溧陽抽水蓄能電站引水豎井塌方體灌漿處理技術(shù)研究

（中國水利水電第三工程局有限公司，陜西 西安 710032）

溧陽抽水蓄能電站引水豎井塌方體灌漿處理技術(shù)研究

劉桃紅

（中國水利水電第三工程局有限公司，陜西 西安 710032）

本文介紹了江蘇省潥陽抽水蓄能電站引水系統(tǒng)2#豎井在反井法開挖施工中出現(xiàn)大體積坍塌后，采用了多種支護(hù)方式與固結(jié)灌漿相結(jié)合的方式進(jìn)行處理，為確保施工進(jìn)度，采用的多層灌漿施工平臺(tái)上下同時(shí)施工。

豎井;塌方;固結(jié)灌漿

1 工程概況

電站樞紐建筑物主要由上水庫、輸水系統(tǒng)、發(fā)電廠房及下水庫等4部分組成。江蘇溧陽抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)包括引水主洞上平段、引水豎井、引水主洞下平段及引水支洞，其中2#引水豎井井深為170.5m。

根據(jù)引水豎井上彎段及下彎段所開挖揭露的圍巖情況看，豎井上部出露有F54斷層，圍巖為紅褐色泥質(zhì)粉砂巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，夾泥質(zhì)較多，從已揭露的巖脈看，蝕變程度不均一，嚴(yán)重蝕變的巖脈呈土狀，穩(wěn)定性極差，屬于Ⅴ圍巖。

2#引水豎井在2012年9月21日進(jìn)行φ1.8m導(dǎo)井反拉過程中及反拉后，巖脈沿導(dǎo)井發(fā)生逐次剝落塌方而在底部形成了一個(gè)大的空腔。反拉結(jié)束后，將塌空區(qū)內(nèi)的堆碴全部運(yùn)出，共出渣7045m3，大量出碴時(shí)，發(fā)現(xiàn)塌空區(qū)內(nèi)再次發(fā)生連續(xù)掉塊，為防止塌空區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)大而失控，改為導(dǎo)井控制性出渣。

2#引水豎井在施工到EL48m時(shí)，右側(cè)出現(xiàn)環(huán)向6.4m范圍的塌空區(qū)，水平方向最大縱深約8m，塌空區(qū)超出開挖設(shè)計(jì)邊線，參建四方對塌方區(qū)分析后，決定對塌空區(qū)進(jìn)行C25混凝土回填，錨筋樁對塌空區(qū)上部整圈鎖口，在開挖至EL46m時(shí)，塌空范圍繼續(xù)增大，參建四方對EL46m以下開挖支護(hù)方案進(jìn)行了討論：EL46m以下采用正井法開挖。

經(jīng)參建四方多次咨詢、討論，施工過程根據(jù)現(xiàn)場開挖情況不斷調(diào)整，采用：①增加鋼筋混凝土圈梁；②增加3Φ28，L=9m錨筋樁；③加密鋼拱架；④塌方區(qū)使用自鉆式錨桿；⑤增加縱向連接[14槽鋼；⑥塌空區(qū)堆渣體水泥灌漿。經(jīng)多種加固支護(hù)措施相互結(jié)合，最終順利完成2#豎井開挖施工。

2 灌漿施工布置

（1）孔位布置

2#引水上平漸變段、上彎段上半部（施工樁號：Y0+242.121～Y0+300.934）固結(jié)灌漿每環(huán)布置17孔，灌漿孔間排距為2.0m×2.5m，入巖3m；引水上彎段下半部豎井段EL50m以上（施工樁號：（Y0+300.934～Y0+377.894）灌漿孔間排距為2.0m×3.0m，入巖3m；豎井未塌段（施工 樁 號：Y0+377.894～Y0+416.894，）灌 漿 孔 間 排 距 為2.0m×3.0m， 入巖5m，；豎井塌方堆渣體段（施工樁 號 Y0+416.894～Y0+451.243，）灌漿孔間排距為1.5m×1.5m，入巖5m；下彎段、下平漸變段、下平段0+451.243～Y0+503.500）每環(huán)布置17孔，灌漿孔間排距為2.0m×2.5m，入巖5m。

（2）施工平臺(tái)

