楊房溝水電站導(dǎo)流隧洞變質(zhì)粉砂巖洞段加強(qiáng)支護(hù)施工技術(shù)

邊 波， 黃 艷 梅

(中國(guó)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(dǎo)流隧洞變質(zhì)粉砂巖洞段加強(qiáng)支護(hù)施工技術(shù)

邊 波， 黃 艷 梅

(中國(guó)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(dǎo)流隧洞變質(zhì)粉砂巖段第I層開(kāi)挖后出現(xiàn)了大的掉塊和坍塌，給工程進(jìn)度、質(zhì)量、安全帶來(lái)了極大的困擾，嚴(yán)重影響工程的正常施工。通過(guò)采用增設(shè)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(jìn)行，達(dá)到了預(yù)期的效果。

隧洞；變質(zhì)粉砂巖；鋼筋束；框架梁；支護(hù)；楊房溝水電站

1 概 述

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

兩條導(dǎo)流隧洞均通過(guò)變質(zhì)粉砂巖與花崗閃長(zhǎng)巖接觸帶，其中1#導(dǎo)流隧洞進(jìn)口樁號(hào)0+0～0+280范圍為變質(zhì)粉砂巖，2#導(dǎo)流隧洞進(jìn)口樁號(hào)0+0～0+380范圍為變質(zhì)粉砂巖，且以Ⅲ類(lèi)、Ⅳ類(lèi)為主，少量為V類(lèi)圍巖；其余洞段為Ⅱ、Ⅲ類(lèi)花崗閃長(zhǎng)巖。

導(dǎo)流隧洞初期支護(hù)根據(jù)圍巖類(lèi)別的不同，主要設(shè)計(jì)為錨桿、掛網(wǎng)、噴混凝土、鋼筋格柵、鋼拱架等組合；永久支護(hù)為全斷面鋼筋混凝土襯砌。

1.1 開(kāi)挖方案

(1)開(kāi)挖支護(hù)施工情況。

導(dǎo)流隧洞開(kāi)挖從上至下分三層進(jìn)行施工：第Ⅰ層為導(dǎo)流隧洞頂拱層開(kāi)挖，第二層為導(dǎo)流隧洞中層開(kāi)挖，第Ⅲ層為底部保護(hù)層開(kāi)挖，具體情況見(jiàn)圖1，支護(hù)跟進(jìn)開(kāi)挖進(jìn)行。

1.2 施工中出現(xiàn)的問(wèn)題

1#導(dǎo)流隧洞和2#導(dǎo)流隧洞均在第I層開(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)變質(zhì)粉砂巖段局部夾炭質(zhì)板巖，巖體局部炭化嚴(yán)重，呈微風(fēng)化-弱風(fēng)化，走向與洞軸線(xiàn)夾角為0°～20°，層理面扭曲，間距5～30 cm，節(jié)理發(fā)育，主要為閉合-微張，平直光滑，斷續(xù)延伸較長(zhǎng)，受層理與零星節(jié)理面影響，洞室邊墻及拱肩多處產(chǎn)生小掉塊及坍塌，穩(wěn)定性差。

圖1 導(dǎo)流隧洞開(kāi)挖分層圖(單位:m)

按照設(shè)計(jì)圖紙要求，在變質(zhì)粉砂巖夾炭質(zhì)板巖洞段第I層開(kāi)挖時(shí)采用超前錨桿(φ28，L=6 m，環(huán)向間距為0.5 m)+I20a鋼拱架(拱架拱腳和拱腰設(shè)置φ25，L=4.5 m的鎖腳、鎖腰錨桿)+掛設(shè)15 cm×15 cm、φ6.5鋼筋網(wǎng)片+系統(tǒng)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(lián)合系統(tǒng)支護(hù)。施工過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)掉塊、坍塌的實(shí)際情況分析判斷，在進(jìn)行第Ⅱ、Ⅲ層洞挖后、支護(hù)前，頂拱已安裝的鋼拱架拱腳易出現(xiàn)懸空現(xiàn)象，頂拱承重的鋼拱架支護(hù)出現(xiàn)了很大程度的應(yīng)力變化，易導(dǎo)致上層邊墻和頂拱坍塌情況的發(fā)生，存在較大的安全隱患。

2 制定加強(qiáng)支護(hù)方案

根據(jù)導(dǎo)流隧洞變質(zhì)粉砂巖洞段開(kāi)挖實(shí)際揭露的地質(zhì)條件及坍塌情況，綜合分析了變質(zhì)粉砂巖洞段炭質(zhì)板巖條帶、層理走向、巖性接觸帶等不利影響，為避免出現(xiàn)Ⅱ、Ⅲ層開(kāi)挖期間拱肩變形引起拱架出現(xiàn)失穩(wěn)情況，需加強(qiáng)拱肩支護(hù)，所制定的具體加強(qiáng)支護(hù)方案為：1#導(dǎo)流隧洞0+0～0+210、0+300-0+315以及2#導(dǎo)流隧洞0+0～0+160、2#導(dǎo)流隧洞0+387～0+402變質(zhì)粉砂巖洞段第Ⅰ層開(kāi)挖面距底板1 m(原設(shè)計(jì)為錨筋束上方1 m)位置增設(shè)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(shè)4根φ25鋼筋與支護(hù)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(wǎng)片；澆筑70 cm高、C25混凝土形成錨筋束鎖定梁，對(duì)變質(zhì)粉砂巖洞段第Ⅰ層支護(hù)鋼拱架起鎖定作用，達(dá)到了防止Ⅱ、Ⅲ層開(kāi)挖期間因拱肩變形引起第I層拱頂及拱架出現(xiàn)失穩(wěn)的效果。錨筋束框架梁見(jiàn)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(jiàn)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(cè)量放線(xiàn)：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(cè)量人員精確放樣每個(gè)孔的位置，同時(shí)用紅油漆標(biāo)記樁號(hào)和高程。

(2)錨筋束施工：采用D7鉆機(jī)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(shí)際施工中，根據(jù)開(kāi)挖面的超欠挖情況適當(dāng)調(diào)整孔深。錨筋束預(yù)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(nèi)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(chē)運(yùn)輸，溜槽入倉(cāng)，軟軸振搗器振搗，確保混凝土條帶填充密實(shí)。

(7)試驗(yàn)檢測(cè)：在第Ⅱ、Ⅲ層開(kāi)挖過(guò)程中，對(duì)鋼拱架進(jìn)行變形觀測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，及時(shí)組織人員設(shè)備撤離。

4 結(jié) 語(yǔ)

楊房溝水電站導(dǎo)流隧洞變質(zhì)粉砂巖洞段增設(shè)錨筋束框架梁前垮塌嚴(yán)重，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度和質(zhì)量，施工安全風(fēng)險(xiǎn)突出。通過(guò)增設(shè)錨筋束框架梁，且與原設(shè)計(jì)的鋼拱架、錨筋束等系統(tǒng)支護(hù)連成整體，有效改善了鋼拱架的受力情況，避免了隧洞開(kāi)挖過(guò)程中的坍塌和掉塊，保證了導(dǎo)流隧洞第Ⅱ、Ⅲ層開(kāi)挖的安全，確保了工程質(zhì)量和進(jìn)度，值得類(lèi)似工程借鑒應(yīng)用。

(責(zé)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(shù)與管理工作.