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        隧洞工程開(kāi)挖及不良地質(zhì)帶的處理施工工藝分析——六枝特區(qū)舊院水庫(kù)工程實(shí)例

        2012-11-15 07:15:26楊仕發(fā)
        黑龍江水利科技 2012年10期
        關(guān)鍵詞:六枝特區(qū)出渣塌方

        楊仕發(fā)

        (貴州水利實(shí)業(yè)有限公司,貴陽(yáng)550000)

        1 工程概況

        六枝特區(qū)舊院水庫(kù)建設(shè)項(xiàng)目大壩樞紐及臨時(shí)工程位于新場(chǎng)鄉(xiāng)大寨村,距六枝特區(qū)公路36 km,是一座具有灌溉和城鎮(zhèn)供水的綜合性中型水利工程,等別為Ⅲ等壩址以上集水面積57 km2,多年平均來(lái)水量4 570萬(wàn)m3,正常蓄水位1 451 m,總庫(kù)容1 458萬(wàn)m3,興利庫(kù)容1 049萬(wàn) m3。

        導(dǎo)流建筑物包括導(dǎo)流隧洞及主壩圍堰、副壩圍堰。導(dǎo)流隧洞布置于主壩左岸,總長(zhǎng)323.05 m,洞身段長(zhǎng)273.55 m,洞徑4.2 m的圓洞,進(jìn)口底板高程1419.7 m,出口底板高程1417.775 m,底坡坡降7‰。導(dǎo)流洞計(jì)劃于2013年11月初下閘封堵。

        主壩圍堰位于主壩軸線上游約100 m,圍堰堰型為黏土心墻過(guò)水圍堰,堰頂長(zhǎng)43.89 m,頂寬4.0 m。迎水面坡比為1∶2.0,背水面坡比為1∶2.0,設(shè)計(jì)堰頂高程1 425 m,圍堰高9.0 m,堰基采用淺層帷幕灌漿。見(jiàn)圖1。

        圖1 主壩圍堰剖面圖

        2 六枝特區(qū)舊院水庫(kù)工程中隧洞開(kāi)挖

        2.1 施工準(zhǔn)備

        在爆破后出渣前,清撬所有開(kāi)挖面上殘留的危石碎塊,確保進(jìn)入洞內(nèi)的人員和設(shè)備安全,對(duì)工作面進(jìn)行出渣后清理沖洗,布置好排水設(shè)施,滿足鉆孔的清理距離要求。

        2.2 施工測(cè)量

        每個(gè)循環(huán)鉆孔前為滿足設(shè)計(jì)斷面要求,對(duì)全掌子面進(jìn)行全斷面測(cè)量放樣,必須采用全站儀進(jìn)行。測(cè)出斷面開(kāi)挖輪廓線,在開(kāi)挖面上,用紅油漆標(biāo)標(biāo)記隧洞中心線及中心線水平和垂直2條線及鉆孔方向點(diǎn)等施工控制點(diǎn),測(cè)量人員在斷面標(biāo)出,同時(shí)向施工人員進(jìn)行技術(shù)交底,將上一個(gè)循環(huán)斷面的超欠挖情況予以說(shuō)明,欠挖立即處理,危石及欠挖處理以人工手持鋼釬撬挖或人工手持風(fēng)鎬撬挖,嚴(yán)格控制超挖。

        2.3 布孔

        爆破工程師組織布孔,對(duì)鉆工及現(xiàn)場(chǎng)施工員進(jìn)行交底,用紅油漆在孔位開(kāi)挖面上標(biāo)出,根據(jù)測(cè)量技術(shù)交底、巖石情況、爆破設(shè)計(jì)參數(shù)、爆破效果填寫(xiě)爆破參數(shù)表,同時(shí)由施工員組織施工。

        2.4 鉆孔、驗(yàn)孔

        確認(rèn)交底無(wú)誤后,開(kāi)始鉆孔。施工員在鉆孔過(guò)程中,檢查每一個(gè)鉆孔的角度,逐一排查深度及間排距,及時(shí)處理或重新鉆孔不符合要求的鉆孔。完成后,鉆孔深度、角度及間排距等數(shù)據(jù)必須質(zhì)檢員抽檢確認(rèn),清孔鉆孔,查看與設(shè)計(jì)是否相符,填寫(xiě)鉆孔驗(yàn)收記錄報(bào)爆破工程師。造孔采用YT—型氣腿式風(fēng)鉆造孔,孔徑42 mm,周邊孔必須在測(cè)定出的輪廓線上開(kāi)孔,孔間間距偏差≤5 cm,掏槽孔孔位偏差≤5 cm,其它爆破孔位偏差≤10 cm。

