楊房溝水電站導流隧洞變質粉砂巖洞段加強支護施工技術

邊 波， 黃 艷 梅

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

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楊房溝水電站導流隧洞變質粉砂巖洞段加強支護施工技術

邊 波， 黃 艷 梅

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

楊房溝水電站導流隧洞變質粉砂巖段第I層開挖后出現了大的掉塊和坍塌，給工程進度、質量、安全帶來了極大的困擾，嚴重影響工程的正常施工。通過采用增設鋼筋束框架梁施工措施，大大改善了鋼拱架的受力情況，施工安全得到了保障，確保了工程順利進行，達到了預期的效果。

隧洞；變質粉砂巖；鋼筋束；框架梁；支護；楊房溝水電站

1 概 述

楊房溝水電站右岸布置兩條導流隧洞，分別為1#導流隧洞和2#導流隧洞。導流隧洞進口高程為1 985 m，出口高程為1 981 m，導流隧洞橫斷面為城門洞型，過流斷面為13 m×16 m(寬×高)，開挖斷面為(14.9～21.18)m×(15.75～21.15)m(寬×高)。兩條導流隧洞平行布置，中心距離為45 m，1#導流隧洞靠江側布置，長716.04 m，2#導流隧洞靠山側布置，長831.56 m。

兩條導流隧洞均通過變質粉砂巖與花崗閃長巖接觸帶，其中1#導流隧洞進口樁號0+0～0+280范圍為變質粉砂巖，2#導流隧洞進口樁號0+0～0+380范圍為變質粉砂巖，且以Ⅲ類、Ⅳ類為主，少量為V類圍巖；其余洞段為Ⅱ、Ⅲ類花崗閃長巖。

導流隧洞初期支護根據圍巖類別的不同，主要設計為錨桿、掛網、噴混凝土、鋼筋格柵、鋼拱架等組合；永久支護為全斷面鋼筋混凝土襯砌。

1.1 開挖方案

(1)開挖支護施工情況。

導流隧洞開挖從上至下分三層進行施工：第Ⅰ層為導流隧洞頂拱層開挖，第二層為導流隧洞中層開挖，第Ⅲ層為底部保護層開挖，具體情況見圖1，支護跟進開挖進行。

1.2 施工中出現的問題

1#導流隧洞和2#導流隧洞均在第I層開挖后發現變質粉砂巖段局部夾炭質板巖，巖體局部炭化嚴重，呈微風化-弱風化，走向與洞軸線夾角為0°～20°，層理面扭曲，間距5～30 cm，節理發育，主要為閉合-微張，平直光滑，斷續延伸較長，受層理與零星節理面影響，洞室邊墻及拱肩多處產生小掉塊及坍塌，穩定性差。

圖1 導流隧洞開挖分層圖(單位:m)

按照設計圖紙要求，在變質粉砂巖夾炭質板巖洞段第I層開挖時采用超前錨桿(φ28，L=6 m，環向間距為0.5 m)+I20a鋼拱架(拱架拱腳和拱腰設置φ25，L=4.5 m的鎖腳、鎖腰錨桿)+掛設15 cm×15 cm、φ6.5鋼筋網片+系統砂漿錨桿(φ28，L=6 m與φ28，L=4.5 m梅花形間隔布置，間排距為1.5 m×1 m)+15 cm厚的C25噴射混凝土聯合系統支護。施工過程中，根據現場掉塊、坍塌的實際情況分析判斷，在進行第Ⅱ、Ⅲ層洞挖后、支護前，頂拱已安裝的鋼拱架拱腳易出現懸空現象，頂拱承重的鋼拱架支護出現了很大程度的應力變化，易導致上層邊墻和頂拱坍塌情況的發生，存在較大的安全隱患。

