引水隧洞支洞与主洞交接段施工技术

1、引水隧洞支洞与主洞交接段施工技术1 工程概况 重庆郁江马岩洞水电站工程位于重庆市彭水县境内， 引水隧洞全长5048.625m,内径6.8m,纵坡3.650%o,钢筋混凝土圆形 衬砌，衬砌平均厚度0.50.8m,在洞线平面上设三个施工支洞。 其中1#支洞全长406.35m,城门洞型断面，断面尺寸 7X 6m（宽 X高），与主洞相交处的主洞桩号为引0+509.356m,交接段设计断面形式见图 12 交接段地质情况引水隧洞交接段处于挤压破碎带之内, 岩层由于构造挤压强 烈,岩体呈碎裂结构,围岩极其破碎松散,以黄粘土夹碎状块石 为主,地下水处于饱和状态,围岩在地下水的长期浸泡下,岩体 强度极低,开挖后

2、无自稳能力,围岩在重力、地质应力以及水流 冲刷的共同作用下极易形成大规模塌方，为V围岩，施工难度较大。3 施工方案根据 1 #施工支洞开挖支护成功经验,结合现场实际情况, 经研究论证, 本着交接段支护不侵占主洞村砌断面, 避免后期进 行二次扩挖支护的原则,采用以下施工方案：开挖前首先采用超前小导管注水泥水玻璃双液浆固结松 散岩层；抬高 1#施工支洞拱顶高程至接近主洞拱顶高程位置,在支洞与主洞交接段的主洞区域内拱部纵向（支洞中线方向 ） 开挖4m宽的平洞至主洞内边缘，对支洞 K0+396.850+402.35段 设置套拱； 然后进行交接段主洞区域内的二期拱架支护， 拱架一 侧支撑在支洞套拱上面，

3、另外一侧支撑在主洞内边缘基岩面上， 既分两期纵向、环向设置双层拱架加固的办法通过该地段。4 施工方法及措施4.1 超前小导管注浆交接段进行开挖之前， 在支洞拱部设置超前小导管， 注水泥 一水玻璃双液浆加固松散围岩。小导管采用 42x 3.5mm热轧无 缝钢管，长度34.0m，环向间距20cm,纵向2.5m 一环，相邻 两排导管搭接距离不小于 1.5m，外插角510。注浆终凝时间 控制在 1 分钟左右，水泥浆水灰比 W:C=1:10.7:1 ，注浆时水 灰比从 1:1 由稀到浓逐级变换到 0.7:1 ，水泥浆与水玻璃的体积 比Vc： Vs=1:1，水玻璃模数 M=3.13.4，玻美度 Be =4

4、0,注 浆压力 0.51.0Mpa。4.2 渐变段施工为满足交接段拱部平洞施工和车辆通行要求,对1#施工支洞断面逐渐加宽、 加高, 使交接处的施工支洞拱顶高程接近主洞 拱顶高程。共分两个阶段渐变。（1）从支洞桩号 K0+391.85 开始进行第一阶段渐变,至桩号 K0+396.85结束，长度共计5m断面由原设计7x 6m（宽x高）变 化到7X7米（宽x高），支洞高度抬高100cm（2）从支洞桩号 K0+396.85 开始进行第二阶段渐变，至桩号 K0+402.35结束，长度共计5.5m，断面由7X 7m（宽X高）变化到 8X 8.11m（宽X高），支洞高度再次抬高110cm断面宽度加大 1.0

5、m。4.3 平洞施工 （一期开挖支护 ）从支洞 K0+402.35 开始进入主洞施工区域， 为防止掌子面失 稳，对支洞桩号K0+402.35断面处的掌子面两侧边墙各 2m部位 进行喷射混凝土封闭（图2阴影部分），厚度20cm进入主洞区 域后，从支洞拱顶开始进行平洞施工，对支洞桩号K0+402.30+410.95段拱顶部位按照4m宽的方型断面进行一期开挖支护 （见图 2所示） ，开挖高度随进尺不断改变， 以不侵占主洞衬砌断 面为原则。4.4 套拱及横梁施工由于支洞最大断面达到 8X 8.11m（宽X高），为确保施工安 全，对支洞 K0+396.850+402.35 段设置套拱， 提高该段抗变形