        2.5 裝藥、聯(lián)網(wǎng)、起爆

        由爆破人員在鉆孔驗(yàn)收合格后,按爆破設(shè)計(jì)操作規(guī)程進(jìn)行裝藥、堵塞。裝藥、堵塞完成后,按設(shè)計(jì)要求聯(lián)網(wǎng)。采用黃土對(duì)炮孔進(jìn)行堵塞,嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)要求進(jìn)行裝藥,并用炮棍輕輕搗實(shí)。聯(lián)網(wǎng)的爆破網(wǎng)絡(luò)不要拉得過(guò)緊,要處于松弛狀態(tài),留有一定的拉伸余地。聯(lián)網(wǎng)結(jié)束后,為了避免漏裝漏聯(lián),要檢查和復(fù)核整個(gè)爆破網(wǎng)絡(luò)。爆破前施工人員撤離警戒區(qū),同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)要進(jìn)行清場(chǎng)警戒,做好機(jī)械設(shè)備的安全防護(hù)工作,確認(rèn)一切準(zhǔn)備工作完畢后,由爆破人員起爆。用潮濕的黃土或粉砂土堵孔,導(dǎo)爆管雷管微差起爆。

        2.6 安全處理及出渣

        爆破人員待煙塵消散后,進(jìn)入作業(yè)面檢查,安全處理發(fā)現(xiàn)的瞎炮和拒爆,處理完畢后,用人工清除危石,確認(rèn)安全后,才能進(jìn)行出渣作業(yè)。采用扒渣機(jī)結(jié)合5 t自卸汽車(chē)出渣。石渣運(yùn)至渣場(chǎng)堆放,用T160推土機(jī)及時(shí)整平。運(yùn)距約1.5 km。出渣完畢后,支護(hù)緊跟其后,支護(hù)完成后,再進(jìn)行下一循環(huán)的開(kāi)挖。

        3 六枝特區(qū)舊院水庫(kù)工程不良地質(zhì)帶施工工藝

        3.1 工程塌方

        工程塌方要引起施工人員必須從思想上的足夠重視,保證安全施工和快速掘進(jìn)的關(guān)鍵是防止塌方。因此,根據(jù)設(shè)計(jì)提供的地質(zhì)勘探資料,施工前訂切實(shí)可行的施工方案,實(shí)施超前地質(zhì)探報(bào)技術(shù)。施工過(guò)程中,仔細(xì)地下水變化規(guī)律和研究巖體,對(duì)于異常的現(xiàn)場(chǎng)要保持警惕,隨時(shí)觀察和監(jiān)測(cè),不斷修正和完善原設(shè)計(jì)方案。

        3.1.1 勤觀測(cè)

        測(cè)現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)變化情況,觀測(cè)人員需要制訂施工對(duì)策,同時(shí)在施工過(guò)程中要隨時(shí)觀察和研究變異規(guī)律的習(xí)慣。

        3.1.2 短開(kāi)挖

        嚴(yán)格控制巖性不良地段的進(jìn)尺,快速襯砌作業(yè)面的一次支護(hù),為了創(chuàng)造初期支護(hù)條件,保證斷面規(guī)整,少裝藥,多打孔,放小炮。

        3.1.3 強(qiáng)支護(hù)

        施工中,消除塌方的重要手段是及時(shí)支護(hù),預(yù)防塌方的主要措施是強(qiáng)支護(hù),即利用長(zhǎng)管棚、小導(dǎo)管注漿、格柵拱等進(jìn)行強(qiáng)支護(hù)。

        3.2 塌方處理

        不同類(lèi)型的塌方,選擇不同的處理方案,某些情況還需要幾種方案綜合處理。根據(jù)本工程的特點(diǎn),對(duì)預(yù)計(jì)可能發(fā)生的幾種塌方情況,提出以下的措施:

        3.2.1 裂隙擴(kuò)張?jiān)斐傻男∷?/p>

        由于開(kāi)挖和支護(hù)方法不當(dāng)造成,在輕微風(fēng)化或裂隙較密集的圍巖中容易發(fā)生此類(lèi)的塌方,特別是在爆破后的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)常發(fā)生。雖然此類(lèi)塌方數(shù)量不大,但工作面的施工安全容易受到威脅,擬用加強(qiáng)錨噴法施工中處理。

        3.2.2 塌方體窄長(zhǎng)的小塌方

        在斷層破碎帶較窄且兩側(cè)巖體比較完整的地段容易發(fā)生此類(lèi)塌方。施工中,先用安裝鋼,然后錨噴塌方處,形成一排挑梁,架設(shè)水垛在挑梁上,同時(shí)填塞洞穴。

