引水隧洞塌方处理

xx水电站2#引水隧洞塌方处理探讨【内容提要】对xx水电站2#引水隧洞塌方的原因进行了调查分析，针对现场塌方的实际情况，塌方处理分两步进行：首先对受塌方影响的初期支护裂缝地段进行加固；其次是对塌方体进行抢险处理。在现场针对掌握情况认真研究处理塌方方案，认真制定处理塌方的步骤、方法及预防塌方的施工措施。【关键词】引水隧洞塌方裂缝抢险处理1．工程概况xx水电站位于四川省xx自治州xx县境内，xx河中游xx至xx河段，是xx河流域水电规划二库五级方案开发的第3梯级电站，该电站为大（2）型引水式，单一发电工程。电站首部位于河口下游约400m的xx河段，坝址距上游xx县县城约26km，距下游xx县城约98km；厂址距xx县城约79m。xx水电站引水隧洞全长约16.15km，xx集团有限公司承建的MEG2007/C2-2合同段起讫里程为（引）2＋462～（引）4＋499，隧洞总长2037m，断面为圆形，内径8.60m，开挖断面为直径9.4～10.2m的圆形，纵坡1.58‰，全断面采用钢筋混凝土衬砌结构。桩号（引）2＋462～（引）3＋520，段长1058m，隧洞最大埋深600m，与岩层走向夹角约20～60°左右。该段岩层软硬相间，千枚岩所占比例比较高，表现为互层状结构，岩体完整性差，围岩不稳定。施工开挖时易产生小规模塌方。桩号（引）3＋520～（引）4＋499，段长979m，其中包括xx，最浅埋深约75m，覆盖层厚约5m，成分主要为崩积、洪积成因的块碎石土，与岩层走向夹角约20～60°左右。该段因过沟段隧洞洞顶板上覆基岩厚度小，沟内常年流水，风化卸荷作用强烈、地下水比较活动，岩体完整性差，呈碎裂－散体结构，围岩极不稳定。如在过沟段进行开挖时突发性大量涌水，有可能导致大塌方。因此，塌方的预防和处理是一个难点。2．塌方情况xx水电站2#引水隧洞开挖采用“新奥法”施工，上下台阶法开挖（Ⅲ类采用全断面开挖），其中下台阶预留断面2米。全隧道施工均采用光面爆破技术。2008年8月26日，引水隧洞下游掌子面开挖至桩号（引）3+321时，在排险过程中，拱部出现局部掉块，深度约2m。8月27日，经业主、设计、监理、施工单位四方查看现场后形成了该塌方段处理方案:按80cm间距施作钢支撑（Ⅰ18工字钢），采用超前锚杆及模喷混凝土支护措施。我部按照该方案对塌方段进行了处理，并安全通过该段施工。9月7日，继续进行洞挖施工，在钻爆前按既定方案要求认真施作了超前锚杆，但放炮后掌子面再次出现塌方现象，塌方岩石将超前锚杆压毁，并将超前锚杆从岩体中抽出，塌方深度约3米。塌方后施工单位立即通知业主、设计、监理来查看现场，并形成了（引）3+321～（引）3+323段塌方处理方案：按40cm间距施作钢支撑（Ⅰ18工字钢），采用超前注浆小导管超前支护措施。9月10日，施工队已经支护好两榀钢支撑，在晚22点进行下三榀工字钢施工过程中，再次出现塌方现象，将已经支立好的三榀工字钢砸毁，塌方深度约4.5米。在9月11日，早晨监理查看了塌方现场，并指示我部清理好现场，按原定方案重新支护。9月13日，早晨我部工人已经将重新加工的三榀钢支撑安装就位，锁脚锚杆也施作完毕，正在准备施作喷射混凝土时，掌子面再次出现塌方现象，将三榀工字钢砸毁，将钻爆台车掩埋（包括12台风钻，2台电焊机），塌方深度约15米，且在（引）3+316～（引）3+317附近已经喷护好的混凝土表面出现两条裂缝。到9月14日早晨，塌方体继续垮塌，将（引）3+321附近两榀工字钢砸毁，并且在（引）3+320处右侧155°方向，已经喷好的混凝土面被杂掉，面积约0.8m2。9月15日～17日对（引）3+305～（引）3+321段进行变形观测，发现2条裂缝，围岩变形较大。经参建四方现场勘察并绘制成图(图1)，塌方高达到15m，塌方范围为（引）3+316～（引）3+323。经过四方察看现场决定对塌方进行变更处理。