溪洛渡水電站右岸泄洪洞不良地質段圍巖的處理

易　丹，　高　靜

(1.中國人民武裝警察部隊 水電第七支隊,湖北 武漢　430200；2.中國人民武裝警察部隊 水電第九支隊，四川 成都　611130)

溪洛渡水電站右岸泄洪洞不良地質段圍巖的處理

易丹1，高靜2

(1.中國人民武裝警察部隊 水電第七支隊,湖北 武漢430200；2.中國人民武裝警察部隊 水電第九支隊，四川 成都611130)

摘要：大型水工隧洞開挖支護施工中對不良地質段圍巖的處理關系到施工工期和工程成本，采取合理的處理方式意義重大。以溪洛渡水電站3#泄洪洞無壓下平段及出口洞門不良地質段圍巖處理為例，闡述了控制爆破、鋼筋拱肋加強支護和預應力錨索處理等措施的應用情況及取得的效果。

關鍵詞：泄洪洞；不良地質段；圍巖處理；控制爆破；對穿錨索；溪洛渡水電站

1工程概述

溪洛渡水電站右岸3#、4#兩條泄洪洞均為有壓接無壓，洞內龍落尾型式。3#泄洪洞長1 433.549 m，4#泄洪洞長1 633.611 m，中心間距50 m，平行布置。

3#泄洪洞出口洞段為龍落尾段及無壓下平段，城門洞型結構，開挖尺寸為16 m×21 m(寬×高)。出口洞段上部為崩坡積塊碎石層覆蓋。構成邊坡的主要是P2β8～P2β12層玄武巖和角礫集塊熔巖。P2β11層頂部分布有厚約1～1.5 m的紫紅色凝灰巖，淺表風化嚴重，性軟，遇水易軟化崩解。C9層間錯動較強，以巖屑角礫型為主，淺表部位普遍充填次生泥；C8、C10層間錯動相對較弱，以裂隙巖塊型為主；C11層間錯動不發育，多為熔結型。邊坡部位層內錯動帶較發育。整個出口洞段圍巖風化卸荷較強，弱風化上段水平深15～24 m；弱風化下段為33～58 m；強卸荷帶為15～33 m；弱卸荷帶為24～58 m。

開挖后在高程437～485 m之間形成1：0.45～1：0.55的邊坡。將485 m高程以上緩坡地帶的崩坡積塊碎石層全部清除，向上游沿C11層間錯動帶形成平臺。

2不良地質段施工存在的難點

(1)出口洞門及邊坡開挖成型難度大。

(2)無壓下平段頂拱外側及上覆巖體厚度較小。3#泄洪洞樁號③泄1+433.549～③泄1+415段上覆及外側巖體厚度為6.5～17 m，小于1倍泄洪洞洞徑；樁號③泄1+415～③泄1+340段上覆及外側巖體厚度為17～27 m，小于1～1.5倍泄洪洞洞徑，圍巖穩定性差。

3不良地質段采用的處理方法

3.1出口洞門及邊坡開挖

在出口洞門及邊坡開挖施工中采用結構線預裂爆破代替光面爆破，以減小主爆孔對結構線巖體的振動影響，盡量保證結構線巖體的完整性，提高洞門及邊坡結構面開挖成型的質量。

明挖預裂孔孔距為0.9 m，孔徑為90 mm，采用100B潛孔鉆機造孔，嚴格控制孔向、孔深；底部1 m孔段采用直徑70 mm藥卷連續裝藥，以上孔段采用長竹片綁直徑為32 mm藥卷間隔30 mm裝藥，堵塞長度1 m，線裝藥密度500 g/m；孔內及孔間均采用導爆索連接，預裂孔與緩沖孔、主爆孔間網絡由毫秒導爆管連接，采用微差起爆，預裂孔首先起爆，單響藥量按不大于200 kg控制。

3.2無壓下平段頂拱外側及上覆巖體厚度不足問題的處理

針對該問題，參建單位展開討論，提出了兩種解決方案。一種是將該段上覆巖體全部開挖，變隧洞為明渠；另一種是仍按原方案開挖、支護，但對洞頂及外側洞壁圍巖進行加強錨固處理。根據現場實際情況和地質簡報，經參建各方反復研究，認為前一方案雖能一勞永逸消除安全隱患，但開挖工程量大量增加，將導致工期延長和成本的極大增加；而采用加強支護和預應力錨索支護提高圍巖穩定性，經眾多工程實踐證明能夠很好地解決圍巖穩定性差的問題。最終經各方決定采用第二種方案，具體處理措施如下：

(1)為減少洞室開挖對圍巖的擾動，對③泄1+273～③泄1+433.549段采取優化聯網、嚴格控制單響藥量和改變開挖方式等減振措施，將開挖方式調整為分幅梯段光面爆破：將左側邊墻由預裂爆破改為光面爆破，并在斷面中間先行預裂形成減振帶，然后先開挖右半幅，再開挖左半幅。設置施工期收斂監測斷面，實時進行觀測和數據分析。

