深溪溝水電站導(dǎo)流洞不良地質(zhì)段施工

王立偉 孫茂勝 王麗麗

（1.諸城市郭家村水庫(kù)管理局，山東 諸城 262200；2.諸城市舜王街道水利站，山東 諸城 262200）

深溪溝水電站位于四川省大渡河干流中游漢源縣及甘洛縣境內(nèi)，壩址區(qū)位于成昆鐵路長(zhǎng)河壩車站附近的大渡河段，距成都263km，距上游漢源縣城和下游樂山金口河鎮(zhèn)分別約49km、22km。壩址上游10km處為成昆鐵路漢源火車站，工程區(qū)有省道金烏公路（金口河～烏斯河）從左岸通過。

1#、2#導(dǎo)流洞(泄洪沖沙洞)進(jìn)口位于閘壩上游約460m，兩洞平行布置，洞中心距56m，兩進(jìn)口塔體前后布置，兩條導(dǎo)流洞與泄洪沖沙洞按全結(jié)合布置考慮，前期作為導(dǎo)流洞，后期對(duì)出口改建后，作為永久泄洪沖沙洞。1#、2#導(dǎo)流洞分別長(zhǎng) 1373.07m，底坡 i=0.146%，和1506.54m，底坡i=0.133%，兩洞斷面均為城門洞型，尺寸均為15.70m×18.5m（寬×高），進(jìn)口高程為616.0m，出口高程為614.00m。

根據(jù)圍巖類別不同，導(dǎo)流洞設(shè)計(jì)開挖斷面分為四種型式，均采用混凝土襯砌，最大混凝土襯砌厚度為1.5m。混凝土襯砌段均要求要求進(jìn)行回填灌漿，C型、D型斷面要求進(jìn)行固結(jié)灌漿。

1 不良地質(zhì)段簡(jiǎn)述

根據(jù)地質(zhì)資料，導(dǎo)流洞穿越有小斷層，開挖中有可能出現(xiàn)軟弱破碎夾層等不利地質(zhì)條件，存在發(fā)生掉塊、洞內(nèi)涌水等現(xiàn)象的可能性。施工前對(duì)不良地質(zhì)段進(jìn)行超前勘探。

超前勘探內(nèi)容包括：地質(zhì)編錄和測(cè)繪；探明掌子面前方地質(zhì)構(gòu)造、地下水涌量、水壓力等情況；測(cè)定圍巖初始應(yīng)力、彈性波速度和巖石物理力學(xué)參數(shù)；測(cè)定隧洞開挖后松弛范圍、圍巖變形和蠕變性能等參數(shù)；分析影響圍巖穩(wěn)定的不良地質(zhì)因素，及時(shí)配合設(shè)計(jì)、施工人員研究預(yù)防措施等。

超前勘探方法：超前勘探主要采用大孔徑水平鉆孔進(jìn)行，利用鉆孔直接進(jìn)行巖石力學(xué)和水文測(cè)試。超前勘探鉆孔一般平行于隧洞軸線，當(dāng)隧洞某一側(cè)地質(zhì)條件十分惡劣或有預(yù)注漿要求時(shí)，鉆孔方位可以有適當(dāng)偏角。超前鉆孔長(zhǎng)度必須穿過前方斷層破碎帶和含水層。

超前勘探亦可采用其它方法，包括：緊跟開挖面，進(jìn)行地質(zhì)素描，以分析掌子面前方地質(zhì)情況，作出分析預(yù)報(bào)；根據(jù)鉆孔速度判斷：鉆孔速度快、孔內(nèi)坍塌、有混水排出，說(shuō)明該段巖石差。

表1 不良地質(zhì)段施工方法

2 施工原則及施工方法

2.1 施工原則

認(rèn)真分析研究工程地質(zhì)資料與水文地質(zhì)資料，采用超前鉆孔等方法進(jìn)一步了解地質(zhì)條件，做好地質(zhì)預(yù)報(bào)；

采用淺鉆孔、弱爆破、多循環(huán)，從而減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)；

開挖后及時(shí)支護(hù)或進(jìn)行超前支護(hù)，并盡早進(jìn)行混凝土襯砌；充分做好排水準(zhǔn)備工作，加強(qiáng)排水；加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，勤巡視，及時(shí)分析監(jiān)測(cè)成果指導(dǎo)施工。

2.2 施工方法

不良地質(zhì)段圍巖具有軟弱破碎、承載力低、穩(wěn)定性差、變形量大及遇水易崩解等特點(diǎn)，開挖過程中必須采取相應(yīng)的施工方法并對(duì)圍巖采取加固措施。不良地質(zhì)段施工方法見表1。

2.3 斷層破碎帶施工

斷層破碎帶的施工，應(yīng)盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，采取邊開挖邊支護(hù)或?qū)r體先行進(jìn)行加固再開挖的施工方法。