2 制定加強支護方案

根據導流隧洞變質粉砂巖洞段開挖實際揭露的地質條件及坍塌情況，綜合分析了變質粉砂巖洞段炭質板巖條帶、層理走向、巖性接觸帶等不利影響，為避免出現Ⅱ、Ⅲ層開挖期間拱肩變形引起拱架出現失穩情況，需加強拱肩支護，所制定的具體加強支護方案為：1#導流隧洞0+0～0+210、0+300-0+315以及2#導流隧洞0+0～0+160、2#導流隧洞0+387～0+402變質粉砂巖洞段第Ⅰ層開挖面距底板1 m(原設計為錨筋束上方1 m)位置增設3φ28、L=9 m錨筋束(與下層錨筋束間隔布置，順洞身水流方向間距為2 m，下傾15°)；錨筋束沿洞身水流方向布設4根φ25鋼筋與支護工字鋼架焊接牢固，間距為10 cm，豎向布置φ20@25 cm連接筋形成鋼筋網片；澆筑70 cm高、C25混凝土形成錨筋束鎖定梁，對變質粉砂巖洞段第Ⅰ層支護鋼拱架起鎖定作用，達到了防止Ⅱ、Ⅲ層開挖期間因拱肩變形引起第I層拱頂及拱架出現失穩的效果。錨筋束框架梁見圖2。

圖2 錨筋束框架梁縱向立面圖(單位:cm)

3 錨筋束框架梁施工

錨筋束框架梁施工情況見圖3，施工程序及方法如下：

圖3 錨筋束框架梁施工示意圖(單位:cm)

(1)測量放線：錨筋束鉆孔位置距工字鋼外邊緣50 cm，距第I層底部高度為1 m。測量人員精確放樣每個孔的位置，同時用紅油漆標記樁號和高程。

(2)錨筋束施工：采用D7鉆機鉆孔，孔深為8.6 m，孔徑為φ90，間距為2 m，錨筋束外露混凝土梁表面15 cm。實際施工中，根據開挖面的超欠挖情況適當調整孔深。錨筋束預埋灌漿管和排氣管，用M20砂漿封孔，采用“先插錨筋束后注漿”的方法施工。

(3)人工清除鋼拱架表面(錨筋束位置向下25 cm，向上45 cm范圍)的噴混凝土。

(4)鋼筋施工：施工4φ25@10 cm(錨筋束上3根、下1根)橫向連接鋼筋，鋼筋與工字鋼表面焊接，鋼筋之間的連接采用搭接焊接。豎向采用φ20@25 cm鋼筋連接。

(5)模板的制作與安裝：模板采用P3015鋼模板、P1015鋼模板和木模板，拉桿采用φ12鋼筋內拉，與連接筋和工字鋼焊接，模板外部縱向和底部采用φ28或φ25鋼筋，橫向采用鋼架管做圍檁，鋼模之間用U型卡鎖住。

(6)C25混凝土澆筑：采用混凝土罐車運輸，溜槽入倉，軟軸振搗器振搗，確?；炷翖l帶填充密實。

(7)試驗檢測：在第Ⅱ、Ⅲ層開挖過程中，對鋼拱架進行變形觀測，當出現異常時，及時組織人員設備撤離。

4 結 語

楊房溝水電站導流隧洞變質粉砂巖洞段增設錨筋束框架梁前垮塌嚴重，嚴重影響施工進度和質量，施工安全風險突出。通過增設錨筋束框架梁，且與原設計的鋼拱架、錨筋束等系統支護連成整體，有效改善了鋼拱架的受力情況，避免了隧洞開挖過程中的坍塌和掉塊，保證了導流隧洞第Ⅱ、Ⅲ層開挖的安全，確保了工程質量和進度，值得類似工程借鑒應用。

(責任編輯：李燕輝)

2016-10-28

TV7；TV52；TV554

B

1001-2184(2016)06-0001-02

邊 波(1976-)，男，四川旺蒼人，工程師，從事水利水電工程施工安全工作；

黃艷梅(1979-)，女，四川仁壽人，工程師，從事水利水電工程施工技術與管理工作.