溧阳电站尾水隧洞通过大型断层带施工

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1、溧阳电站尾水隧洞通过大型断层带施工　　摘要：溧阳电站尾水隧洞工程F136、F137及⑥蚀变岩脉组成的断层破碎带宽达214m，洞室埋深约为150m，地下水较为丰富，围岩遇水泥化严重，洞室塌方是制约工程进度的主要条件，采取综合的施工技术，安全、快速地穿越了此大型断层带。关键词：尾水隧洞；大型断层带；地质雷达；超前导管；预留核心土中图分类号：TV554文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）25-0054-031工程概况溧阳抽水蓄能电站位于江苏省溧阳市境内，电站安装6台单机容量250MW的可逆式水泵水轮发电机组，总装机容量1500MW。枢纽建筑物由上水库、输水系统、地下厂房

2、系统、下水库及地面开关站等组成。2断层带工程地质条件8尾水主洞一带为薄～中厚层岩屑砂岩和泥质粉砂岩（），岩层产状为40°～70°/SE∠10°～30°。两条尾水主洞开挖过程中根据揭露的地质条件分析，F136、F137断层及⑥蚀变岩脉组成的软弱破碎带主要分布在：①尾水主洞桩号①W0+170～①W0+275段、②尾水主洞桩号②W0+200～②W0+414段。其中F136断层产状10°～30°/SE∠80°～85°断层带宽度3～7m，影响带宽度5～12m。F137断层产状310°～330°/NE∠70°～80°断层带宽度为2～7m。F136断层与F137断层之间为⑥蚀变安山岩脉，岩脉蚀变

3、严重以及层间挤压破碎带。地下水以渗水～滴水状出露。岩体完整性为破碎～完整性差，本段围岩为Ⅳ2～V类为主。3洞室开挖不良地质问题本工程地质条件较差，复杂多变，块体塌落、塌方等围岩变形破坏时有发生。其原因为：（1）断层、节理裂隙发育，两条尾水主洞大小断层几十处，层面及层间错动面等相互组合，形成大小不等的不稳定块体。（2）蚀变岩脉、厚度较大的层间泥化带等发育，较大的岩脉有⑥蚀变安山岩脉，在施工时极易造成塌方等事故。（3）地下水在洞室内呈滴水现象，局部水流较大，岩石破碎夹泥，在地下水作用下夹泥破碎带遇水即成淤泥状，洞室自稳能力差，易产生塌方。4综合施工方法8本工程不良地质施工，采用小导管等

4、超前支护措施，遵循“短进尺、弱爆破，及时封闭、跟进支护”等施工方法，尾水主洞开挖断面为12m圆形，从安全方面考虑，断面调整为马蹄形断面。分三层进行开挖：一层开挖高度为7.3m，二层开挖高度为2.1m，三层开挖高度为3.2m。一层开挖过程中采用超前地质预报、超前排水降水、超前导管支护、短进尺、强支护等综合施工手段；二层、三层开挖主要采用松动爆破、反铲及冲击锤等辅助开挖、勤支护的施工手段。4.1超前地质预报系统超前地质预报工作坚持“科学规范、求真务实、长短结合、贯穿全程”的工作原则，采用以长距离预报为主、短距离预报为辅的长短互补的预报原则。尾水系统隧洞中采用TRT6000地质雷达探测法

5、（硬岩300m，软岩150m）；中长距离地质预报采用超前地质勘探孔（20～50m）；短距离地质预报采用地质素描、加深炮孔探测以及超前地质探洞的方法。4.2超前排水降水技术尾水隧洞为溧阳电站的最低点，不具备先行排水降水的条件，针对掌子面局部渗水或地质条件较差部位布设超前排水降水孔，采用履带式液压潜孔钻机进行钻设施工，钻孔孔径为110mm，每次钻设孔深为15～30m，钻孔深度及角度可根据钻孔机具等进行确定，可为钻爆施工提供干燥的施工环境。4.3超前导管支护技术8本断层破碎带部位开挖进尺为1.0～1.6m，每开挖一循环支立两榀I20b钢拱架，在靠近掌子面的拱架上顶部120°范围内开孔，布

6、设小导管，并注浆固结，使松散破碎体胶结、胶化，形成具有一定强度和抗渗阻水能力的固结体，从而提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性，使超前小导管与固结体形成一个具有一定强度的壳体，在壳体的保护下进行开挖支护施工。导管施工方法如下：4.3.1小导管加工及施工。小导管加工是把4m/根的Φ42mm钢管一端加工成尖锥形，距另一端100cm的位置开始至尖锥端之间按梅花型间距为20cm布设Φ6mm的孔眼4排，以利于小导管推入破碎岩体。外插角5°～10°，环向间距30～40cm，纵向搭接不小于1.5m。4.3.2小导管注浆。根据本工程地质情况及设计要求浆液选用纯水泥浆液，配比是水泥∶水为：0.5∶1～1

7、∶1；灌浆压力为：0.2～0.5MPa。4.4开挖与支护施工4.4.1一层开挖与支护施工。（1）一层开挖。尾水主洞在此断层带部位基本为Ⅴ类围岩，上层开挖循环进尺为0.5～1.0m，采用一次爆破成型，预留核心土的方案。爆破技术参数见表1。8（2）一层支护。在洞室顶拱270°进行支护，开挖后首先预喷5cm混凝土，采用多臂钻钻射锚杆孔，锚杆规格为Φ25，L=4.5m，排距为1.0m，挂Φ8@200×200mm钢筋网片，支立I20b钢拱架，拱架间距为50cm，拱架底部每侧布设