拉西瓦水电站左岸高线上坝交通洞塌方处理

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时间:2018-03-31

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1、拉西瓦水电站左岸高线上坝交通洞塌方处理  关键词:拉西瓦;交通隧洞;塌方处理  摘 要:拉西瓦水电站左岸高线公路交通隧洞开挖施工,在掘进至K1+308m时因地质原因出现顶部大塌方,塌方方量约1000m3,文章从塌方处理设计计算和施工2方面作以简要介绍,提供了塌方设计计算和施工的新思路。Upperaccesstunnel collapsetreatment forLaxiwahydropowerstation  KeyWords:Laxiwa;accesstunnel;collapsetreatment  Abstract:Duringexcavationoftheleftuppera

2、ccesstunneloftheLaxiwahydropowerstation,duetogeo-logicreasonalargecollapseofabout1000m3occurredatstationNo.K1+308m.Abriefdescriptionisgivenin2respectsofdesigncalculationandconstructionofcollapsetreatmentandnewconceptfordesigncalculationandconstructionofcollapsetreatmentispresented.  1 概述  拉西瓦水电

3、站左岸高线公路主要承担施工期主体工程混凝土骨料运输、开挖出渣、缆机设备运输及电站运行期上坝交通任务,全长2611m(K0+810~K3+421m)。因受拉西瓦地区地形及地质限制,K0+810m至坝肩布置为交通隧洞形式。考虑到伊黑龙F1断层的影响,K0+810~K1+104.9m段采用上下行单车道分离的双洞线型式,K1+104.7m桩号以后路段为单洞双车道型式。双车道交通洞开挖尺寸为12m×10.15m(宽×高),隧洞通过地区围岩类型多为Ⅱ~Ⅳ类围岩,局部为Ⅴ类围岩。2 塌方经过  双车道交通洞开挖施工至K1+308.0m桩号处遇到经强烈地质作用的地层,地层岩性为泥质板岩、长英砂岩及帘

4、石化灰岩互层,单层厚度一般为30~60cm,岩层产状:NE20°~60°、SE34°,岩体受F1区域断层的影响,及次级结构面与层间挤压带的相互切割,呈碎裂结构,围岩类别为Ⅳ~Ⅴ类,地层内物质均为无胶结的、块体均匀的碎块岩。岩块直径约8~10cm,呈散粒状堆积,成洞条件差。当交通洞开挖至K1+308m时,隧洞掌子面出现塌方,继而塌方向掌子面顶拱及前方和已开挖面方向扩大,塌方趋势呈漏斗状,塌方方量约1000m3,在K1+308区阶段;②分析计算、制定处理施工方案阶段;③处理施工后期观测资料分析阶段。  在第一阶段中,根据洞顶坍塌高度反算洞顶竖向荷载,对坍塌洞段及有坍塌趋势洞段选定支护及加

5、固型式,根据计算拟采用对边墙、顶拱钢支撑加固、对顶拱加撑钢立柱加强、对初期喷混凝土加厚等措施稳定隧洞岩体,控制坍塌趋势的发展。  在隧洞坍塌发生后,由散粒物质构成的围岩区段形成塌方区。靠近坍塌区的隧洞周围岩体虽未坍塌,但因隧洞围岩为Ⅳ~Ⅴ类岩石,自身稳定性较差,加之受坍塌区影响围岩卸荷严重,原有裂隙普遍张开,围岩有进一步坍塌的趋势。为避免这种趋势的发展,限制围岩的进一步变位,进而利用围岩残存的自身承载力,设计考虑在坍塌附近区段设置由临时钢拱架、边墙钢支架及喷混凝土组成的施工期承载结构抵抗围岩压力。承载结构承受的竖向荷载为坍塌趋势的全部岩体重量,即作用在拱架上的单宽竖向力W=γ×h=2

6、50kN/m;(其中h为坍塌趋势高度,参照已坍塌洞顶的高度取h=10m;γ为岩体容重,取γ=25kN/m3)。  另此,在顶拱的中部设一排钢立柱,支撑洞顶岩体重量,后期待混凝土衬砌施工完毕后再切除钢立柱。钢立柱承受的岩体重量为洞顶上部楔形漏斗状岩体重量。考虑洞顶岩体内摩擦角大于45°,取楔形岩体两侧夹角为45°,则钢立柱顶单宽岩体重量为W1=γ×h×h×π×1/4=1963.5kN/m。  在第二阶段中,首先按管棚施工法安排坍塌区及碎块岩区段的施工工序,根据施工工序及各阶段围岩条件,核算各施工阶段围岩、支护的应力水平及稳定安全系数,以校核处理方案的可行性。  在塌方区段,围岩为散粒状

7、岩块,未经处理的坍塌物呈自然状态堆积在隧洞内。堆积物对侧墙及掌子面形成堆积压力后,隧洞暂时处于稳定状态。堆积物上方形成自然塌落拱,拱高10m,基本与洞宽相同。此时,若不对围岩进行加固处理而直接靠施工期临时支撑防护向前掘进,则洞顶上方不稳定岩体的重量将会全部作用在临时支撑上,使单薄的支撑结构失稳。随着开挖的进展,侧墙在失去堆积压力后,墙端支撑塌落拱座的岩块会随之坍塌,导致塌落拱进一步发展,支撑上的荷载逐渐加大,支撑防护体系也会因250kN/m的巨大荷载压力而

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