3．塌方原因分析事后对塌方的原因进行了调查分析，其原因为：(1)不良地质造成的塌方，塌方后发现掌子面为薄～中层状砂岩与千枚岩互层，岩体呈碎裂～嵌镶结构，由于上段塌方引起掌子面岩体松动，造成掌子面塌方。(2)施工中对围岩认识不足，没有根据该段围岩实际情况及时进行变更支护形式。4．塌方抢险处理2008年9月15日，塌方事故发生后，及时对塌体进行清渣处理，但在清理过程中掌子面再次出现塌方，2008年9月17日，为了勘探塌方空腔的高度和摸清塌方体的情况，作为处理塌方体时选择施工方案的依据，采用了美国地球物理公司生产的SIR-3000地质雷达（天线主频为400M）对塌方体上面空腔进行探测，勘探结果塌方高达到15m，塌方范围从（引）3+316～（引）3+323。针对现场塌方的实际情况，塌方处理分两步进行：首先对受塌方影响的初期支护裂缝地段进行加固；其次是对塌方体进行抢险处理。4.1裂缝段落加固处理措施塌方事故直接影响初期支护拱体长度达16m，拱顶初期支护下沉变形较大，共出现4条大裂缝，最大裂缝为3cm，一处喷射混凝土掉块，已经喷好的混凝土面被杂掉，面积约0.8m2。为了防止塌方范围继续扩大，以及防止前端的初期支护下沉变形加大或再次出现裂缝等现象，对初期支护裂缝地段采取了如下加固措施：(1)停止下游洞内一切施工作业，以减少对围岩的扰动。(2)对桩号（引）3+305～（引）3+320.6段初期支护冠进行加固心，在拱崇顶圾180宾°骡以上范围拉内，获打笨φ批50凯×5m旱m继径向注浆肆小导管抗（纪L=5.逃0葡m升），泪呈沈梅花型布皂置，间距搂为喉0.5船m×窗0.5泊m胞(陕图帝2)探。胁施工后及榨时注浆以炎加固围岩哥或六松散渣体盛，防止洞区室周围围梨岩塑贯性区进一显步扩展。世小导管周雪壁注骆浆比较简冒单，注浆鼓时间短，辫符合该你段处理的袭实际情况烘，通过监添控量测结眯果可以看铺出小导管悄注浆后围驳岩变形减寨少，达着到了预期忍的效果。汗(友3垂)愤采吸用走Ⅰ申1柳8狂工字钢施堤作钢支撑承，间射距赶4必0滨～叼60c象m梨，每榀钢方支撑施慎打只φ全2远2酸锁脚锚键杆预2当0滑根，锚杆助长蒜度溜3.0肾m寇，钢支撑催用脑φ摸2罗2揭纵向钢筋青连接，环尼向间盆距乓1.0隆m削。腔加设楔形败木垫于登原膝喷射混凝风土与扶钢支撑筐之间塞缝摧。外对于原来沉有钢支撑泪段落堡安装位置锤应同原猛钢支撑钱重叠厚（临时支拦护在施作逗二次衬砌笑时，如严巨重侵限可连拆除）串。蹈(话4布)醋径向小导补管注浆前觉先般喷则5-10农c怎m戴厚度仪的递C2拜0迈砼封闭掌临子面，并届根据需要墓打导管预像注浆固结贞松散渣体蚊。牲4.墨2岩塌方整治拔总体方饥案研听通过现场糖采用了美搜国地球物言理公司生刻产福的舱SIR-沿300繁0酿地质雷达豆（天线主身频延为坐400慈M情）对塌方辰体上脉面空腔进氧行探测号得知塌方贤体围岩结珍构大部分旅松散，塌触方空腔较歪大闭(乖高度为跟15傅m泪，羽不含隧案洞且高仗度喷)误，塌方体乓不对称，贵右侧贫空腔较大描。在处理盆、加固好疫未塌方段至后，在保净证安全的汽前提条件接下，按照幼下列方案搅和工艺过晨程进行塌驱方处理制。耗(1糕)次加强对塌眉方父段逆的监控量膜测，对洞窑周棉、校塌方范围厌进行定时魄、定位的权观测，随抹时掌握塌闻方体动向蔬。况并及时反仆馈进行分晌析，修正心和完善抢啊险方案，布提供补救夏措施。低施工过程福中派专人哗进行观察杂，一旦有艇再次塌方坝迹象，施颜工人员立题即撤到安勺全地带，混保证支护浑过程中安疯全施工。就(2订)惨在塌方体坛表面喷灭一量层忆10弹c摩m越厚石的栽C2露0本早强混凝弊土将塌方贷体封闭，负保持塌方族体稳定扔。郑(3梳)昂在塌方体耍表面英根据情况隆打入吗φ体50m胸m勾小导管，后原则上页间距丝为格1联.眼5袜m恭，则梅花型布稼置，象导管长敬为挺5饭m亮，仪注删3升0朱号水泥浆察以固结塌损方体，对史塌方体的举导管注浆且逐级跟进腰。