田曉飛

摘要：本文主要講述了托巴水電站中路溝渣場(chǎng)排水隧洞進(jìn)口段崩坡積物條件下隧洞塌方處理施工成功經(jīng)驗(yàn)，取得了一定效果，對(duì)后續(xù)洞室施工及類似工程有一定的借鑒及指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：崩坡積物；軟巖隧洞；開挖支護(hù)

1 工程概況

1.1電站概況

托巴水電站位于云南省迪慶州維西縣中路鄉(xiāng)境內(nèi)，是瀾滄江干流古水～苗尾河段（云南省境內(nèi)）規(guī)劃的第四個(gè)梯級(jí)，其上游梯級(jí)為里底，下游與黃登梯級(jí)相銜接。

托巴水電站屬一等大（1）型工程，樞紐主要建筑物由擋水建筑物、泄洪建筑物、右岸地下輸水發(fā)電系統(tǒng)等組成。工程總裝機(jī)容量1400MW。

1.2項(xiàng)目概況

中路溝渣場(chǎng)排水隧洞長(zhǎng)1219.142m，圍巖巖性為板巖、千枚巖夾砂巖，屬軟巖地層，穩(wěn)定性較差。除進(jìn)出口附近外，隧洞均位于地下水位線以下。在開挖過程中隧洞進(jìn)口段P0+000～P0+092段揭露圍巖主要為崩坡積物，呈散粒狀堆積體，以塊石、碎塊石夾少量泥砂為主，局部存在架空現(xiàn)象，從P0+054開始，崩坡積物塊石粒徑逐漸變小（塊徑為5cm～10cm），架空現(xiàn)象減少。因雨雪天氣及山體內(nèi)聚集滲水影響，隧洞P0+075處頂拱突然塌方。

2 研究?jī)?nèi)容及成果

2.1塌方說明

中路溝渣場(chǎng)排水隧洞進(jìn)口段施工至0+092m樁號(hào)，作業(yè)人員正噴射混凝土施工時(shí)，發(fā)現(xiàn)后方0+075m～0+080m段右側(cè)拱腳至頂拱范圍出現(xiàn)異響，聲音較大，同時(shí)0+092m段已安裝完成鋼拱架振動(dòng)明顯，人員及時(shí)撤離。隨后發(fā)生塌方，同時(shí)發(fā)現(xiàn)該部位上方原狀地表發(fā)生塌陷。

洞內(nèi)塌方掌子面坡比約為1：1，將整體洞室塌滿，揭露塌方體主要為散粒體，夾泥砂以及碎石，塊石為主，并伴有滲水。地表塌陷對(duì)應(yīng)隧洞樁號(hào)為0+072m～0+091m，塌陷工程量約為340m？，塌陷表面積約為171㎡，該段洞室埋深約24m～31m左右。結(jié)合洞內(nèi)施工期臨時(shí)安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，塌方前洞室未發(fā)現(xiàn)明顯變化，并且未發(fā)現(xiàn)鋼拱架變形及噴混凝土表層產(chǎn)生裂縫等征兆，塌方較突然。

2.2地質(zhì)描述

中路溝排水洞進(jìn)口段塌方時(shí)已開挖至0+092樁號(hào)，根據(jù)已開挖揭露地質(zhì)情況：0+000～0+028段揭露為強(qiáng)風(fēng)化紫紅色、灰綠色板巖夾砂巖，巖層產(chǎn)狀為340°/NE∠60°，2～3條/m，巖體整體較破碎，局部較完整，圍巖多為Ⅳ類。P0+028段開始，頂拱部位出現(xiàn)崩坡積物，主要由塊石、碎塊石夾灰黃色泥組成，下部為較完整的灰色砂巖。P0+028～P0+48.5段，發(fā)育有一條接觸帶，產(chǎn)狀為345°～355°/SW∠45°～50°，該接觸帶下部為強(qiáng)～弱風(fēng)化板巖夾砂巖，巖層產(chǎn)狀為340°/NE∠60°，上部為崩坡積物，由塊石、碎塊石夾灰黃色泥組成，局部存在架空現(xiàn)象，穩(wěn)定性差，拱頂存在掉塊及垮塌現(xiàn)象。P0+48.5段開始，掌子面未見基巖出露，全斷面揭露為崩坡積物，由塊石、碎塊石夾灰黃色泥組成，局部存在架空現(xiàn)象。P0+54段開始，洞內(nèi)開挖揭露崩坡積物塊石塊徑變小，塊徑主要為5cm～10cm，架空現(xiàn)象變少，塊石成分為板巖及少量砂巖。P0+60～P0+92，基本無架空現(xiàn)象，塊石成分為板巖，未見砂巖，局部保持原巖結(jié)構(gòu)。

2.3技術(shù)參數(shù)

首先暫停掌子面開挖，對(duì)地表已塌陷部位周邊設(shè)置截水溝，塌陷部位進(jìn)行進(jìn)行土石回填并壓實(shí)后表面噴C20混凝土10cm，并對(duì)出現(xiàn)裂縫區(qū)域表面進(jìn)行清理并噴混凝土封閉。最后對(duì)樁號(hào)P0+075m以前段加固處理、P0+070m以前混凝土襯砌完成后進(jìn)行塌方區(qū)處理。

