深溪溝水電站導流洞不良地質段施工

王立偉 孫茂勝 王麗麗

（1.諸城市郭家村水庫管理局，山東 諸城 262200；2.諸城市舜王街道水利站，山東 諸城 262200）

深溪溝水電站位于四川省大渡河干流中游漢源縣及甘洛縣境內，壩址區位于成昆鐵路長河壩車站附近的大渡河段，距成都263km，距上游漢源縣城和下游樂山金口河鎮分別約49km、22km。壩址上游10km處為成昆鐵路漢源火車站，工程區有省道金烏公路（金口河～烏斯河）從左岸通過。

1#、2#導流洞(泄洪沖沙洞)進口位于閘壩上游約460m，兩洞平行布置，洞中心距56m，兩進口塔體前后布置，兩條導流洞與泄洪沖沙洞按全結合布置考慮，前期作為導流洞，后期對出口改建后，作為永久泄洪沖沙洞。1#、2#導流洞分別長 1373.07m，底坡 i=0.146%，和1506.54m，底坡i=0.133%，兩洞斷面均為城門洞型，尺寸均為15.70m×18.5m（寬×高），進口高程為616.0m，出口高程為614.00m。

根據圍巖類別不同，導流洞設計開挖斷面分為四種型式，均采用混凝土襯砌，最大混凝土襯砌厚度為1.5m?；炷烈r砌段均要求要求進行回填灌漿，C型、D型斷面要求進行固結灌漿。

1 不良地質段簡述

根據地質資料，導流洞穿越有小斷層，開挖中有可能出現軟弱破碎夾層等不利地質條件，存在發生掉塊、洞內涌水等現象的可能性。施工前對不良地質段進行超前勘探。

超前勘探內容包括：地質編錄和測繪；探明掌子面前方地質構造、地下水涌量、水壓力等情況；測定圍巖初始應力、彈性波速度和巖石物理力學參數；測定隧洞開挖后松弛范圍、圍巖變形和蠕變性能等參數；分析影響圍巖穩定的不良地質因素，及時配合設計、施工人員研究預防措施等。

超前勘探方法：超前勘探主要采用大孔徑水平鉆孔進行，利用鉆孔直接進行巖石力學和水文測試。超前勘探鉆孔一般平行于隧洞軸線，當隧洞某一側地質條件十分惡劣或有預注漿要求時，鉆孔方位可以有適當偏角。超前鉆孔長度必須穿過前方斷層破碎帶和含水層。

超前勘探亦可采用其它方法，包括：緊跟開挖面，進行地質素描，以分析掌子面前方地質情況，作出分析預報；根據鉆孔速度判斷：鉆孔速度快、孔內坍塌、有混水排出，說明該段巖石差。

表1 不良地質段施工方法

2 施工原則及施工方法

2.1 施工原則

認真分析研究工程地質資料與水文地質資料，采用超前鉆孔等方法進一步了解地質條件，做好地質預報；

采用淺鉆孔、弱爆破、多循環，從而減少對圍巖的擾動；

開挖后及時支護或進行超前支護，并盡早進行混凝土襯砌；充分做好排水準備工作，加強排水；加強監測，勤巡視，及時分析監測成果指導施工。

2.2 施工方法

不良地質段圍巖具有軟弱破碎、承載力低、穩定性差、變形量大及遇水易崩解等特點，開挖過程中必須采取相應的施工方法并對圍巖采取加固措施。不良地質段施工方法見表1。

2.3 斷層破碎帶施工

斷層破碎帶的施工，應盡量減少對圍巖的擾動，采取邊開挖邊支護或對巖體先行進行加固再開挖的施工方法。

支護：支護包括錨噴支護、鋼支撐支護及超前支護等，噴錨支護應根據圍巖條件，確定開挖與支護的施工程序、支護參數、順序及時機。對穩定性差Ⅲ類圍巖，采用噴混凝土，系統錨桿或噴混凝土，即開挖后噴混凝土，打錨桿，一個循環或幾個循環支護一次；對不穩定Ⅳ類圍巖，采用噴混凝土、系統錨桿加鋼筋網或系統錨桿噴混凝土，即開挖一個循環，緊跟工作面進行噴錨支護；對極不穩定Ⅴ類圍巖，采用噴混凝土、系統錨桿、掛網、格柵（鋼）支撐聯合支護或錨桿、噴混凝土，格柵支架聯合支護，即短進尺、弱爆破，爆破后先對周邊及掌子面噴一層3～5cm混凝土后再出碴，出碴后立即按設計要求打系統錨桿、掛網。架立格柵（鋼）支撐再噴混凝土。根據監測信息，及時調整支護參數。

超前支護為在隧洞頂部設砂漿超前錨桿、小導管、自進式注漿錨桿等進行圍巖加固，錨固長度應大于開挖循環進尺的二倍，間距一般0.3～0.5m，傾角 8°～10°。

超前支護類型及施工工藝為：

砂漿錨桿，Φ25～Φ28，一般為7～8m，鉆孔→清孔→插錨桿→注漿，工藝簡單，錨桿與水泥漿膠結好。注漿僅是充填鉆孔，對圍巖無加固作用，圍巖破碎時易塌孔。

小導管，Φ32～Φ50，4～8m，鉆孔→清孔→插管→壓力注漿，用于穩定性差，需加固的地層，低壓注漿，漿液可充填圍巖裂隙，對圍巖進行加固。

表2 含水斷層破碎帶的處理措施

自進式注漿錨桿，Φ25～Φ38，桿體可連接，最大鉆進長度可達12m以上，鉆孔→注漿→錨固一次完成，特別適用軟弱、破碎、易塌孔的地層，漿液在圍巖中擴散半徑大，錨固效果好。

開挖：松散、破碎帶巖體經上述方法處理后，采取短進尺、弱爆破、早封閉、強支護的原則進行開挖，強調快挖、快支、快噴錨。每循環按1.0～2.0m掘進，需要時架設格柵鋼支撐，打錨桿、掛網、盆混凝土封閉，如此循環掘進。并通過施工監測，調整施工程序及參數。

對富含地下水斷層破碎帶的開挖，擬采取的處理措施見表2。

2.4 塌方處理

導流洞開挖過程中，必須采取針對性的處理措施防止和處理塌方，確保施工安全和工程進度。

處理原則：①深入分析研究塌方原因，摸清塌方規模、類型及發展規律。查清塌方段的地質構造及地下水活動情況，盡快制訂切實有效的處理方案。②在未制訂處理方案前，禁止盲目清除塌方體，以免塌方擴大。③有地下水活動的塌方，必須先治水再處理塌方。

塌方處理方法：

塌方處理，應根據不同的坍塌情況和施工條件選擇不同的處理方法。塌方處理方法及施工程序為：

噴錨支護法，搭工作平臺→清理巖石→噴一層混凝土→安插錨桿、掛網→噴混凝土；

澆混凝土護頂，平整松碴→封閉兩側→架設導管深至塌方體空腔內→壓入混凝土；

鋼架插板法，靠工作面架設鋼支架→沿周邊插入鋼板→出碴→下一循環；

超前小導管預注漿，靠工作面架設鋼支撐→鉆孔→打入小導管→注漿；

小管棚或管棚加注漿，工作面準備→鉆孔→注漿→檢查→開挖。

3 結語

針對深溪溝水電站位1#、2#導流洞穿越有小斷層，開挖中有可能出現軟弱破碎夾層等不利地質條件，存在發生掉塊、洞內涌水等現象的可能性。施工中采取加固開挖面、超前支護、排水、止水等措施，保障了工程建設的順利進行。

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