        3.2.3 中等塌方

        在兩條相鄰、傾向相對(duì)的斷層帶或兩種巖層交接帶容易發(fā)生此類(lèi)塌方,塌方范圍在10 m左右,量較大。在塌方之前,隨爆破振動(dòng)頻率、振動(dòng)烈度和地下水活動(dòng)強(qiáng)度的增加,常有掉塊現(xiàn)象,其頻率及塊度而提高。在塌方后,繼續(xù)塌方的可能性不大,這是因?yàn)槌S休^穩(wěn)定的頂板,一般用插筋排架法、錨噴法、管棚法、護(hù)頂法等處理。

        3.2.4 大塌方

        當(dāng)洞頂巖層較薄時(shí),易發(fā)生冒頂,該類(lèi)塌方塌穴高度在10 m以上,量在100 m3以上。處理措施為:若對(duì)塌方規(guī)模和規(guī)律還不了解,同時(shí)整個(gè)隧洞遭到塌方堵塞,可采用管棚法、錨噴法等多種處理措施;當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較為復(fù)雜,或者塌方段埋藏較淺時(shí),難以保障洞內(nèi)處理的安全,可采用環(huán)行導(dǎo)洞法和灌漿法綜合處理。

        4 隧道開(kāi)挖和不良地質(zhì)帶施工注意事項(xiàng)

        4.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

        為了保證開(kāi)挖后隧洞的穩(wěn)定,在隧洞進(jìn)出口及洞身遇到不良地質(zhì)段開(kāi)挖時(shí),必須謹(jǐn)慎施工。為了查清巖石的地質(zhì)情況,及時(shí)選定開(kāi)挖方法及支護(hù)措施等,先進(jìn)行勘探孔的開(kāi)挖方法,提前了解開(kāi)挖工作面前的地質(zhì)條件,依據(jù)超前勘探資料和監(jiān)測(cè)資料等,分析隧洞圍巖的穩(wěn)定性,提前制定相應(yīng)的支護(hù)措施,并同時(shí)備用足夠的鋼支撐等支護(hù)材料,保證隧洞施工安全及施工質(zhì)量。

        4.2 斷層及破碎帶開(kāi)挖

        開(kāi)挖時(shí)遇到斷層及巖石破碎地段,采取“短進(jìn)尺、弱爆破、勤量測(cè)、強(qiáng)支護(hù)”支護(hù)緊跟開(kāi)挖工作面的方法施工。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際圍巖條件采取支護(hù)措施,如超前錨桿支護(hù)、自鉆式錨桿輔以小導(dǎo)管超前支護(hù)、鋼支撐配合掛網(wǎng)噴護(hù)混凝土等支護(hù)形式進(jìn)行開(kāi)挖施工。在隧洞通過(guò)節(jié)理十分發(fā)育的巖石破碎段時(shí),則使用預(yù)應(yīng)力注漿錨桿超前支護(hù)確保洞室穩(wěn)定。

        在加強(qiáng)支護(hù)的同時(shí),采用無(wú)損光面爆破技術(shù),提高圍巖的自身穩(wěn)定,加快施工速度、保證施工安全。該項(xiàng)技術(shù)與常規(guī)的光面爆破很相似,施工工藝基本一致,它只采用了低爆速炸藥(爆速2 000 m/s),小藥徑(φ16~20 mm)光爆專門(mén)藥卷。

        5 結(jié)語(yǔ)

        六枝特區(qū)舊院水庫(kù)工程中隧洞開(kāi)挖及不良地質(zhì)帶的處理施工工藝要認(rèn)真分析研究,選擇合理的施工方法,制定相應(yīng)的技術(shù)措施,避免在施工中造成困難,影響工程進(jìn)展。隧道爆破后要及時(shí)出渣,及時(shí)進(jìn)行支護(hù),減少掌子面暴露時(shí)間,并根據(jù)圍巖量測(cè)情況決定該段是否加強(qiáng)支護(hù)。技術(shù)人員必須現(xiàn)場(chǎng)旁站值班,隨時(shí)觀察了解掌子面的情況,及時(shí)采取有效措施。

        [1]何發(fā)亮,李蒼松.隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)的發(fā)展[J]. 現(xiàn)代隧道技術(shù),2001(03):89.

        [2]劉洪洲,黃倫海.連拱隧道設(shè)計(jì)施工技術(shù)研究現(xiàn)狀[J].西部探礦工程,2001(01):149.

        [3]柯小華,朱光儀.水庫(kù)底下的兩座隧道設(shè)計(jì)與施工[J].公路交通技術(shù),2002(06):97

        [4]柯小華,朱光儀.隧道設(shè)計(jì)與施工[J].公路交通技術(shù),2002(06):108.

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