支護(hù)：支護(hù)包括錨噴支護(hù)、鋼支撐支護(hù)及超前支護(hù)等，噴錨支護(hù)應(yīng)根據(jù)圍巖條件，確定開挖與支護(hù)的施工程序、支護(hù)參數(shù)、順序及時(shí)機(jī)。對(duì)穩(wěn)定性差Ⅲ類圍巖，采用噴混凝土，系統(tǒng)錨桿或噴混凝土，即開挖后噴混凝土，打錨桿，一個(gè)循環(huán)或幾個(gè)循環(huán)支護(hù)一次；對(duì)不穩(wěn)定Ⅳ類圍巖，采用噴混凝土、系統(tǒng)錨桿加鋼筋網(wǎng)或系統(tǒng)錨桿噴混凝土，即開挖一個(gè)循環(huán)，緊跟工作面進(jìn)行噴錨支護(hù)；對(duì)極不穩(wěn)定Ⅴ類圍巖，采用噴混凝土、系統(tǒng)錨桿、掛網(wǎng)、格柵（鋼）支撐聯(lián)合支護(hù)或錨桿、噴混凝土，格柵支架聯(lián)合支護(hù)，即短進(jìn)尺、弱爆破，爆破后先對(duì)周邊及掌子面噴一層3～5cm混凝土后再出碴，出碴后立即按設(shè)計(jì)要求打系統(tǒng)錨桿、掛網(wǎng)。架立格柵（鋼）支撐再噴混凝土。根據(jù)監(jiān)測(cè)信息，及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)。

超前支護(hù)為在隧洞頂部設(shè)砂漿超前錨桿、小導(dǎo)管、自進(jìn)式注漿錨桿等進(jìn)行圍巖加固，錨固長(zhǎng)度應(yīng)大于開挖循環(huán)進(jìn)尺的二倍，間距一般0.3～0.5m，傾角 8°～10°。

超前支護(hù)類型及施工工藝為：

砂漿錨桿，Φ25～Φ28，一般為7～8m，鉆孔→清孔→插錨桿→注漿，工藝簡(jiǎn)單，錨桿與水泥漿膠結(jié)好。注漿僅是充填鉆孔，對(duì)圍巖無(wú)加固作用，圍巖破碎時(shí)易塌孔。

小導(dǎo)管，Φ32～Φ50，4～8m，鉆孔→清孔→插管→壓力注漿，用于穩(wěn)定性差，需加固的地層，低壓注漿，漿液可充填圍巖裂隙，對(duì)圍巖進(jìn)行加固。

表2 含水?dāng)鄬悠扑閹У奶幚泶胧?/p>

自進(jìn)式注漿錨桿，Φ25～Φ38，桿體可連接，最大鉆進(jìn)長(zhǎng)度可達(dá)12m以上，鉆孔→注漿→錨固一次完成，特別適用軟弱、破碎、易塌孔的地層，漿液在圍巖中擴(kuò)散半徑大，錨固效果好。

開挖：松散、破碎帶巖體經(jīng)上述方法處理后，采取短進(jìn)尺、弱爆破、早封閉、強(qiáng)支護(hù)的原則進(jìn)行開挖，強(qiáng)調(diào)快挖、快支、快噴錨。每循環(huán)按1.0～2.0m掘進(jìn)，需要時(shí)架設(shè)格柵鋼支撐，打錨桿、掛網(wǎng)、盆混凝土封閉，如此循環(huán)掘進(jìn)。并通過施工監(jiān)測(cè)，調(diào)整施工程序及參數(shù)。

對(duì)富含地下水?dāng)鄬悠扑閹У拈_挖，擬采取的處理措施見表2。

2.4 塌方處理

導(dǎo)流洞開挖過程中，必須采取針對(duì)性的處理措施防止和處理塌方，確保施工安全和工程進(jìn)度。

處理原則：①深入分析研究塌方原因，摸清塌方規(guī)模、類型及發(fā)展規(guī)律。查清塌方段的地質(zhì)構(gòu)造及地下水活動(dòng)情況，盡快制訂切實(shí)有效的處理方案。②在未制訂處理方案前，禁止盲目清除塌方體，以免塌方擴(kuò)大。③有地下水活動(dòng)的塌方，必須先治水再處理塌方。

塌方處理方法：

塌方處理，應(yīng)根據(jù)不同的坍塌情況和施工條件選擇不同的處理方法。塌方處理方法及施工程序?yàn)椋?/p>

噴錨支護(hù)法，搭工作平臺(tái)→清理巖石→噴一層混凝土→安插錨桿、掛網(wǎng)→噴混凝土；

澆混凝土護(hù)頂，平整松碴→封閉兩側(cè)→架設(shè)導(dǎo)管深至塌方體空腔內(nèi)→壓入混凝土；

鋼架插板法，靠工作面架設(shè)鋼支架→沿周邊插入鋼板→出碴→下一循環(huán)；

超前小導(dǎo)管預(yù)注漿，靠工作面架設(shè)鋼支撐→鉆孔→打入小導(dǎo)管→注漿；

小管棚或管棚加注漿，工作面準(zhǔn)備→鉆孔→注漿→檢查→開挖。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)深溪溝水電站位1#、2#導(dǎo)流洞穿越有小斷層，開挖中有可能出現(xiàn)軟弱破碎夾層等不利地質(zhì)條件，存在發(fā)生掉塊、洞內(nèi)涌水等現(xiàn)象的可能性。施工中采取加固開挖面、超前支護(hù)、排水、止水等措施，保障了工程建設(shè)的順利進(jìn)行。

［1］賈金生，袁玉蘭，鄭璀瑩，馬忠麗.中國(guó)水庫(kù)大壩統(tǒng)計(jì)和技術(shù)進(jìn)展及關(guān)注的問題簡(jiǎn)論[J].水利發(fā)電，2010（01）.

［2］SL303-2004水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中華人民共和國(guó)水利部標(biāo)準(zhǔn).

［3］侍克斌.水利工程施工[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2005.

［4］袁光裕，胡志根.水利工程施工[M].5版北京：中國(guó)水利水電出版社，2010.

［5］鄭景秋，鄭毅.施工計(jì)劃管理的意義及對(duì)策[J].施工技術(shù)，2010（S1）.