趙 鵬

（山西澤城西安水電有限公司，山西 太原 030002）

1 工程概況

山西省澤城西安水電站（二期）工程地處晉中市左權(quán)縣境內(nèi)的清漳河干流上，是一座以發(fā)電為主，兼顧防洪等作用，并為下游梯級水電站調(diào)節(jié)發(fā)電用水的水電樞紐工程。澤城西安水電站（二期）工程道路工程施工Ⅰ標(biāo)長約5.25km，含隧洞2.644km。

2 塌方情況及原因分析

2.1 塌方情況介紹

隧洞開挖時(shí)，開挖至樁號2+900—2+930段時(shí)發(fā)現(xiàn)斷層，斷層與隧洞軸線斜交。開挖完成后樁號2+920處頂拱發(fā)生第一次塌方，塌方后采取了鋼拱架支護(hù)措施，支護(hù)基本完成后再次發(fā)生較大塌方，形成約長7m、寬3m、高2.6m的塌腔。

2.2 塌方原因分析

經(jīng)多次現(xiàn)場調(diào)查并反復(fù)論證分析，認(rèn)為造成隧洞塌方的主要原因主要是不良地質(zhì)因素和巖層裂隙水的滲入。

澤城水電站（二期）工程進(jìn)庫公路隧洞位于左權(quán)縣桐峪鎮(zhèn)前山村，此處屬于連片山區(qū)，其中，本工程在施工過程中發(fā)生的大塌方2+900—2+930段頂部為一處天然山洼，積水較多；隧洞縱軸線與山洼中心線成正交，其中隧洞2+920處為山洼中心，破碎帶物質(zhì)主要表現(xiàn)為石英團(tuán)塊、碎裂巖等，多數(shù)呈碎屑狀；整體來看，本段圍巖的整體性較差，加之節(jié)理裂隙發(fā)育嚴(yán)重，很容易出現(xiàn)塌方。

3 塌方段施工方案及處理措施

3.1 施工程序

洞內(nèi)支護(hù)應(yīng)從堅(jiān)固巖體開始，與塌方段搭接不小于2m，對塌方空腔部分的處理采用“系統(tǒng)錨桿+鋼拱架+噴射混凝土支護(hù)+注漿”的方法。

3.2 系統(tǒng)錨桿錨固并采用網(wǎng)噴混凝土支護(hù)

在本次塌方一次支護(hù)中，選用Φ25鋼筋為系統(tǒng)錨桿，結(jié)合圍巖情況，系統(tǒng)錨桿長度以3m長為上限，錨桿插入圍巖深度控制在2.7~2.8m以內(nèi)，錨桿外露部分通過焊接的方式與型鋼緊密連接在一起，形成一個(gè)牢固的聯(lián)合體。網(wǎng)片鋼筋采用Φ8的鋼筋，網(wǎng)孔間距以20cm為準(zhǔn)，在巖面與縱向連接筋之間鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片，確保鋼筋網(wǎng)與圍巖巖面之間的間隙在5cm以內(nèi)，同時(shí)采用焊接的方式，將連接筋、網(wǎng)片與型鋼連成一個(gè)整體。噴護(hù)混凝土采用C20混凝土，噴護(hù)厚度為20cm，噴射后的混凝土面須保證平整、飽滿，盡量采用一次性噴護(hù)，避免間斷噴射，導(dǎo)致混凝土面出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象，若在噴射完成后確實(shí)存在空洞，則采用同標(biāo)號的混凝土進(jìn)行回填。

3.3 鋼拱架一次支護(hù)

由于塌體方量較大，為了盡可能地縮短施工周期，加快施工進(jìn)度，采用鋼拱架支護(hù)及灌漿方案進(jìn)行處理。

采用I18鋼拱架對塌方段圍巖進(jìn)行一次支護(hù)，每榀拱架間距為50cm，并采用￠25鋼筋焊接相鄰拱架，形成一個(gè)整體；完成拱架制作、安裝、焊接等工序后，在拱頂采用￠8@5×5cm的網(wǎng)片進(jìn)行焊接，下噴C20厚20mm的混凝土，最終形成厚20mm的鋼拱架混凝土，側(cè)墻與圍巖練成一個(gè)整體，確保圍巖穩(wěn)定。按照此方法進(jìn)入下一循環(huán)，直至鋼拱架支護(hù)完成為止。

3.4 拱頂注漿

3.4.1 注漿孔距

由于巖石的滲透性與裂隙發(fā)育的不均勻，致使?jié){液的擴(kuò)散半徑不規(guī)則，因此在注漿前需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以取得布置注漿孔孔距的可靠依據(jù)；針對該塌方段的實(shí)際情況，建議采用噴射C20混凝土封閉巖面，同時(shí)在頂拱預(yù)埋20cm、50cm、1m、2m、3m五種類型的注漿管，注漿孔分布在拱頂中部，縱向間距2m。

