)輔以大錘）將錨桿迅速插入孔底。錨桿尾部按設(shè)計(jì)要求留出外露長度，并用干性砂漿將孔口封堵好。注漿后的錨桿，在砂漿凝固后72 h內(nèi)不得有敲擊、碰撞和拉拔等任何方式的擾動(dòng)。

2.2 洞身開挖

2.2.1 開挖方案

（1） 在開挖 K0+670～K0+690、 K0+710～K0+715段時(shí)，采用全斷面施工。開挖前視地質(zhì)條件，先進(jìn)行超前錨桿施工，然后進(jìn)行開挖，開挖循環(huán)進(jìn)尺控制在1.5 m以內(nèi)。每開挖一循環(huán)就支護(hù)一循環(huán)，支護(hù)采用鋼支撐、掛網(wǎng)噴混凝土、錨桿等相結(jié)合的支護(hù)方式，鋼支撐間距控制在0.5 m左右，根據(jù)圍巖實(shí)際地質(zhì)情況稍作調(diào)整。

（2）K0+690～K0+710段，采用中導(dǎo)坑開挖。開挖后及時(shí)對(duì)開挖面初噴5 cm鋼纖維混凝土，以確保施工安全。在開挖至K0+690樁號(hào)時(shí)，先在頂拱部位進(jìn)行超前小導(dǎo)管支護(hù) （視地質(zhì)情況或采用超前錨桿施工），小導(dǎo)坑每進(jìn)尺2～3 m后，停止小導(dǎo)坑掘進(jìn)，進(jìn)行小導(dǎo)坑段擴(kuò)挖處理，并及時(shí)對(duì)擴(kuò)挖面進(jìn)行型鋼 （18號(hào)工字鋼）支撐、錨桿及掛網(wǎng)噴混凝土支護(hù)，隨后再在頂拱部位進(jìn)行超前小導(dǎo)管支護(hù)，待凝后進(jìn)行小導(dǎo)坑開挖，依此循環(huán)類推，直至小導(dǎo)坑貫通 （根據(jù)小導(dǎo)坑開挖后暴露的地質(zhì)情況，開挖方案可另做調(diào)整，但總體以施工安全為主）。

2.2.2 洞身開挖施工

（1）中導(dǎo)洞開挖。中導(dǎo)洞斷面為 4 m×4.5 m（寬×高），采用 “短進(jìn)尺、弱爆破、勤支護(hù)”的施工方法，每循環(huán)進(jìn)尺控制在2 m左右。開挖之后，初步進(jìn)行危石清理，立即初噴5 cm厚鋼纖維混凝土封閉巖面，然后進(jìn)行擴(kuò)挖施工，再進(jìn)行上層斷面鋼支撐噴錨支護(hù)。

（2）擴(kuò)挖施工。①擴(kuò)挖前進(jìn)行超前小導(dǎo)管及超前錨桿支護(hù)。擴(kuò)挖斷面按立型鋼支撐斷面尺寸開挖，擴(kuò)挖前沿開挖輪廓周邊向前方圍巖內(nèi)進(jìn)行超前小導(dǎo)管注漿及超前錨桿加固。超前小導(dǎo)管及超前錨桿支護(hù)每6 m進(jìn)尺進(jìn)行一次。②擴(kuò)挖施工。仍采用 “短進(jìn)尺、弱爆破、勤支護(hù)”的施工方法，擴(kuò)挖每循環(huán)進(jìn)尺控制在1.5 m以內(nèi)。每循環(huán)開挖后立即初噴5 cm混凝土封閉巖面，然后進(jìn)行型鋼 （18號(hào)工字鋼）支撐、錨桿及掛網(wǎng)復(fù)噴混凝土支護(hù)工作，以確保施工安全。以上支護(hù)工作完成后再進(jìn)入下一循環(huán)開挖支護(hù)工作。

2.3 洞身鋼支撐支護(hù)

鋼支撐分節(jié)制作，每節(jié)型鋼由連接鋼板用螺栓連接，然后焊接牢固。支護(hù)施工示意見圖1。

圖1 支護(hù)施工示意

K0+670～K0+715段上層開挖后及時(shí)安裝鋼支撐，間距50 cm/榀。每榀鋼支撐設(shè)φ25、長6 m的鎖拱錨桿，錨桿間距0.8 m，與鋼支撐焊接在一起；鋼支撐之間采用φ28縱向連接鋼筋連接形成整體。同時(shí)，為保證中下層開挖的施工安全，鋼支撐底部布設(shè)φ28、長9 m的鎖腳錨桿，每榀4根，兩側(cè)各兩根。鋼支撐縱向間距誤差范圍應(yīng)在±100 mm內(nèi)。

鋼支撐安裝后，鋼支撐之間采用鋼筋網(wǎng)制成擋網(wǎng)，以防止巖石掉塊。鋼筋網(wǎng)擋網(wǎng)，采用焊接或其他方式與鋼支撐牢固連接。噴射混凝土?xí)r應(yīng)先噴鋼支撐處，然后噴鋼支撐之間的混凝土，直至噴夠設(shè)計(jì)厚度，將鋼支撐完全覆蓋2 cm以上。

3 結(jié)語

在K0+690～K0+710段開挖中，先對(duì)地表進(jìn)行固結(jié)灌漿處理，處理完成后再進(jìn)行洞室開挖。開挖前根據(jù)地質(zhì)情況采用超前小導(dǎo)管及超前錨桿支護(hù)，洞室開挖采用先中導(dǎo)洞施工法，中導(dǎo)洞完成后，進(jìn)行擴(kuò)挖及型鋼支撐、錨桿、噴鋼纖維混凝土 （或噴混凝土掛網(wǎng)）等聯(lián)合支護(hù)。在K0+670～K0+690、K0+710～K0+715段，采用全斷面開挖，開挖前視地質(zhì)條件，先進(jìn)行超前錨桿支護(hù)，然后進(jìn)行開挖，開挖循環(huán)進(jìn)尺控制在1.5 m之內(nèi)，支護(hù)采用鋼支撐、掛網(wǎng)噴混凝土、錨桿等相結(jié)合的形式。通過采取上述施工工藝，對(duì)加快工程進(jìn)度、保證施工質(zhì)量和安全起到了良好的作用。

［1］ DL/T 5148—2001 水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］ DL/T 5181—2003 水電水利工程錨噴支護(hù)施工規(guī)范［S］.