科卡科多水电站引水隧洞灌浆加固方法探讨-论文.pdf

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1、第09期(总第388期)吉林水利2014年09月[文章编号】1009—2846(2014)09-0056-04科卡科多水电站引水隧洞灌浆加固方法探讨孔祥政(辽宁润中供水有限责任公司，辽宁沈阳110166)[摘要】科卡科多水电站引水隧洞以火山岩和侵入岩为主，岩石性脆且易破碎。2014年1月rI’BM掘进过程中受多条断层破碎带的影响而发生卡机故障，为了使TBM脱困，对断层破碎带内的围岩进行了灌浆加固处理，开挖了辅助作业洞．选择GU超细水泥浆和YDS．4O高渗透环氧化学材料进行复合灌浆，选择了灌浆工艺和方法，灌浆结束后通过钻芯检查进

2、行质量评价。[关键词】引水隧洞；灌浆加固；超细水泥浆；化学材料灌浆[中图分类号]TV732~．3：TV543[文献标识码]B辅助作业洞到TBM开挖掌子面前方进行护盾上方岩层加固．清理压在护盾上的岩石。同时对掌子面前方的断层影响带内的岩石进行灌浆加固处理．厄瓜多尔科卡科多水电站总装机容量为l以便于TBM能顺利掘进通过断层影响带。具体方500MW．引水隧洞全长24．83km．设计引水流量为法是在掘进方向右侧盾尾后第10环管片上开挖222m3／s，设计内径8．2m，采用全衬砌结构形式，用2排水洞M2(如图1所示)，从第1O环管片向刀

3、盘台双护盾掘进机(TBM)开挖．并辅以钻爆法施工。方向用钻爆法开挖。开挖断面2x2．5m。开挖时先打科卡科多水电站工程区域内由于构造运动剧3—6m深的超前孔，用于试探涌水点，在涌水点附烈．断层较发育．岩性以坚硬性脆的火山岩和侵入近停止开挖。在涌水点附近采用地质钻机钻孔排岩为主。易产生地应力集中。易发生变形、崩解、岩水．共布置两个深20m的钻孔：一个钻孔垂直于顶爆等破坏现象。2014年1月TBM1掘进至隧洞桩拱用于排除上方围岩内的水达到降低水压力的目号2201．57m时发生卡机故障．从现场打开TBM的：另一个钻孔与输水洞轴线成6

4、0度交角用于排伸缩盾揭露的围岩情况来分析：卡机的原因主要是除断层破碎带内的水以方便MI辅助作业洞的开受一条宽20cin和一条宽10cin的断层的影响．断挖和围岩加固作业层位于隧洞的右侧，与掘进方向交角约6O度。断层在掘进方向左侧盾尾后第8环管片上开作业影响带围岩为强风化型侏罗系一白垩系Misahualli洞M1(如图1所示)，从第8环管片向刀盘方向用地层(J-Km)的安山岩、玄武岩，夹泥，破碎，为Ⅳ一钻爆法开挖．开挖断面1．8x2m．在刀盘附近分成V类围岩，极易塌方、掉块、卸荷。为了使TBM脱困M1一A和M1一B两个支洞．用于

5、处理刀盘到盾尾段和脱困后能顺利掘进并通过断层破碎带．必须对输塌方和断层破碎带加固灌浆作业水隧洞洞顶断层破碎带进行灌浆加固处理。2．2灌浆加固区范围从图1可知．TBM掌子面前方引水隧洞桩号2灌浆加固方法2+170．929-2+197．68共26．7m长的洞段在断层影响带内(M1一B支洞上游面10m、下游面9m，M1一A2．1辅助作业洞支洞上游面约8m1，为保证TBM脱困后能顺利掘因为双护盾TBM发生了卡机故障．从TBM护进通过断层破碎带．对引水隧洞桩号2+170．929—盾内部无法清理压在护盾上的岩石．所以要开挖2+197．68

6、之间的洞段上半部围岩进行灌浆加固。[收稿日期]2014—06-06[作者简介]孔祥政(1975一)，男，满族，辽宁丹东人，本科，工程师，现主要从事水利工程施工管理和运行管理工作。一56—吉林水利科卡科多水电站引水隧洞灌浆加固方法探讨孔祥政2014年o9月为使隧洞开挖后能形成稳定的拱圈支撑．灌浆加料进行复合灌浆，先把超细水泥浆压入断层破碎固区宽度要超过引水隧洞的开挖宽度(8．2m)，所带中，通过充填和固结作用，形成承载骨架．再通以在洞轴线两侧灌浆加固区各宽7．55m．灌浆加固过化学浆液的长时间浸润，渗透。进一步充填更小区总宽度为

7、15．1m。的缝隙。使结石体更加致密。极大地提高了断层破碎带内岩石的力学指标2．4施工方法2．4．1孔位布置TBM掌子面前方断层影响带长达26．7m．考虑到工期要求较紧．TBM应尽快脱困并通过断层影响带开挖M1一A和M1一B两个作业支洞可增加作业面，以减少钻孔深度。灌浆孔布置在M1一B支洞上、下游面边墙、M1一A支洞上游面边墙。灌浆孔孔距1．5m，排距1．0m，针对火成岩破碎且裂隙多的特点，水泥灌浆分两个次序施工，分序加密法工艺简单，对岩石条件适应性强，有包围和挤压作用。可图1灌浆加固区平面图获得良好的灌浆效果．使后继的化学灌

8、浆可不分2．3浆液的选择序施工。为节省化学灌浆成本。如果水泥灌浆的第目前常用的无机粉状浆液材料有粘土浆、水二序孔灌浆时浆液单耗大于45kg／m．则在该孔两泥浆、水泥粘土浆、水泥粉煤灰浆等。化学浆液材侧位置0．75m位置布置2个加密孔进行灌浆．直料有硅酸钠、环氧树脂、甲基丙烯酸