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        西藏旁多水電站泄洪洞塌方處理施工技術

        2015-02-01 05:29:38清,東,
        四川水力發(fā)電 2015年4期
        關鍵詞:處理施工技術

        周 春 清, 周 志 東, 金 連 軍

        (中國人民武裝警察部隊水電第三總隊,四川 成都 610036)

        西藏旁多水電站泄洪洞塌方處理施工技術

        周 春 清,周 志 東,金 連 軍

        (中國人民武裝警察部隊水電第三總隊,四川 成都610036)

        摘要:泄洪洞樁號0+54~0+221段為閃長玢巖與花崗巖接觸部位,節(jié)理發(fā)育,巖體完整性差,有斷層通過,屬IV類圍巖,主要發(fā)育順洞向與橫洞向陡傾角節(jié)理及傾向洞外的緩傾角節(jié)理,易構成不利組合體且節(jié)理面充填泥質,易產(chǎn)生片幫及塌方。

        關鍵詞:泄洪洞;塌方;處理;施工技術;旁多水電站

        1概述

        泄洪洞全長795 m,由進口控制段、斜井段、洞身段及出口消能段等部分組成,洞身段長729 m,設計為城門洞型,開挖斷面為12 m×13.5 m。2013年3月18日21時23分,泄洪洞樁號0+153~0+161.5段發(fā)生局部坍塌;3月19日13時45分,泄洪洞樁號0+118~0+161.5段再次發(fā)生坍塌,塌方體將洞段封堵,經(jīng)現(xiàn)場察看,塌方長度約43.5 m,塌腔高度無法準確判斷。

        2原因分析

        經(jīng)分析得知,此次坍塌事故發(fā)生的主要原因是泄洪洞樁號0+54~0+221段為閃長玢巖與花崗巖接觸部位,節(jié)理發(fā)育,巖體完整性差,有斷層通過,屬IV類圍巖,主要發(fā)育順洞向與橫洞向陡傾角節(jié)理及傾向洞外的緩傾角節(jié)理,易構成不利組合體且節(jié)理面充填泥質,易產(chǎn)生片幫及塌方。因工地氣溫回升,圍巖受凍融影響,穩(wěn)定性降低,最終造成坍塌事故。

        3處理原則及程序

        3.1處理原則

        ①安全;②穩(wěn)妥;③科學;④快捷。

        3.2處理程序

        ①對不穩(wěn)定洞段加強支護→②修建施工平臺→③塌方體上部出渣→④進行鋼支撐支護→⑤下部出渣→⑥鋼支撐接腿支護(落至現(xiàn)有地面)→⑦鋼支撐周邊回填混凝土→重復②~⑦→貫通。

        4塌方處理方案

        4.1不穩(wěn)定洞段加強支護

        鑒于對塌方的規(guī)模及發(fā)展規(guī)律還不十分了解,為防止塌方進一步蔓延而引起相鄰段的支護變形、失穩(wěn),對塌方段前后影響范圍內(nèi)的不穩(wěn)定洞段采取加密工字鋼支撐、增設錨桿及固結灌漿方式進行加強支護(圖1),以保證該洞段的穩(wěn)定,然后再考慮掌子面塌渣的處理,同時對該洞段進行安全監(jiān)測。具體加固措施為:

        圖1 加密鋼支撐示意圖

        (1)對原臨時支護鋼支撐進行加密,在原每兩榀臨時鋼支撐之間增加1榀I22鋼支撐,沿鋼支撐周邊設φ28@1、L=5.1 m錨桿(含鎖腰鎖腳錨桿),外露部分做成“L”型,與鋼支撐焊牢。每兩榀鋼支撐間采用φ25螺紋鋼連接,連接筋間距1 m。掛φ8@20 cm鋼筋網(wǎng),噴25 cm厚C25混凝土。鋼拱架采用I22工字鋼在加工場分節(jié)加工,每節(jié)鋼拱架端頭焊接連接板,連接板上設置4個螺栓連接孔。連接板尺寸為20 cm×24 cm,采用10 mm厚鋼板加工。鋼拱架分節(jié)運輸至施工現(xiàn)場后采用螺栓連接,螺栓連接后將兩塊連接板焊牢。

        為保證加固拱架的施工質量,盡量將拱架支撐點落在現(xiàn)有開挖底板上。但臨近塌方掌子面處有塊石堆積體,因此,將拱架支撐點落在開挖巖基上比較困難。為避免支護過程中擾動塌方體,造成塌方體端頭拱架段再次塌方,只能通過人工配合反鏟搬移塊石,露出塌腔體。若清理兩側塌體會產(chǎn)生較大擾動,故只能將拱架支撐點落在塌方體上,通過錨桿束(3根φ25,L=5.1 m)進行加強鎖腳方式以保證加固拱架的施工質量。