(2)為保證3#泄洪洞樁號③泄1+350～③泄1+417.549段圍巖穩定，在原系統錨桿支護的基礎上增加了鋼筋拱肋支護。鋼筋拱肋采用2根φ28鋼筋焊接而成，布置在頂拱及起拱線以下3 m范圍內，與原系統錨桿相連。鋼筋拱肋間距與系統錨桿排距相同，具體為：③泄1+350～③泄1+390段為1 m，③泄1+390～③泄1+417.549段為1.5 m。

(3)3#泄洪洞外側邊坡樁號③泄1+370～③泄1+430段高程441～449 m之間布置3排1 000 kN的對穿預應力錨索，錨索長度為17～27 m，間排距4 m，相鄰錨索之間的高差為0.3 m布置，錨索俯傾角5°。錨索混凝土錨墩之間用框格梁連接，框格梁采用C20混凝土，斷面尺寸為0.4 m×0.4 m。

(4)邊坡側混凝土錨墩采用C35混凝土。洞內一側采用鋼錨墩，錨墩出露的部位做局部擴挖，錨墩不得侵占隧洞結構襯砌斷面；錨墩施工完成后按設計張拉力1 000 kN進行張拉；錨索施工完成后，對局部擴挖的部位待泄洪洞混凝土襯砌施工時一并澆筑。

4不良地質段處理后的實施效果

4.1出口洞門及邊坡開挖效果

3#泄洪洞出口洞門及邊坡開挖質量良好，具體數據見表1。

表1　出口洞門及邊坡開挖質量情況統計表

4.2無壓下平段頂拱及外側邊坡圍巖處理效果

(1)收斂觀測結果。

根據③泄1+300、③泄1+365、③泄1+420三個收斂斷面的觀測成果，2010年3月至2011年3月開挖支護期間，拱頂圍巖垂直累積變形量為0.48～0.62 mm，左右拱肩累積變形量為0.51～0.82 mm，且頂拱位移速率小于0.07～0.1 mm/d，收斂速率小于0.1～0.2 mm/d。收斂觀測結果滿足要求，圍巖穩定。

(2)錨索施工質量。

3#泄洪洞下平段外側邊坡錨索質量均滿足相關規范要求，檢測成果見表2。

表2　錨索質量檢測統計表

4.3結論

(1)對圍巖較發育的邊坡結構開挖，采用預裂爆破方式和嚴格控制單響藥量，有效地減小了對結構線外巖體的振動破壞，開挖面保留較完整，成型質量良好。

(2)無壓下平段采取分幅梯段光面爆破，將爆破振動對頂拱及外側邊坡圍巖的影響降至很小，保證了開挖安全；施工期臨時監測數據表明：經鋼筋拱肋加強支護和預應力錨索處理后，圍巖穩定，開挖支護階段收斂變形滿足規范要求。該部位于2010年10月按節點工期完成了開挖支護施工，2011年3月開始進行混凝土施工，2013年完成混凝土襯砌，在經歷了2013年和2014年多次泄洪檢驗后，泄洪洞圍巖及邊坡穩定可靠。

5結語

該工程對3#泄洪洞樁號③泄1+340～③泄1+433.549段及出口洞門邊坡的不良地質段進

行了開挖支護施工，主要采用優化爆破設計和支護參數、增加預應力錨索的方式進行處理，避免了對設計方案進行較大的調整，極大地節省了工程成本，確保了節點工期；處理效果滿足設計要求，后期運行安全穩定，不失為大型水工隧洞開挖支護施工不良地質段處理的一次成功實例。

易丹(1983-)，男，四川宜賓人，工程師，學士，從事水利水電工程施工技術與管理工作；

高靜(1984-)，女，河南新鄉人，工程師，學士，從事水利水電工程施工技術與管理工作.

(責任編輯：李燕輝)

Treatment for Surrounding Rock in Poor Geological Condition Section in

Right Bank Spillway Tunnel at Xiluodu Hydropower Station

YI Dan1GAO Jing2

(1.The Seventh Detachment of Armed Police Hydropower Troops, Wuhan ,Hubei, 430200,China ;

2. The Ninth Detachment of Armed Police Hydropower Troops, Chengdu ,Sichuan, 611130,China)

Abstract:Treatment for surrounding rock in poor geological condition section during excavation and support of large-sized hydraulic tunnels may relate to construction period and project cost. It is significant to take proper treatment measures. In this paper , treatment measures for the poor geological condition sections in free flow lower horizontal section and outlet portal of No.3 spillway tunnel are described , for example , controlled blasting , reinforced rib strengthening support and prestressed tendon . Applications and results are presented.

Key words:spillway tunnel ; poor geological condition section ; surrounding rock treatment ; Controlled blasting ; two ended anchorage cables

收稿日期:2015-07-10

文章編號:1001-2184(2015)04-0057-02

文獻標識碼:B

中圖分類號:TV7;TV554;TV52;TV51

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