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《水利枢纽溢洪洞陡坡段冒顶塌方处理方案.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、水利枢纽溢洪洞陡坡段冒顶塌方处理方案 1 工程概况 ××水利枢纽溢洪洞是黑河水库的主要泄水建筑物,位于大坝石岸。全长522.544m,由进口引渠段、溢流闸室段、洞内陡坡段、反弧段、平洞段及出口明涵段、扩散段和挑流鼻坎段组成。各洞身断面均为圆拱直墙形,开挖断面由进口段B×H=14.7×17.8m变为陡坡段末端B×H=13.20×14.80m。 工程所在区域基岩为前震旦系宽坪群大镇沟组(AnzKd)变质岩,岩性以云母石英片岩(Se)、绿泥石片岩(Sc)及钙质石英岩(Qu)为主,间有沿后期断裂而侵入的石英岩脉(q)、云煌斑岩脉(x)及斜长斑岩脉(N)分布。 洞室以强风化云母石英片岩为主
2、,间有部分绿泥片岩和少量钙质石英岩。大部分是岩体破碎、易风化的软弱基岩,风化严重,裂隙发育。断层数量多,并且相互交错,地质勘探不能详细提示地层状况,其中影响较大的F5断层宽度1.5m,影响带16m。在隧洞开挖掘至0+090时发现一条新的断层,宽度1m。F5断层与该断层互相切割,其充填物均为断层泥、角砾岩、石、屑,微胶结散粒结构,遇水极易软化塌陷,严重时呈流淌状,属极不稳定的V类围岩。 全洞地质条件差,不稳定性的(ì类)和极不稳定的(í类)占50%以上。洞身开挖断面大,成洞条件差。陡坡段坡比为1:2(≈26.7°),不能使用大型开挖及混凝土施工设备,施工效率低,进度慢。陡坡段沿线侧墙高
3、度、底宽和顶拱圆半径逐渐变化为异型渐变段,施工难度大。2 陡坡段塌方情况2.1 塌方经过溢洪洞陡坡段上中导洞贯通时间为2000年9月6日。由于地质勘探未查明无名断层的存在,施工当中事先没有采取得力措施,导致了首次塌方。由于类似小规模的塌方在以往洞室开挖中时常发生,并未引起足够重视。自2000年9月至2000年11月,一直采用常规施工方法,边塌方边出渣,自地表钻孔下锚束,洞内再用混凝土浇筑后张拉悬吊混凝土治理塌方的方案。2001年3月14日,锚束钻孔已完成,洞内继续出渣时发生了大规模冒顶塌方。山体表面出现一直径约10m、深约15m的塌落坑体。经现场考察和综合分析,该段主要是由于受F5断层
4、影响,再加上边塌方边出渣,致使塌方形成的空腔已与地表相沟通导致冒顶。洞顶距地面高差约85m。塌方造成0+084～0+095m处全部封死,形成边同拱架、架管在内以粘土片石为主组成的塌方体约3000m3。同时,受F5断层和下游塌落体影响,在0+069～0+084段顶部F5断层与无名断层形成三角体,该三角体围岩处于极不稳定状态,急需进行加固处理。 2.2 先期处理措施 2.2.1边塌方边出渣强行掘进 鉴于首欠塌方规模不大,且方量小,为争取工程进度,从2000年9月12日开始,采取边塌方边出渣,边喷锚支护方法,历时两个月时间,先后立拱架13榀。试图一举通过塌方体,因施工扰动,不仅没能有效
5、遏制塌方,而且加剧了冒顶的产生。 2.2.2预应力锚束加固 在洞室进行塌方处理的同时,对塌腔顶部采取预应力锚束进行加固。在地面相应位置造Ф110锚束孔17个,然后每孔分别采用7束7×Ф5(100t级)松弛钢铰线穿至堆渣顶部,并以塌方体为支撑,用C20一级配微膨胀混凝土回填。由于此时未塌方岩体已不稳定,再加上造孔扰动,正当造孔完成穿锚束时出现冒顶塌方。 2.2.3膨胀混凝土回填地表塌坑为防止地表水渗入,用膨胀混凝土回填地表塌坑,采用人工削坡方式,将地表层塌方四周的倒坡或直立坡削至1:0.1～0.2的正坡,再用混凝土填充(见图1),共计回填混凝土1050m3。 因F5断层与一横切洞
6、室的高倾角无名断层切割隧洞顶形成极不稳定的三角体,首先在上半洞洞底两侧墙部位砌M1094×100cm浆砌石挡墙,插入钢筋,浇筑C20混凝土。钢拱架采用18#工字钢加工制作,侧墙模板采用常规办法支撑加固,顶拱曲面混凝土模板采用14#槽钢对口焊接弯制,模板支撑和顶拱支撑见图2。待侧墙拆模后,在两侧墙各布置18根Ф2520t级,孔深10.5m预应力锚杆。防止顶拱下滑。 2.2.5固结灌浆加固 对塌方渣体自地表和洞内进行固结灌浆。首先,在洞内渣体表面喷射C25细石砼,封闭掌子面,喷射厚度20～30cm,然后,用0.1～0.6Mpa的压力进行固灌。由于造孔困难,固灌孔深逐渐增加,压力随孔深逐
7、渐增大,直至穿越塌方段。地表灌浆仍利用原锚束孔,采用0.6～018Mpa的压力,自下而上分段灌注。灌浆时严格按照相应技术规范进行施工,共灌注水泥1050t。通过灌浆使塌方渣体的整体强度有了明显提高。 2.2.6超前管棚支护 用100B潜孔钻沿顶拱上沿造孔26个,孔深12～14m,间距0.5m,孔与洞轴线夹角5°～10°,孔径Ф110,插入Ф69钢管,管长13m,基本穿插越塌方区,孔内注入M25水泥砂浆形成管棚。3 综合处理方案3.1 施工方