3.4.2 注漿方式

針對塌方情況及圍巖裂隙的發(fā)育情況，為確提高注漿質(zhì)量，建議該塌方段的注漿方式采用上行式注漿，并分層注漿，即按照20cm、50cm、1m、2m、3m對拱頂進(jìn)行注漿。

在注漿過程中，按照“先稀后濃”的注漿原則，嚴(yán)格控制注漿濃度，根據(jù)不同寬度的裂隙，逐級加大注漿濃度，并在注漿液中添加適量速凝劑，初凝時(shí)間控制在30min以內(nèi)、終凝時(shí)間控制在2h左右，在完成注漿作業(yè)后，分階段對各個(gè)層次的注漿孔進(jìn)行封堵。

注意事項(xiàng)：提前按照測量斷面準(zhǔn)確計(jì)算出每層的注漿方量，待拱頂混凝土達(dá)3m厚時(shí)，此塌方可滿足安全要求。

3.5 空腔填充材料的選擇

待注漿混凝土達(dá)終凝時(shí)間后，為確保拱頂空腔部分密實(shí)、防止該段塌方再次出現(xiàn)坍塌或避免在后續(xù)運(yùn)行過程中出現(xiàn)安全隱患，建議采用爐渣（爐渣內(nèi)水泥含量5%）對坍塌空腔部分注射輕型材質(zhì)回填（注射高度約7m）。

3.6 監(jiān)控量測

噴錨支護(hù)完成后，為了進(jìn)一步見證塌方處理效果，還需要進(jìn)行監(jiān)控量測，因此，應(yīng)做好各項(xiàng)監(jiān)測工作，通過分析并判斷已監(jiān)測到的相關(guān)數(shù)據(jù)，預(yù)測圍巖的穩(wěn)定性及支護(hù)體系的可靠性，根據(jù)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析與判斷，制定相應(yīng)的改進(jìn)措施，確保塌方段圍巖的整體性與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，為后續(xù)施工創(chuàng)造更加安全的工作環(huán)境。

完成隧道2+900—2+930段的塌方處理后，應(yīng)分別在拱頂中測、左側(cè)、右側(cè)布設(shè)3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，同時(shí)在隧道腰線處布設(shè)2個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，基于對拱頂變形量與下沉量的監(jiān)測，判斷該變化量是否滿足允許偏差的相關(guān)規(guī)定，通過這種方式對本次塌方方案是否取得預(yù)測效果進(jìn)行判斷。

4 進(jìn)度計(jì)劃與人員配置

4.1 進(jìn)度計(jì)劃

工程進(jìn)度計(jì)劃具體見表1。

表1 工程進(jìn)度計(jì)劃

4.2 人員安排

為提高該塌方段處理的施工強(qiáng)度，順利完成該項(xiàng)施工任務(wù)，配備工作經(jīng)驗(yàn)豐富的相關(guān)管理人員、技術(shù)人員及施工隊(duì)伍來完成本次任務(wù)。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需求與本工程任務(wù)的特點(diǎn)，選派現(xiàn)場領(lǐng)導(dǎo)2人，技術(shù)主管1人，技術(shù)員2人，測量員2人，專職安全員1人，施工班組15人。

4.3 設(shè)備配置

現(xiàn)場配備柴油發(fā)電機(jī)1臺(tái)，挖掘機(jī)1臺(tái)，裝載機(jī)1臺(tái)，強(qiáng)制式攪拌機(jī)1臺(tái)，自卸汽車2輛，濕噴機(jī)2臺(tái)，高壓雙液注漿機(jī)1臺(tái)，鋼筋彎曲機(jī)1臺(tái)，電弧焊機(jī)2套。

5 結(jié)語

在地質(zhì)情況復(fù)雜的隧洞施工中，應(yīng)掌握詳細(xì)的地質(zhì)資料，針對不同地質(zhì)情況制定洞挖方案、預(yù)案及支護(hù)措施，防止因措施不當(dāng)和冒進(jìn)施工造成的塌方。

洞室塌方時(shí)不能冒然出渣，應(yīng)視實(shí)際情況，盡快對塌方部位進(jìn)行表面封閉，保持其自結(jié)穩(wěn)定性，同時(shí)減少擾動(dòng)次數(shù)，避免二次塌方。

塌腔必須分層夯實(shí)，并設(shè)置隔水粘土層，及時(shí)跟進(jìn)二襯，保證該段圍巖穩(wěn)定安全。