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烏宋崗電站不良地質(zhì)洞段施工實例與經(jīng)驗

057建筑材料2021-07-18 12:02:40


  摘要:烏宋崗水電站遂洞洞口穿過強風化巖層,為維持進口邊坡穩(wěn)定,對邊坡噴錨支護,洞口采用鋼拱架支護及側(cè)向支撐,并掛鋼筋噴錨。根據(jù)既有資料分析不良地址構(gòu)造的位置、邊界、組成、特性及對工程的影響,并通過常規(guī)計算和工程類比提出相應的開挖和支護設(shè)計。

1 不良地質(zhì)洞段施工實例
  1.1 在強風化巖層中的洞口工程 烏宋崗水電站遂洞洞口穿過強風化巖層,為維持進口邊坡穩(wěn)定,對邊坡噴錨支護,洞口采用鋼拱架支護及側(cè)向支撐,并掛鋼筋噴錨。施工中采用上半洞正臺階式開挖,并對圍巖穩(wěn)定性進行監(jiān)測,根據(jù)變形曲線,圍巖開挖后在10~14d內(nèi)趨于穩(wěn)定。最終實現(xiàn)在強風化巖層中進洞。
  1.2 斷層破碎帶洞段 在樁號0+96~0+134處,是隧洞通過的一大斷層破碎帶,總長38米,含黃色斷層角礫巖,糜棱巖及斷層泥。地下水呈股狀溢出,流量為0.1L/s.該段隧洞設(shè)計為組合式襯砌,噴混凝土厚5~8cm,設(shè)置徑向錨桿及超前錨桿,內(nèi)襯混凝土邊強厚60cm,拱厚50cm,底板厚80cm,與邊墻連接,呈封閉式整體結(jié)構(gòu)。
  該洞段開挖采用控制爆破(周邊孔距0.25~0.4m),用上臺階法掘進,超前錨桿與徑錨桿相結(jié)合。施工時,在主斷層部位設(shè)置監(jiān)控斷面,埋設(shè)單點位移和收斂計。監(jiān)測結(jié)果表時,圍巖變形在7~8d后,即趨于穩(wěn)定,而內(nèi)襯時間則在8個月后,在此期間未發(fā)現(xiàn)圍巖失穩(wěn)的跡象。
  此列說明,在此不良地質(zhì)條件下,采用控制開挖,噴錨支護、監(jiān)控測量能夠安全、高效地完成開挖與襯砌工作。由于初期支護效果良好,在大斷層破碎帶洞段實現(xiàn)了單薄型新型組合式襯砌。
  1.3 通過溝谷淺埋段的洞段 隧洞通過草坑坳的洞段,為黑云斜長片麻巖,有多處巖脈侵入,該洞段設(shè)計采用組合式襯砌,噴混凝土厚5~8cm,內(nèi)層混凝土厚50cm,由于地處溝谷,地下水出露較多,能否在“大淋水”條件下進行開挖與襯砌,成為該洞段工程的關(guān)鍵。經(jīng)現(xiàn)場勘察,地下水出露較多,主要以線流、股流形式溢出,有豐沛的補給源。處理的方式是結(jié)合工程地質(zhì)資料,查清主水源的通道,然后打排水孔(或群孔)將主流集中導出,并在排水孔內(nèi)插入帶孔的鋼管,鋼管與孔壁的間隙用棉紗封緊,用速凝水泥沙漿堵在棉紗外部,再用塑料軟管與鋼管聯(lián)結(jié),將滲水導引到底板,防止?jié)B水沿洞壁下流,影響混凝土澆筑作業(yè)。在完成上述步驟后,開始以排水孔為中心,由四周向中心圍噴混凝土。對于開挖面的深水,則采用超前排水錨桿,即由鋼板卷焊成開口式的“摩擦錨桿”,既可加固圍巖又可排水。在處理完淋水后,進行該洞段的施工,最后順利通過草坑坳洞段。
2 不良地址洞段的施工經(jīng)驗
  2.1 查明地址情況是打通不良地質(zhì)洞段的基礎(chǔ) 根據(jù)既有資料分析不良地址構(gòu)造的位置、邊界、組成、特性及對工程的影響,并通過常規(guī)計算和工程類比提出相應的開挖和支護設(shè)計。開挖后則應加強超前勘探,做好地址預報,并通過監(jiān)測和經(jīng)驗調(diào)整開挖方案和支護參數(shù)。