（1）塌方區(qū)開挖預(yù)先對(duì)塌方體開挖掌子面噴C20混凝土封閉處理，厚度50mm。在樁號(hào)P0+075m預(yù)先打設(shè)4個(gè)φ40mm傾向上游的排水斜孔導(dǎo)排積水，盡可能打入最深處，孔內(nèi)設(shè)置排水軟管和濾布。

（2）樁號(hào)0+075附近的塌方段對(duì)原有拱架及噴護(hù)體系拆除，重新支立I16工字鋼間距0.4m，縱向連接筋采用[8槽鋼，環(huán)向間距0.8m，掛鋼筋網(wǎng)Φ20@200mm×200mm，噴C25混凝土封閉，噴平工字鋼。環(huán)向系統(tǒng)錨桿采用Φ22mm，L=4.0m，間排距1.0m×1.0m。

（3）P0+075～P0+080拱腳以上頂部采用φ42.5mm×4mm小導(dǎo)管超前支護(hù)，第一排小導(dǎo)管外插角10°，第二排與第一排小導(dǎo)管間距0.3m，外插角30度。小導(dǎo)管環(huán)向間距0.3m，長(zhǎng)度4.5m，每?jī)蓪有?dǎo)管之間排距0.8m。采用M30水泥漿注漿。

（4）P0+080m～P0+092m段拱座以上超前小導(dǎo)管排距為80cm/40cm交錯(cuò)打設(shè)（單層），環(huán)向間距0.3m，其它不變；同時(shí)對(duì)塌方區(qū)范圍鋼拱架拱腳以下1m范圍兩側(cè)各打設(shè)1根Φ42，L=4.5m小導(dǎo)管進(jìn)行預(yù)注漿加強(qiáng)支護(hù)；塌方區(qū)洞段下部臺(tái)階開挖前對(duì)洞室兩側(cè)邊墻下腳各打設(shè)1排Φ42，L=4.5m小導(dǎo)管（排距1.0m）進(jìn)行預(yù)注漿加強(qiáng)支護(hù)，隨后進(jìn)行下部臺(tái)階開挖。開挖完成后，采用Ⅰ16工字鋼增設(shè)底板橫向支撐，保證洞室穩(wěn)定。

2.4 施工方法

具備條件后，隨即進(jìn)行P0+075～P0+092塌方處理。塌方處理開挖采用分布臺(tái)階結(jié)合預(yù)留核心土進(jìn)行開挖支護(hù)，開挖支護(hù)循環(huán)進(jìn)尺按照0.4m～0.5m控制。按照先處理頂拱，再處理邊墻施工程序組織施工。邊墻處理分兩層進(jìn)行，每層分左右邊墻進(jìn)行處理。

塌方處理前，首先對(duì)P0+075樁號(hào)塌方掌子面素噴C20混凝土封閉（厚度5cm）。掌子面封閉后頂拱第一段循環(huán)處理與后續(xù)循環(huán)處理施工順序不同，主要考慮擴(kuò)挖及超前小導(dǎo)管與鋼拱架施工順序影響。

為保證施工安全，頂拱第一段循環(huán)處理首先按照設(shè)計(jì)參數(shù)先打設(shè)超前小導(dǎo)管并注漿，保證頂拱形成穩(wěn)定拱圈。注漿完成待凝后對(duì)頂拱原破壞支護(hù)體系、小導(dǎo)管設(shè)計(jì)斷面內(nèi)固結(jié)部分鑿除并擴(kuò)挖至設(shè)計(jì)斷面，再架設(shè)新拱架并進(jìn)行錨噴支護(hù)。

頂拱第一段循環(huán)處理完成后進(jìn)行后續(xù)循環(huán)施工，后續(xù)循環(huán)施工按照先安裝拱架（在拱架上按照超前小導(dǎo)管設(shè)計(jì)環(huán)向間距開孔），再打設(shè)超前小導(dǎo)管，在噴混凝土封閉后進(jìn)行小導(dǎo)管注漿，注漿完成待凝后再進(jìn)行下一循環(huán)施工。

頂拱處理2～3段循環(huán)后進(jìn)行邊墻處理，處理均按照先挖除塌方渣體、再對(duì)邊墻原支護(hù)破壞支護(hù)體系鑿除及擴(kuò)挖、最后接拱架及錨噴支護(hù)、鎖腳小導(dǎo)管施工順序進(jìn)行。最后進(jìn)行拱架底腳橫向支撐施工。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過中路溝排水隧洞進(jìn)口段塌方區(qū)的成功處理，總結(jié)了中路溝排水洞進(jìn)口塌方段處理施工方法，提供了有力技術(shù)支撐，并具有較強(qiáng)的指導(dǎo)性及可操作性，施工安全、質(zhì)量等效益明顯，促進(jìn)了工程穩(wěn)步推進(jìn)，對(duì)類似工程有一定的借鑒及指導(dǎo)意義。

（作者單位：中國(guó)水利水電第一工程局有限公司）