浅谈云南省红河马堵山水电站导流洞塌方处理措施

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　　摘要：隧洞施工具有工作面狭窄、劳动条件差、工序多、干扰大等特点，工程实际中要求采用开挖后及时衬砌的施工措施。尽管如此，工程施工中在不良地质或地下水活动较严重的地段常不可避免的发生不同程度的隧洞塌方。本文结合云南省红河马堵山水电站导流洞塌方处理的实际情况，介绍“超前临时支撑法”在隧洞塌方处理中的应用，供广大施工管理人员参考。
　　关键词：隧洞施工；塌方；处理措施
　　
　　马堵山水电站位于红河干流红河哈尼族彝族自治州的个旧市和金平县境内，是《云南省红河（元江）干流梯级综合规划报告》推荐的12级开发方案中的第10个梯级。导流隧洞布置于左岸，进口底板高程142m，出口底板高程140.5m，长773m，断面为城门型，开挖最大断面高18.2m，宽14.4m,面积为232.18m2，开挖最小断面高16m，宽12m,面积为167.5m2。隧洞开挖分进出口两个工作面，采用上下台阶开挖法进行施工。上半洞开挖至桩号0+533.6突然发生大塌方，第一段塌方桩号0+533.6～0+554，长度20.4m，塌渣体完全堵死洞身，塌体高度超过10m。第二段塌方桩号0+554～0+564，约10m范围，塌落最大高度超过10m，顶部岩层完整，导流洞右侧围岩破碎，无自稳能力，塌方发生在后半夜，无人员伤亡。
　　1、塌方原因分析
　　1.1.1此段洞向与岩层走向呈小角度斜交，全段均为全～强风化的千枚岩，强度低、稳定性差，并有节理、裂隙发育带，为Ⅳ～Ⅴ类围岩，原地质勘察资料与工程实际不符，对此次可能出现的塌方，没有可靠的预防处理技术措施。
　　1.1.2开挖后没有及时支护衬砌，围岩长期暴露，山岩压力增长，引起塌方。
　　2、塌方处理措施
　　塌方发生后，项目部立刻成立工作小组，针对两段不同的塌方情况制作出相应的塌方处理方案。
　　2.1第一段塌方处理方案：
　　① 采用超前管棚支撑法及注浆固结法稳固上游侧破碎围岩，注浆前采用素喷混凝土封闭掌子面；
　　② 掌子面开挖，按照分层、分块、分序的原则进行；
　　③ 一衬支护：拱架按常规施工方法进行，拱架间距由原设计的2m/榀调整为0.65m/榀，在地质过于破碎地段可加密拱架；由于顶部已塌空，顶部径向锚杆取消，上游面围岩破碎无法成孔，采用钻杆直接打入替代锚杆使用，下游面径向锚杆按原设计要求施工；增设土钉支护，土钉规格见附图；挂网及喷混凝土按原设计要求施工；拱顶塌空段拱架顶加原木，顶部回填混凝土，混凝土面设I16钢梁支撑顶部岩面，间距1.5m。
　　④ 接腿开挖
　　I、II序开挖完成后进行III序开挖，开挖时两侧错开进行，每完成一段即进行支护（支护按设计要求施工），支护完成后再进行下一段开挖施工。
　　⑤ 施工工序
　　管棚施工→固结灌浆→I序开挖→拱架安装→一衬支护施工→II序开挖→III序开挖→接腿段支护→IV序开挖→转入下一循环
　　
　　2.2第二段塌方处理方案：
　　① 采用超前管棚支撑法及注浆固结法稳固拱圈顶部破碎围岩，注浆前采用素喷混凝土封闭掌子面；
　　② 掌子面开挖，按照分层、分块、分序的原则进行；
　　③ 一衬支护：拱架按常规施工方法进行，拱架间距由原设计2m/榀调整为0.65m/榀，在地质过于破碎地段可加密拱架；径向锚杆按设计要求施工，围岩破碎无法成孔段采用钻杆直接打入替代锚杆使用；增设土钉支护；挂网及喷混凝土按原设计要求施工。
