超前灌浆开挖技术在上盖水电站引水隧洞施工中的应用

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1、广西水利水电GXWATER~URCES&HYDROPOWERENGINEERING2010(1)·施工技术·超前灌浆开挖技术在上盖水电站引水隧洞施工中的应用牟春传(玉林市机电工程学校，广西玉林537000)[摘要]广西那坡县上盖水电站扩建工程引水隧洞围岩工程地质条件差，通过施工方案比较，采用超前灌浆开挖方案施工，结果表明：超前灌浆开挖技术用于软弱地层隧洞开挖，能稳固围岩，达到安全施工降低成本的目的，且成洞好。[关键词]隧洞；软弱地质；超前灌浆；施工【中图分类号】TV554．12；TV554．3【文献标识码]B[文

2、章编号]1003—1510(2010)01—0031—051工程概况广西那坡县上盖水电站扩建工程引水隧洞长46231TI，其中多处分布软弱地质洞段；特别进口50ITI处地质弱于V类围岩；洞顶外有四级公路通过(见图1)。洞断面为城门型，宽×高：6．4rn×7．26m，洞顶圆拱包角120。(见图2)。2008年初开工后，随着施工进展，进口处软弱地质发生坍塌，不断给挖洞施工造成严重困难，经多种方法处理，均无结果。2009年最后采用超前灌浆处理，先后在隧洞横断面图2隧洞横断面的开挖线上，进行了13次轮回布孑L，钻孔143

3、眼，总进尺长565ITI，灌入水泥浆526m3，用去水泥468t；加强了隧洞地质结构，稳定了围岩，并使其形成能临2工程地质条件时支护的“拱盖”，最终把隧洞挖通。进口洞段软弱地质岩性为三叠系木兰组一段(rr2L)；黑色炭化页岩，薄层碎硝状，软弱、砾化、破37／，ft碎，有孔隙潜水；围岩为强风化至全风化，其物理力36／36学特性见表l，按围岩工程地质分类弱于V类围岩。35／35●，，T2L1，3灌浆方案的确定34一343．1现实问题水渠一+隧洞33围岩软弱，抗压、抗拉、抗剪强度低，无法承受山3：岩压力，成洞条件差；围

4、岩破碎疏松，含水量高，允许边坡比(h／U)小，凝聚力小，围岩极不稳定，一挖就图1隧洞进口段纵断面图塌；洞径较大，支护困难，按工地条件，应对坍塌能力有限，经初期挖进，支护受到破坏，钢拱架支护也压[收稿日期]2009．1016[收回日期]2010-01．18[作者简介]牟春传(1967一)，男，广西玉林人，广西玉林市机电工程学校讲师，主要从事施工技术、工程制图教学工作。31牟春传：超前灌浆开挖技术在上盖水电站引水隧洞施工中的应用表1围岩物理力学特性表以外偏角27。钻进。这样能使孔位均匀分布于灌浆名称指标值区域范围，使

5、浆液有充分机会渗流至灌浆区每个部单轴饱和抗压强度a位。根据钻机设备性能，每次钻孔深度定为4m，计(无压洞)单位弹性抗力系数／(GPa／m)划13轮回，用风钻钻孔，孔径60mm(见图3，4)。饱和弹性模置IGea饱和变形模量／GPa另外在断面底部和渗水的地方，钻几个排水孔，以便坚固系数把灌浆区的水排干，还可用作观测。钻孔后再插进抗拉强度／MPa输浆导管，导管用直径38mm，长6rn钢管制作，入比重／(g／am3)重度／(I【N／．Ⅱl3)士部分开孔，孔径8mm，间距200ITUTI，前端焊制成承载力特征值a锥形。泊

6、松比边坡率允许值(高／宽)自然含水量／％0。一狮％O加o，、自然干密度／g透水率／Lu，、，／量；／>专，、跨；软弱地质洞段较长，并影响公路交通，处理起来{工程复杂、艰巨，并受地形限制。：l／／-／／三3．2方案比较_●A一、／／：l／根据上述情况和工地施工条件，并参考有关灌t、、I／浆资料，提出“明挖”和“超前灌浆”两个方案进行比／／f：／t,t较。结果是：明挖方案，工程量大(挖方50000m3，2．500．3．2OO3．2002．500f修筑改线公路3001TI，公路桥1座)；工期长(200图3灌浆区横断面天

7、)；费用大(150万元)。还将影响交通和原电站发电用水。而超前灌浆方案，技术要求高，工艺较复杂，但施工队有一定经验和能力；工期(170天)比明羹挖方案略短；费用(70万元)比明挖方案少。能保证／_，，，，，／，，，-一公路畅通和原电站发电用水。根据方案比较结果，一采用“超前灌浆”方案。<>004施工方法uJ●4．1设定灌浆位置按工程的超前灌浆要求，是要把灌人的水泥浆和围岩凝结起来，使洞顶上方形成临时支护“拱盖”，图4灌浆区纵断面以保证安全挖成隧洞。工程根据设计提供的围岩受力情况和范围，设定在洞横断面底面以上，开挖

8、线内4．3浆液准备浆液要符合工程的要求，能充填密实围岩，凝结0．5～2．5rfl之间为灌浆范围(见图3)。纵向灌浆范松散岩土。要选用好材料，做好配比和制浆加工。围按地质资料定501"1。4．3．1材料选择4．2布孔钻孔参考超前锚杆设置方式，充分利用打洞的现有水泥：根据工程对浆液要易灌，凝结好，渗透均匀，强度高的要求，经采用睦边牌水泥(那坡县)、右设备，便利操作及快速准确布