6、能力，为施工方便。套拱拱部采用挂模喷射混凝土方式施工，套 拱内设工字钢（工18）拱架，间距50cm/榀，喷射混凝土厚度 30cm在桩号K0+402.35套拱上面设置横梁，横梁采用2根工字 钢（工18）并排焊接而成，横梁与套拱工字钢之间焊接工字钢 （工 16） 支撑，增加横梁刚度和稳定性，为增加套拱拱架承载能力， 横梁下面套拱工字钢采用 2 组拱架（工 1 8）焊接成一体。4.5 交接段主洞二期支护施工套拱施工完毕后，在主洞已经开挖完毕的4m宽平洞内设置环向拱架支撑， 拱架一侧支撑在支洞套拱横梁上面， 另外一侧支 撑在主涧内边缘基岩面上，支护措施为：工字钢 （工 18）拱架间 距50cm/榀，延

7、拱架内外环向设置 20mn纵向连接钢筋，环向 间距50cm拱架后面设双层钢筋网片，钢筋采用 6.5mm圆钢，网格尺寸15X 15cm拱墙设置锁角锚杆，锚杆长度4.5m，环向间距2m环向拱架固定后，对环向拱架与一期平洞拱架之间设 置工字钢支撑，喷射混凝土厚度20cm然后对平洞一期支护边墙工字钢拱架拆除，详见见图 3 所示。4.6 套拱与一期支护间空隙回填对支洞套拱与一期支护之间的空隙采用喷射C20混凝土回填密实，施工时采取分层喷射的办法，每层厚度不超过30cm，回填完毕后，对套拱段进行径向小导管注浆固结，使套拱、原一 期支护和回填的喷射混凝土形成整体，增强其共同抵抗变形能 力。4.7 主洞上下游

8、施工在形成主洞施工工作面后， 分别对主洞上下游按照半径 4.4m 进行开挖支护， 为防止下沉量过大和后期进行加强支护时侵占衬 砌断面，对该段预留20cm沉降量。上游开挖至引 0+500.356 , 下游开挖至引 0+518.356 后恢复至设计断面。4.8 开挖在支洞和主洞施工过程中。 每循环注浆完毕后， 为防止开挖扰动和支护时发生掌子面失稳引起牵引性坍塌， 开挖采取上下台 阶、预留核心土环形开挖法施工，以人工开挖为主，机械开挖为 辅，每循环进尺0.5m。每个部位开挖完毕后立即喷射 5cm厚度 的混凝土封闭，及时施做初期支护。4.9 排水孔为减小地下水对支护结构的渗透压力， 降低地下水位线，

9、确 保一期支护的施工安全， 支护完毕后对两侧边墙和拱部设置直径 50m m长度L=3m环向间距1m,纵向排距1m仰角10 、梅 花型布置的排水孔。4.10 围岩量测交接段要严格进行围岩量测，每格3m建立一组围岩量测点， 在一期支护完成后，套拱施工前，每隔 5 小时量测一次，其目的 是将量测结果及时反馈， 使围岩活动出于有效的监控之下， 及时 掌握围岩的动态以及支护工作状态。 量测数据显示， 交接段拱顶 下沉最大值8.7cm,水平收敛最大值5.8cm，通过监控量测达到 了安全施工的目地。5 结语通过对马岩洞水电站引水隧洞 1#施工支洞与主洞交接段施 工,体会如下：(1) 在水电站建设中,复杂地质条件下的施工支洞与主洞交 接地段按照此方案施工,切实可行,施工方便,是一种实用、有 效的方法,可在今后施工中推广应用。(2) 在地质条件较差的