  2.2 短進尺、少擾動、分部開挖和及時支護 不良地址洞段巖體破碎,圍巖穩(wěn)定性差,一般宜不放炮或放小跑,以盡量減少對圍巖的擾動,進尺宜控制在1.0m以下,必要盡可采用鋼管超前頂進形成管棚,鋼管間距40cm,一次頂進2~2.5m.一般不良地址洞段可采用正臺階法開挖,對不大的隧洞可全斷面開挖或一次開挖頂拱分層下臥,避免先挖中導洞再挖頂拱兩側(cè)。開挖后及時支護往往是保證圍巖穩(wěn)定的關(guān)鍵,許多工程實踐都證明,只要及時支護,工程事故就大為減少。
  2.3 治塌先治水 治水前先查明水源和補給關(guān)系,若層間局部存水,其水量一般不大,且一定時間后水量將逐漸減少,應以堵排為主,將大股水排走,其余則封閉。若有較大補給源,則應以排為主,打排水孔,設(shè)排水錨桿。施工中應先挖底導洞或先挖雙側(cè)壁導洞,形成排水洞,再逐步擴挖。
  2.4 采用早強水泥和噴鋼纖維混凝土 不良地質(zhì)洞段巖體破碎,圍巖早期變形大,變形速率快,易于失穩(wěn)。為盡早發(fā)揮噴錨作用,可采用加速凝劑硫鋁酸鹽水泥,8h強度較同期硅酸鹽水泥提高了7倍。也可采用噴鋼纖維混凝土,摻入鋼纖維80kg/m3,同時摻10%硅粉,噴混凝土回彈率下降到8%,1d抗壓強度可達15.6Mpa.2.5 采用早強錨桿 采用硫酸鹽水泥作為錨桿注漿材料,Φ25mm錨桿長1.5m,安裝后5h抗拔力可達1.0t,22h后抗拔力可達7.8t.在地下水豐富的地區(qū),既要求早強,又要排水,采用Φ40mm鋼管排水錨桿。該錨桿為空心,以水利排水,眼錨桿全長有1道縫,鋼管打進小于其直徑的鉆孔中,受到擠壓,依靠其彈性對孔壁產(chǎn)生壓力,錨桿打進去即可承載。
  2.6 鋼拱架及其側(cè)向支撐 不良地質(zhì)洞段為采用鋼筋拱架噴錨支護法加強臨時支護。鋼拱架既可快速抑制毛洞徑向變形,又可為超前錨桿提供支座,還可與噴錨聯(lián)成整體,加強臨時支護強度,是一種快速、有效的臨時搶險支護措施。鋼拱架側(cè)向剛度較差,為增強鋼拱架側(cè)向穩(wěn)定性,鋼拱架間宜焊聯(lián)系桿或澆筑混凝土板。
  2.7 洞臉噴錨支護及鋼筋混凝土的組合式襯砌 洞臉噴錨支護是保證在強風化巖層中洞口穩(wěn)定的有效措施。對進出口巖坡噴錨支護,基本不改變山坡面貌,避免了高邊坡開挖。在隧道進出口施工中先打超前錨桿,然后開挖洞口頂拱分層下臥,進尺不超過超前錨桿長度1/2,一般為0.5~0.8m,架設(shè)鋼拱架,及時噴錨、及時內(nèi)襯、及時鎖口,是處理強風化巖體中隧洞進出口的成功經(jīng)驗。利用噴錨的速效、堵縫、緊密結(jié)合等特性使支護與圍巖聯(lián)成整體,快速形成臨時支護,再利用鋼筋混凝土襯砌確保長時間穩(wěn)定和較好的過流條件。
  2.8 查明淺埋洞段頂巖體情況,采用相應的技術(shù)措施 對于穿過溝谷淺埋段的隧洞,施工主要面臨兩個問題:一是如何保護洞頂?shù)膯伪r層(或風化土石);二是如何處理鄰近河谷的大量滲水。據(jù)上述工程實例應首先查明洞頂單薄巖層的厚度,巖體結(jié)構(gòu)的特征及其與洞室開挖邊線的交匯形式,然后針對洞頂單薄巖體的情況采取相應的技術(shù)措施。這些技術(shù)措施包括:打拱部超前錨桿或超前插鋼管、超前排水;正臺階掘進或斜坡短正臺階掘進;噴錨支護,必要時加設(shè)鋼拱架跟進;根據(jù)需要在鋼拱架間打掛板混凝土等。
  2.9 監(jiān)控測量、信息化設(shè)計 通過監(jiān)控測量既可監(jiān)測圍巖的穩(wěn)定情況,及時發(fā)出監(jiān)測結(jié)果,為工程處理提供信息,又可根據(jù)反饋信息、計算巖體力學參數(shù),為信息化設(shè)計提供條件。實踐證明,監(jiān)控測量、信息化設(shè)計對于穿越不良地址洞段非常有效。

標題:烏宋崗電站不良地質(zhì)洞段施工實例與經(jīng)驗,版權(quán)歸原作者所有。
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