针对乡城水电站古河床地质条件下的隧洞开挖与初期支护

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1、水利水电施工2011·第4期总第127期乡城水电站古河床地质条件下的隧洞开挖与初期支护张雪刚熊平初冯波／(中国水利水电第九工程局有限公司)【摘要】乡城水电站引水隧洞长约16．37kin，由于洞线长，地质探洞布置少，地质勘察资料很难准确地揭示隧洞沿线地质情况，水电九局承建s3+600m以前段即出现招投标文件中未曾提及的古洞床地质，隧洞沿线均为极松散的砂砾石胶结体，加之地下水丰富，洞室稳定性极差，施工过程中遵循“短进尺、弱爆破、少扰动、强支护。速支护”的原则，同时采用超前管棚、自进式锚杆等工艺确保了施工安全。【关键词】乡城水电站古河床隧洞开挖初期

2、支护堆积层及一些碎、卵石土等，其特征是底部为卵石或粗1概述砂层，向上过渡为沙层或粉砂层。在垂直剖面上，其颗粒大小的顺序是底部粗、上部细。在纵剖面上，则上游乡城水电站位于四川省甘孜州乡城县，为硕曲河乡比下游粗。主要施工难点如下。城县境内干流河段上规划的第三个梯级电站，其上游为2．1施工进度慢娘拥水电站，下游为洞松水电站。进水口古河床洞段为极松散的砂砾石胶结体，稳定乡城水电站采用引水式发电，电站装机规模性与完整性均比V类围岩差，稍有扰动便形成坍塌，见120MW。电站引水系统总长约17．05km，其引水隧洞长表1。为保证施工安全，支护工作紧跟掌子面

3、进行，开挖约16．37kin，采用马蹄形开挖断面，过流断面为圆形，每一循环进尺控制在0．5m。因由于支护手段多，工序作隧洞纵坡i一2．6‰，内径分为6．0m、7．8m两种。水电业时间长，施工进度受到了严重影响。九局承建项目为引水隧洞S3+6OOm以前段土建与金属结2．2开挖质量难以保证构安装工程。由于大量孤石位于引水隧洞开挖轮廓线上，为满足2009年6月30日，引水隧洞进水口S0+060．5m～开挖尺寸要求，孤石爆破时多数地方出现较大超挖，开So+066．5m段因地质原因发生塌方，其后该工作面出挖成型较差。现多次不同程度的塌方，塌方体均为松散

4、状砂砾石。该部位为古河床，多为极松散的砂砾石胶结体，加之地下2．3清淤工作量大水丰富，施工过程中极易发生塌方(原招标文件显示由于古河床洞段多为极松散的砂砾石胶结体，经爆该部位为V类围岩)。为保证施工安全，采取的主要措破震动、地下水浸泡后立即泥化，开挖洞段底板处形成施有超前支护、超前勘探、加密监测，同时严格遵循较厚的淤泥层，一般为40~50cm，清除工作量大，且难“短进尺、弱爆破、少扰动、强支护、速支护”的以清除彻底。为保证安全文明施工整体形象，采取将原则。ZL50C装载机进行改装，在装料斗外沿加设lem厚钢板，不定期对底板淤泥进行清理。由于古

5、河床洞段的特殊性，2主要施工难点清理完底部淤泥后，下部仍为砂砾层，受到地下水浸泡再次演变为淤泥，因此采用碎石料置换填筑，填筑的碎古河床的根本成因是河流改道。水电九局承建的引石料被出渣车或出入的挖掘机压陷后，再次进行碎石铺水隧洞进水口古河床洞段主要为松散土层、砂层、滑坡填，大大增加了施工难度和施工成本。·50·地下工程表1古河床洞段与V类围岩对比分析类别特性开挖方式支护方式4施工方法强风化或全风4．1开挖施工方法化岩体，受地质构造影响严重，古河床为极松散的砂砾石胶结体，中间夹杂着部分节理裂隙极发育，1断层破碎带宽度1．钢拱架(0．8～孤石。为了

6、减小扰动对洞室稳定造成不良影响，开挖断V类大于2m，裂隙中槽，．周V边形光掏1．2m间距)面以内的孤石采用爆破开挖，非孤石部分采用CAT320多充泥。结构面面爆破2．锁脚锚杆围岩呈零乱状不稳定23．系统砂浆锚杆挖掘机直接开挖，轮廓线采用人工修规成型，每轮循环组合，断层等主尺1．～循1．环5m进4．连接钢筋进尺0．5m。开挖洞渣采用3m。侧卸装载机(CAT966F)要软弱结构面走5．喷混凝土C20装15t自卸汽车运到指定渣场。出渣完毕，用CAT320反向与洞线近平行；铲进行工作面安全处理，并进一步清除掌子面下部残渣，挤压强烈的大断层带，裂隙杂乱

7、为下一循环的开挖创造条件。4．2支护施工方法1．孤石采4．21钢拱架支护用爆破开挖开挖完成后及时采用工16型钢拱架对岩面进行支撑，2．非孤石1．钢拱架(0．5m主要为松散土部分采用挖间距)钢拱架间距0．5m。每完成一循环进尺后，立即在开挖面层、砂层、滑坡掘机直接2．锁脚锚杆上初喷5cm厚的C20混凝土，然后将钢拱架靠上，用径堆积层及一些碎、开挖3．系统自进式古河床卵石土等。地下3．开挖轮锚杆向锚杆固定。钢拱架榀问用~22rnm钢筋焊接联系，并在水活动强烈，有廓线采用人4．连接钢筋榀问挂钢筋网。钢拱架拱脚浇锁脚混凝土，确保拱脚不较大涌水量，常工

8、修规成型5．超前管棚引起不断塌方4．循环进6．喷混凝土C20被水流冲刷掏空而导致拱架变形、翘脚。最后喷C20混尺0．5m7．固结灌浆凝土将钢拱架覆盖。钢拱架加强支护