弟(洞4偏)茂采用双侧帖壁导坑法见掘进，逐差段清温除妇塌方体并呈开挖到设判计轮廓线血后，随即窗喷升射块4c楚m术混凝土，私采用钢支况撑吊（牢Ⅰ燃1腥8江工字钢）宰密排安装吉至掌子面州（间距最植大不超砌过岗20c泊m视），采闲用妹φ筋2膊2总纵向连接烟筋，环向泡间连距照0.5术m承。行并用注浆睁导管锁脚谋。钢支撑京架设后应把立即复喷精到位沫。馋腿(险5弃)结在掌子面肢轮廓线处站施亦打毅φ牌50细mm商小导管，劫环向间距袋为手30蔑c没m减、外插角讽为纷5谈°杏、长度为瑞5匠m桑，小导管勺纵向间距勿为移2武.火5讯m色，缺布置范围默为拱利顶苗1礼5乐0池°洁，泳并压浆固荷结周围岩诱，注浆压布力厘为哲0补．奸5牧～介1卫．联5MP浆a渐，注浆前电对掌子面衡喷扭射家5c质m深厚榨度凤C2隐0饺混凝土封腰闭。韵小导管布纹置见音图歌3法和黎图妙4胖。周(唉6蝇)轰待赌钢支撑及位小导管注渔浆施作完泉毕并达到渴要求后，骨通过泵莫送殊混凝土导跳管对空腔凭进行泵移送位C2畅0米混凝土，紧泵送前事咏先预埋泵冒送混凝土宁管及透气仓管，突泵送混凝希土到离拱浩顶顾10头m割高度时停察止泵送混栽凝土。此贫混凝土应州分拦3击次泵送，痒第一次泵色送混凝土统到离拱顶独4.5墨框m夜高度时停巷止泵送，宰待混凝土右固结后，灰继续第二叨次泵送混究凝土淹离拱睡顶惭7.津5证米高度时论停止泵送锈，南待混凝土杰固结后，冬继续第撇三环次泵送混护凝土直至披设计高度慈，泵送混灿凝土的具帆体数量应消根据现场猫确定。待篇泵送混凝被土固结后柱，方可进匠行下一讨道得工序。睛(欠7鸽)挺下一步开难挖时轧采用苏预留核心垦土坝法掘进，勒每次进尺具控制覆在笼1.0-括1.5俱m磁内，开挖缓后茂随即喷典射杰4c写m电混凝土铺封闭岩面破，架设钢甚支撑萌（刃Ⅰ誓1寿8幸工字钢）咏，坑钢架间距裳为态4透0c烂m雾，并驻施作好票锁脚效锚杆，互钢支撑架锋设后应立潮即复喷到缠位小。咱辆(鼠8汁)怪处理完塌瓦方段后，戚通过地质核雷达预报凡确定围岩至情况，具贵体支护方滨案根据四养方共同确荷认后再重卸新调整。勉5债．塌方处白理的施工同要求眼(1屿)虫项目部一稍定要由领森导带班、叼技术人员管和安全员慰2积4环小时忌轮流值班爷，遇到突技发事件，漫立即采取挖应急处理歉措施只。绢(2转)诱及时汇报不，先期监掀控频率部按抬2哈h钓／次，待苏变形基本烫控制住后浙可每班监墓控盛1轨次，及时期向业代处墓和总监办纱汇报监控晴结果洲。隔(3拨)核在施工过慢程中，应墨以安全为卫重，为了蒜防止作业铃人员疲劳敬，宜采用使3始班工作制渴，禁止无随关人员进值入洞内，运安全员应谜随时注意碰观察围岩上变化。若之有突变，熊所有人员捷必须立即悟撤离尼。展(4碎)膜应加快处胳理速度，朵以尽量减撇少裂缝发鞋展株。知辛6械．结束语角通过放x绵x是水电泻站鞠2运#棚引水隧洞脏塌方的处玩理得到以折下体会到：战(1串)稀不但自然瘦因素引起捆隧射洞役塌方，而弄且人为因鞠素也引起扯隧拥洞漏塌方，地摩质勘测、楚施工工序义与管理对喘隧蝶洞监塌方起决悟定性作用升。嫁(2舅)咱处理塌方悄必须分秒蜜必争适时财地投入抢购险舱工作持。塌方事娇故发生后糊，业主、展设计、监累理和施工尤单位应派柏出相关领三导、隧薯洞密地质专家吹、工程技棒术人员等祝迅速到塌愤方点，详摩细勘察塌祸穴高度、引宽度、纵眯向长度及悉塌穴稳定期情况；研特究工程地烧质、水文画地质、洞监顶水的流藏向和涌水箩特点、范往围；检查管塌方对初员期支护的椅损坏情况掘和影响区脾域；分析炉塌方的主等要原因和爪塌方可能樱继续发展潮的趋势等所。在现场畜掌握情况菌的基础上病，认真研徐究处理塌草方的对策君。异(3旁)膛塌方处理汽方案至关策重要，直馆接影响塌赴方体周围胳洞室的稳占定性、人喜员生命安型全以及国哈家的财产食，所以应熄该认真制勾定处理尚塌售方的步骤乐、方法及徐预防隶塌文方的施工挤措施孟