隧洞塌方处理方案选择及施工方法浅析【摘要】本文介绍了大盈江水电站(四级)引水隧洞塌方处理方案的选择以及塌方处理施工方法,塌方处理结合实际选择,但最根本的原则应以人为本,安全第一。
【关键词】塌方处理方案选择施工方法
1 工程概况
大盈江水电站(四级)位于云南省盈江县,是大盈江干流中国境内规划的最后一个梯级电站,属引水式径流电站,电站装机容量4×175mw。
电站引水系统布置在河流右岸,由进水口、引水隧洞、调压井及压力钢管道组成。
进口引水隧洞为两条,圆形断面,直径为6.0m,两洞在桩号:引0+096.00处汇合成一条,圆形断面,直径8.5m。
隧洞开挖由0#支洞向进口单向进,如图1所示。
2 塌方经过
由于地质原因,2007年5月31日桩号:引0+175.00-0+160.00m 洞段塌方,6月1日桩号:引0+160.00-0+152.90m洞段再次出现塌方,6月17日、6月21日在支护过程中又发生两次较大塌方,至6月25日总塌方长度达22.1m(桩号:引0+175.00-0+ 152.90m),塌方工程量约880m3。
几次塌方所幸未造成人员伤亡,但部分材料及设备被毁。
3 处理方案选择
发生塌方后,多次进行强支护,即采用型钢拱架、系统锚杆、挂钢筋网、喷混凝土联合支护方式,艰难地完成11m,即桩号:引
0+166.00 -0+177.00m,但在施工过程中多次出现小塌方及碎石塌落,安全隐患极大,如继续强支护,很难保证人身安全。
安全第一,预防为主。
在超前管棚、加密型钢拱架强支护等多种方案选择中,为确保人身安全,最后选择先填后支的处理方案,即对左拱角10m(桩号:引0+175.00 -0+165.00m)塌空范围全部采用c15混凝土回填;由掌子面向前12.1m(桩号:引
0+165.00-0+152.90m)洞段全断面分两部分回填,基础部位2.0m
高范围采用石渣回填,石渣以上部位采用c15混凝土回填。
回填混凝土达到7d强度后,从掌子面封堵位置即桩号:引0+165.00m开始钻爆施工,短进尺、弱爆破、强支护,如图2所示。
4 施工措施
4.1 施工准备
对型钢拱架支护的11m范围(桩号:引0+166.00-0+177.00m),进一步进行系统锚杆、锁脚锚杆、喷c20混凝土施工,达到设计要求。
将被塌方砸毁的钻爆台架撤离至安全地点,分割拆除后运至洞外,并在桩号:引0+165.00m位置进行掌子面封堵,首先进行基础石渣回填,采用反铲挖装洞外石渣,自卸汽车运输,反铲传料回填。
4.2 模板安装
左拱角10m塌空部位(桩号:引0+175.00-0+165.00m)采用δ=3mm钢板代替模板,铺至型钢拱架的外侧,并与型钢拱架焊接为一体,混凝土浇筑完成后直接埋入混凝土中;桩号:引0+165.00m封掌子面模板采用标准建筑钢模板拼装,模板规格为p3015型,普通
钢管φ48×3.5mm围囹支撑,混凝土浇筑完成后自上而下拆除。
4.3 混凝土浇筑
混凝土浇筑包括:左拱角塌空部位、顶拱塌空部位以及掌子面封堵部位,混凝土标号为c15,混凝土工程量约1200m3,混凝土拌和采用js1500型强制搅拌机,8m3混凝土搅拌车运输,泵送入仓,混凝土回填分三层施工,确保混凝土流动性,尽可能填满顶部空腔。
混凝土回填过程中,根据实际情况预埋排水管、灌浆管。
4.4 回填灌浆
针对顶拱较大空腔,尽量在混凝土浇筑时填满,无法填满时,进行回填灌浆。
浆液采用水泥砂浆,水泥强度等级为42.5级,浆液水灰比0.8,灰砂比1:0.75,为改善浆液的流动性和稳定性,防止浆液析水分离,砂浆中掺入适量膨润土,膨润土掺量占水泥重量的3-5%。
回填灌浆采用纯压式灌浆法,灌浆压力采用0.2mpa。
根据顶拱脱空情况估计被灌注空间的总体积,储备足够的水泥等灌浆材料,一次连续灌注至结束,避免灌浆过程中断带来诸多不利。
4.5 开挖及支护
严格遵守“超前锚、短开挖、弱爆破、早支护、快封闭、勤量测”的原则,每循环进尺控制在1.0m范围内,多打孔,少装药,放小炮,保证断面规整,为初期支护创造条件,紧跟作业面一次快速支护。
施工中利用超前锚杆、锚喷网、型钢拱架等进行强支护,确保了安全通过塌方段。
5 结语
隧洞塌方处理的方式、方法很多,应结合实际选择,但最根本的原则应以人为本,安全第一。