        (2)受塌方影響,臨近塌方段兩端的圍巖較不穩(wěn)定。為防止塌方處理過程臨近塌方兩端拱架再次發(fā)生坍塌,待噴射混凝土達到70%強度后,對該段圍巖進行固結灌漿,灌漿孔可利用錨桿鉆孔,灌漿水灰比為0.8:1~1:1,灌漿壓力為0.1~0.3 MPa,孔間距2 m×2 m,梅花形布置。灌漿時注意觀察變形情況,控制灌漿壓力,保證灌漿效果。

        (3)隨機設置臨時排水孔(φ50,L=4 m),排除圍巖滲水。

        4.2修建施工平臺

        塌方處理使用的施工平臺采用洞外棄渣場碎石料進行回填,填筑長度為43.5 m,填至距頂拱5 m高處。施工平臺的修建主要是用于前期塌方段端頭的加固施工,以及后期反鏟開挖操作平臺,同時也是一種安全措施。平臺填筑情況見圖2。

        圖2 塌方處理施工平臺

        4.3塌方體的開挖

        為確保安全,先填筑施工平臺,再采取人工配合反鏟直接扒渣。開挖由上至下分層進行,當遇到無法裝車的大塊石時,利用風鎬直接將大塊石解小。由于洞室被塌方體全斷面封堵,無法準確判斷塌腔高度及圍巖情況,只能采取短進尺、強支護方式往前掘進。為防止反鏟扒渣過程中被滾石砸傷,在反鏟前設置石渣擋坎,待漏出塌腔后立即派人從拱頂觀察塌腔高度及圍巖情況。若開挖段塌腔頂部圍巖穩(wěn)定,則采取素噴C20混凝土(5 cm厚)進行封閉;若局部圍巖不穩(wěn)定,則先素噴混凝土進行封閉,再采取拱上拱加強支護措施,在確保塌腔圍巖穩(wěn)定的條件下開挖才能逐步向前推進。

        4.4塌方洞段的支護

        在向前開挖的過程中及時對塌腔圍巖噴5 cm厚C20混凝土進行封閉,對局部不穩(wěn)定圍巖采取拱上拱(18#工字鋼)加強支護措施,同時噴C20混凝土回填;在塌腔圍巖穩(wěn)定的情況下,拱架、錨、網(wǎng)、噴支護也要及時跟進,按照50 cm間距安裝22#工字鋼拱架、打錨桿(φ28@1 m,L=4 m)、掛鋼筋網(wǎng)(φ8 @20 cm×20 cm)、噴混凝土至設計厚度;鋼拱架間采用φ25@1 m縱向鋼筋連接;每榀鋼支撐單側施設2根φ48,L=5.1 m的注漿管棚兼鎖腳,要求鋼拱架鎖腳錨桿與圍巖鎖定牢固;注漿水灰比為0.5:1~1:1,灌漿壓力為0.3~0.5 MPa,注漿后內(nèi)插φ28鋼筋并密實灌注水泥砂漿(或錨固劑)。拱架兩側邊墻坍塌厚度若小于50 cm,直接噴射C20混凝土進行回填;若大于50 cm,則采取C25混凝土回填。鋼拱架支護進尺達5 m時,對頂部空腔進行C25混凝土回填,回填厚度為2 m,配單層鋼筋(圖3、4)。

        圖3 塌方段支護示意圖

        圖4 塌方段支護示意圖

        每支護5 m,在頂拱埋設2根φ125泵管(在塌方段兩端各埋1根泵管),作為后期頂拱空腔回填C25混凝土泵管接頭,同時,在拱頂每10 m設一個進人孔(0.6 m×0.6 m),用作后期回填混凝土時塌腔接泵管通道(圖5)。

        圖5 塌腔泵送混凝土回填示意圖

        4.5塌方渣體的清除

        對于無法直接裝車的大塊石,采用風鎬解小,再采取人工配合反鏟裝車,由自卸車運至洞外渣場。

        5結語

        旁多水電站泄洪洞樁號0+118~0+161.5段塌方體塊徑較大,塊石表面多為節(jié)理面,且節(jié)理面附著泥質,塌方體通過灌漿固結難度大,施工質量亦很難得到保證,因此,采取管棚施工方案較為不妥。根據(jù)本工程實際地質情況并結合工期要求,經(jīng)討論后最終選擇人工配合反鏟直接扒渣、短進尺、強支護方式進行塌方處理。

        周春清(1960-),男,山東費縣人,高級工程師,學士,從事水利水電工程施工技術與管理工作;

        周志東(1969-),男,湖南新化人,高級工程師,博士,從事水利水電工程施工技術與應急救援等工作;

        金連軍(1976-),男,四川宜賓人,工程師,學士,從事水利水電工程施工技術與管理工作.

        (責任編輯:李燕輝)

        收稿日期:2015-07-10

        文章編號:1001-2184(2015)04-0012-03

        文獻標識碼:B

        中圖分類號:TV7;TV554;TV52

        作者簡介:

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