①上平漸變段、上彎段上半部、豎井段（高程EL11.0m～EL-23.149m）、下彎段、下平漸變段、下平段采用搭設(shè)整體施工排架進(jìn)行施工，排架搭設(shè)必需滿足承載力和安全要求，排架頂部必須處于封閉狀態(tài)，防止豎井上部物件掉落造成人員傷害。②上彎段下半部、豎井段（高程EL104.0m～EL11.0m）采用自制整體移動(dòng)鋼臺(tái)車，為了加快豎井內(nèi)鉆孔灌漿施工進(jìn)度，確保灌漿施工任務(wù)按時(shí)完成，自制移動(dòng)臺(tái)車改為三層，一層鉆孔，兩層灌漿，采用工字鋼雙面焊接，臺(tái)車最低承受15t荷載，最低配置4臺(tái)套灌漿設(shè)備， 4部手風(fēng)鉆。移動(dòng)臺(tái)車采用100t龍門吊移動(dòng)，四根鋼絲繩，施工人員通過吊籠通行，移動(dòng)平臺(tái)車及吊籠必須滿足安全規(guī)程要求。

3 灌漿施工

（1）鉆孔

固結(jié)灌漿孔、抬動(dòng)觀測孔采用YT-28手風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔，孔徑不小于φ50mm，塌方堆渣體采用手風(fēng)鉆鉆孔與插入灌漿花管相結(jié)合。

（2）插入灌漿花管

豎井塌方堆渣體段EL11.0m～EL-23.0m，為防止塌孔現(xiàn)象，鉆孔后插入與灌漿孔深相同長度的灌漿花管，管材為鋼管，灌漿花管應(yīng)有足夠的剛度，能滿足送入塌方堆渣體內(nèi)不變形的要求，花管每環(huán)開孔4個(gè)，環(huán)距15cm，梅花形布置，孔徑小于8mm，灌后花管永久留置在堆渣體中。

其它部位（未塌方部位）采用阻塞器直接卡在孔口0.3m處，進(jìn)行灌漿。

（3）抬動(dòng)觀測孔埋設(shè)

在灌漿施工過程中，巖石的抬動(dòng)變形值不得大于設(shè)計(jì)規(guī)定值（200μm），在高程每隔5m處，在同一高程上設(shè)置4個(gè)抬動(dòng)觀測點(diǎn)（豎井四等分）通過抬動(dòng)觀測，嚴(yán)格控制豎井空腔部位或巖體薄弱地層因大量水泥漿液的填充發(fā)生變形。灌漿孔應(yīng)交錯(cuò)位置施工，避免在同一平面同時(shí)灌漿引起井壁變形，一旦出現(xiàn)大于設(shè)計(jì)規(guī)定值（200μm），立即停止灌漿，以便對施工參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

（4）洗孔

豎井未塌方部位灌漿孔建議在鉆孔結(jié)束后，在起鉆過程中采用壓縮空氣沖凈孔內(nèi)的巖粉，防止因水洗孔造成塌孔，豎井塌方段在鉆孔結(jié)束后直接起鉆預(yù)埋灌漿花管，不進(jìn)行洗孔，防止因洗孔造成花管出漿孔堵塞，無法保證灌漿質(zhì)量。

（5）壓水

引水上彎段、下平段灌前按施工孔總孔數(shù)的5%選取，進(jìn)行簡易壓水，灌前壓水孔孔位詳見附件1～4。豎井段、上彎段、下彎段由于地層復(fù)雜，豎井塌方對渣體嚴(yán)重，此部位灌前不進(jìn)行壓水試驗(yàn)。

（6）灌漿

灌漿方式采用全孔一段純壓式灌漿、壓力0.8～1.0Mpa、水灰比采用1:1～0.6:1。

2#引水上平漸變段、上彎段、下彎段下半部、下半部使用塞阻塞在距孔口0.3m處，以防漏漿。采用環(huán)間、環(huán)內(nèi)分序加密原則控制。按照洞室斷面，先底板，后頂拱的順序進(jìn)行灌漿。

豎井塌方段（EL11.0m～EL-23.0m）、下彎段上半部采用預(yù)埋灌漿花管，花管伸入孔內(nèi)不小于5m，外露0.3m以便與灌漿管相連，材質(zhì)為鋼管，純壓式灌漿，環(huán)內(nèi)分序，按照高程由低向高依次灌漿。

結(jié)語

2號引水豎井灌漿工程自2014年3月28日正式開始施工，6月11日2號引水豎井固結(jié)灌漿施工任務(wù)圓滿完成，共計(jì)完成固結(jié)灌漿工程量6035米，灌注水泥4606.24噸。2號引水豎井塌方難題順利解決，施工中采用多種支護(hù)方式與固結(jié)灌漿相結(jié)合的方式及采用的多層灌漿施工平臺(tái)及安全防護(hù)措施，對類似工程塌方處理有很好的借鑒作用。

[1] 石含鑫 ，常姍姍． 溧陽抽水蓄能電站上水庫防滲形式選擇[J]．水利發(fā)電，2010．

TV73

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