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        區(qū)域斷層對深孔閘井開挖的影響及處理

        2020-10-17 08:16:12潘奕舟
        河南水利與南水北調(diào) 2020年8期
        關(guān)鍵詞:施工

        潘奕舟

        (新疆水利水電勘測設(shè)計研究院地質(zhì)勘察研究所)

        1 地質(zhì)情況

        新疆AETS 水利水電樞紐工程2#深孔閘井段巖性為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主,強風(fēng)化層厚3~5 m,弱風(fēng)化層厚15~20 m。巖層層理發(fā)育,呈中厚~薄層狀,產(chǎn)狀355°SW∠65~80°,傾坡外,巖體中順層小斷層發(fā)育。

        開挖至1 767 m,下游壁中心線左側(cè)高程1 769.80~1 767 m發(fā)育一組裂隙與層面相互切割巖體完整性較差,沿裂隙易產(chǎn)生滑塌。開挖至1 765 m,開挖揭露F3斷層在1 765 m高程出露于左側(cè)壁,產(chǎn)狀86°SE∠65°,破碎帶寬0.50 m,主要為糜棱巖夾薄層斷層泥,斷面較平直,受斷層影響圍巖穩(wěn)定性差。下挖斷層帶過程中出現(xiàn)局部滑塌,進行錨筋樁加固處理后開始下挖和擴挖。5月6日晚進行爆破施工。5月7日早晨發(fā)現(xiàn)左側(cè)井壁兩端噴砼層出現(xiàn)豎向裂縫,向上至1827路面及坡腳均出現(xiàn)裂縫,寬度約1.50 cm,無明顯錯臺,考慮到施工安全,停止施工。綜合上述的分析,了解到相關(guān)地質(zhì)情況,通過詳細的闡述相關(guān)的問題,可以采取合理的應(yīng)對方案,保證更好的維護工程施工過程,避免對施工階段構(gòu)成一定的威脅,直接影響到項目建設(shè)的成果。

        2 閘井左側(cè)邊坡位移形成機制

        對于閘井左側(cè)邊坡位移的情況,工作人員應(yīng)該及時的分析并妥善的處理,結(jié)合其形成機制加以討論。地質(zhì)人員對現(xiàn)場進行調(diào)查及對原勘察資料分析后,查明了豎井左側(cè)邊坡位移形成機制如下。①豎井左側(cè)巖質(zhì)邊坡裂縫的成因是由不利結(jié)構(gòu)面組合位移進成的,目前處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。②F3 斷層在1 765 m 高程處斜切左側(cè)井壁,形成位移底滑面,開挖切斷F3 斷層根部,形成不利塊體向右側(cè)位移的臨空面,上、下游兩側(cè)夾泥順層結(jié)構(gòu)面構(gòu)成滑體兩側(cè)界面。③水庫運行后,F(xiàn)3斷層水下部分飽和,強度降低,不移定體對閘井結(jié)構(gòu)穩(wěn)定構(gòu)成一定威脅。

        3 地質(zhì)參數(shù)建議值

        根據(jù)結(jié)構(gòu)面特征結(jié)合經(jīng)驗類比,提出豎井段巖體及結(jié)構(gòu)面物理力學(xué)地質(zhì)建議值見表1。

        表1 豎井巖體及結(jié)構(gòu)面地質(zhì)參數(shù)建議值表

        4 加固處理建議

        4.1 臨時加固措施

        4.1.1 回填支撐法

        將施工機械從豎井底移出,然后將F3 斷層已切割的根部回填素混凝土或井內(nèi)回填石碴,以起到增大安全系數(shù)保證施工安全之目的,其優(yōu)點是可靠度較高,工期相對較短,施工難度?。蝗秉c是存在二次開挖,另外,立模板和吊運機械存在一定的安全風(fēng)險。

        4.1.2 水平鋼支撐法

        采用多排水平鋼支撐自下而上撐于左右兩側(cè)巖壁,起到阻滑作用,以保證施工安全,優(yōu)點是施工速度快,缺點是鋼支撐跨度大,抗滑效果可靠性相對較差,施工作業(yè)存在一定安全風(fēng)險。

        4.2 永久加固措施

        4.2.1 全加固方案

        采用預(yù)應(yīng)力錨索等對塊體進行加固處理,起到有效的阻滑作用,施工靈活,速度快,干擾小。

        4.2.2 上部開挖+加固方案

        將1805 高程以上位移塊體挖除,采用預(yù)應(yīng)力錨索對殘余不穩(wěn)定塊體進行加固,施工期較長,施工干擾較大。

        4.2.3 大開挖方案

        將F3以上位移塊體全部挖除,以絕隱患,優(yōu)點是措施可操作性強,施工安全有保證,缺點是工期長,須恢復(fù)1827道路,下游側(cè)開挖邊坡須加固。

        4.2 錨索加固完成后

        錨索加固完成后,進行下部開挖時,考慮到位移巖體受斷層影響完整性較差,設(shè)計依據(jù)地質(zhì)意見,在1 786高程以下,布置了三排錨筋樁(考慮到原設(shè)計下部已有一排錨筋樁,第三排未打),清除完回填砂礫石料后,繼續(xù)下挖至1 757 m高程時,F(xiàn)3斷層面完全出露,破碎帶寬度2.50 m,開挖至1 757 m時,F(xiàn)3斷層上盤臨坡巖體上游段發(fā)生小規(guī)模滑塌,下盤斷層影響帶巖體較破碎,地質(zhì)分析認為F3上盤1 786 m以下倒三角體存在滑塌風(fēng)險,需加固處理。

        4.3 下井現(xiàn)場察看

        下井現(xiàn)場察看,聽取現(xiàn)場施工地質(zhì)人員匯報和查看地質(zhì)資料,并召開了由設(shè)計、地質(zhì)人員參加的技術(shù)討論會,發(fā)現(xiàn)F3 斷層上盤巖體完整性差,F(xiàn)3上盤1 786 m以上巖體(已錨索加固)處于穩(wěn)定狀態(tài);1 786 m以下巖體(高度18 m,最大厚度9.50 m,總體積約2 325 m3)較破碎,已完成的四排錨筋樁阻滑作用有限,巖體抗拉強度不高,在開挖爆破擾動作用下存在滑塌風(fēng)險,對施工安全影響較大,須采取加固處理措施。

        閘井左側(cè)1 805 m 平臺位于F3 沖溝下部,為雨水匯集區(qū),雨水入滲對F3 斷層上盤巖體穩(wěn)定極為不利,須盡快封閉并設(shè)排水溝,將匯集雨水引出。

        F3 在上、下游壁及右側(cè)壁出露寬度2~3m,以碎裂巖為主,斷層通過段井壁穩(wěn)定性較差,須加強錨固。下游壁擴挖段部分位于F3斷層帶內(nèi),須加強支護措施。

        5 結(jié)語

        通過文章的概述,明確了當(dāng)前區(qū)域斷層能夠產(chǎn)生的影響,結(jié)合著項目實際概況加以分析,了解到項目建設(shè)階段深孔閘井開挖的基本要求。為了更好的規(guī)避區(qū)域斷層構(gòu)成的威脅,在項目建設(shè)階段,應(yīng)該積極的重視其對于深孔閘井開挖造成的影響,通過擬定合理的加固方案,為相關(guān)項目建設(shè)全過程提供可靠的保障,促使區(qū)域斷層的危害能夠降至最低,滿足項目建設(shè)的實際需要,符合現(xiàn)階段工程建設(shè)的相關(guān)指標。

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