　　④ 接腿开挖
　　I、II序开挖完成后进行III序开挖，开挖时两侧错开进行，每完成一段即进行支护（支护按设计要求施工），支护完成后再进行下一段开挖施工。
　　⑤ 施工工序
　　管棚施工→固结灌浆→I序开挖→拱架安装→一衬支护施工→II序开挖→III序开挖→接腿段支护→IV序开挖→转入下一循环
　　
　　
　　3、典型工序施工方法
　　3.1管棚施工
　　注浆管采用管径为2.5寸的无缝钢管，管长6m。因围岩破碎，液压钻孔，钻杆拔出后，成孔率很底，所以用加工好的注浆管代替钻杆，直接用气腿式风钻或液压将其钻送入岩土中，入岩深度大于4m，环向间距30cm，仰角20度，要求固结高度达到1.5m以上。
　　管棚注浆先灌注水泥砂浆，水泥砂浆中水泥与砂按1：1配比。在水泥砂浆注不进的部位采用纯水泥浆灌注，水灰比1：0.5，灌浆压力0.4MPA，采用间歇式灌注的方法进行，最后采用浓浆或者砂浆封孔，要求钢管内腔满填水泥砂浆。一根钢管灌注水泥量控制在1000kg左右。
　　3.2开挖
　　管棚注浆完毕，达到强度后进行开挖，开挖时按照分层、分块、分序的原则进行，每次进尺控制在0.65m，开挖时尽量采用小型机械，避免放炮爆破以减小岩体因振动发生二次坍塌的可能。（详细分块见附图）
　　3.3拱架制安
　　拱架采用I20b分段制作，分段安装，安装方法按常规施工方法进行。相邻拱架之间用角铁连接，环向间距1m。拱架底脚采用同规格钢梁垫底，防止拱架下沉，垫底钢梁每节长0.65m，沿进尺方向焊接加长。
　　3.4锚喷支护
　　锚喷支护按设计图纸施工，在地质破碎锚杆无法打入的情况下采用钻杆打入替代锚杆。
　　3.5拱顶混凝土回填
　　0+564~0+554段每完成5m进尺即进行拱顶回填施工，采用C25混凝土回填。混凝土拌制由拌和楼集中拌制，搅拌车运至现场泵送入仓。回填高度为拱顶顶部上2.5m，底部布设双重钢筋网，钢筋采用φ25@400纵横布置。混凝土按50cm厚分层施工，并预留进人孔，可供施工人员及材料进入。混凝土浇筑至高程后设置钢梁支撑顶部岩面，钢梁为I16间距1.5m。
　　4、施工进度计划
　　4.1第一段施工计划（每2m一个循环），每循环用时3天，共需33天。
　　①管棚施工：内容包括打入管棚、喷混凝土封闭掌子面及等强、固结灌浆及等强；3天；
　　②开挖及支护：内容包括I、II序开挖、拱架制安、锚喷支护；5天；
　　③回填混凝土施工：内容包括混凝土回填、钢筋制安、I16钢梁支撑；10天；
　　
　　4.2第二段施工计划（每5m一个循环），每循环用时18天，共需36天。
　　①管棚施工：内容包括打入管棚、喷混凝土封闭掌子面及等强、固结灌浆及等强；1天；
　　②b、开挖及支护：内容包括I、II序开挖、拱架制安、锚喷支护；2天；
　　
　　结束语：项目部经过66天的连续作业，终于顺利的完成该段塌方的处理工作，并按期通过了导流洞通水验收检验。总之，塌方地段的地质条件很差，塌方形成围岩更加松软、错乱，会形成更大的山岩压力。因此，加强隧洞临时超前支护具有重要意义。除此之外，我们应对衬砌以外的空洞和围岩进行加固，填实塌穴，进行回填灌浆，力求根治，以免后患。

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