苗尾水电站引水道竖井开挖支护施工方案研究.pdf

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1、■水利建设与管理2012年·第11期苗尾水电站引水道竖井开挖支护施工方案研究龚元江田亚芳(中国水利水电第十四工程局有限公司昆明650041)(昆明理工大学理学院物理系650050)陈加杰(云南省水利水电工程有限公司大理671000)【摘要】苗尾水电站引水道竖井段地质条件较差，洞室围岩以Ⅳ类岩体为主，在施工过程中选择合理的施工方案是保证施工安全和控制施工质量的关键所在。本文通过分析苗尾水电站引水道竖井及上下弯段的地质情况、结构特点，提出综合运用适当扩挖支护、钢筋混凝土支护、玻璃纤维锚杆支护、钢支撑钢拱肋支护、分层分部开挖支护等手段的开挖支护方案，为不良地质条件下施工提供了

2、有效的借鉴方案。【关键词】竖井不良地质开挖支护方案1概述2．2．1导井开挖苗尾水电站引水系统布置在坝址左岸山体内，引导井采用LM200型反井钻机施工，首先由上至下水道上下平段采用竖井连接，上、下弯段转竖井曲线半打导孔，导孔贯通后安装~140cm扩孔钻头，由下至上径均为35m。引水道开挖洞径12．Om，采用钢板衬砌，进行导井的施工。导井施工程序按“施工准备一反井外部回填混凝土厚度0．9m，衬后洞径10．2m。钻机就位一导孔钻进一导井钻进”几个步骤进行。引水道竖井段上覆岩体厚95～165m，竖井段位于2．2．2全断面扩挖弱风化下段一微风化岩体内，断层、层内错动带不发上弯段扩

3、挖后上平段末端与竖井中心线的距离较育，未发现较大不利结构面的组合，仅发育断层F，大，为保证材料运输及施工人员的通行，在上弯段设置但断层及岩层走向与洞轴线夹角约20。，围岩存在内鼓一栈桥。同时设置一吊笼作为材料的运输通道，并沿破坏的条件。洞室围岩以Ⅳ类岩体为主。竖井井壁设置一附着式电梯作为施工人员上下竖井的综上分析，引水道与层理斜交，总体围岩类别较通道。全断面扩挖采用手风钻自上而下分层开挖，每低。受层面、节理和缓倾角切理的影响，局部围岩稳定层高度按2．Om进行控制。导井口设置井盖，造孔时将性差。导井封闭。爆破后石渣由小反铲或人工扒渣进导井落2竖井开挖施工程序及方法人井底，

4、在井底出渣。竖井段不良地质段，开挖前做超2．1竖井开挖支护施工程序前支护；开挖后，视围岩情况和监测结果增加环向钢筋竖井工程施工程序如下：拱肋支撑，确保围岩稳定。竖井开挖方法见图I。上平段开挖支护(下平段开挖支护)一竖井导井3竖井开挖安全措施及方法开挖一竖井扩挖支护。3．1竖井顶部加固处理2．2竖井开挖方法及措施上平洞开挖至上弯段起点时，采用超前管棚预加在引水道上平段及上弯段扩挖段、下平段及下弯固，“核心土”方法开挖；短进尺、小药量、控爆破，以V段出渣导洞施工完成后，进行竖井段开挖。类围岩开挖支护参数开挖通过上弯段，开挖至竖井顶·22·龚元江等／苗尾水电站引水道竖井开挖支

5、护施工方案研究导井开挖方法示意图竖井扩挖方法示意图、、；正井扩挖@J＼{薅!、而面雨丽i图1引水道竖井开挖方法示意图部上方下游边墙。开挖过程中增加钢支撑加强支护，整体。钢筋混凝土地梁浇筑完成后，即用满堂脚手架在底部设置纵向工字钢，将竖向钢支撑支托稳定。同支撑组合钢模板，将整个城门洞形的洞段浇筑一层时开挖断面扩大成城门洞形，底部扩挖成平底，水平开40era厚的临时衬砌混凝土(结构混凝土以外)，以保证挖通过上弯段。每一开挖循环将一层钢支撑接腿至底竖井向下扩挖时围岩的稳定和施工安全。部，并在保护层开挖完成后，在底部浇筑一圈40em×竖井上弯段扩挖加固示意如图2所示。40cm的

6、钢筋混凝土地梁，将钢支撑包裹其中形成支撑⋯⋯iiII⋯~2⋯8，L=6ml＼⋯f⋯’西42．￡t4jIl临时衬勘强凝土!jL锕一筋混凝土犀蛐：●I／～__1号施芷支洞茹L向工字橱鱼拱女j～一l

7、～、、＼＼锕笳混凝土地粱A-一^剖面目嚣＼1＼、40c皿x4Oem篮璺／八系统锚杆安护＼＼／／超前{＼钆。＼＼＼／∥，、＼、、＼＼、＼＼x／／／／／／／临时衬砌混凝土上匿冀＼、【＼’ll’自拦、＼一一：：，／凝土I{I；I＼＼／／：i．IIILlI—硬面一＼／＼／～一一一(*凝土地／／＼自凝土地图2引水道开挖上弯段扩挖加固示意图·23·am水利建设与管理2012年·第11期3．2

8、竖井底部加固处理锚杆支护，玻璃纤维锚杆是临时性的，开挖爆破时即可当下平洞开挖至下弯段终点逆水流5m桩号时，炸断，不影响成洞扩挖。玻璃纤维锚杆作为出渣导洞对下弯段顶部设计开挖线以上岩体进行超前固结灌的临时支护手段，保证出渣导洞围岩安全稳定，并且能浆，并在下弯段终点桩号前后5m范围内结构混凝土在整个竖井及下弯段扩挖时爆破震碎，不至于形成普外衬砌一圈40cm厚钢筋混凝土，对该段进行临时加固通锚杆串岩块现象，有利于扩挖成洞质量。出渣导洞处理。然后在隧洞底部开挖一条4m×4．5m的出渣导采用钢支撑加强支护(扩挖前拆除)，喷钢纤维混凝土洞直抵竖井底部