引水隧洞塌方处理探讨.doc

/NUMPAGES5xx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：