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摘要:文中介绍了位于Ⅴ级软弱千枚岩地区的金元水电站引水隧道3#支洞塌方的整治办法。
关键词:软弱千枚岩 塌方 整治
0 引言
2008年6月23日,金元水电站3#支洞0+590~607段开挖过程中发生较大面积自然塌方。初期塌穴距拱顶约6~7m,且不断有松散石块塌落,次日塌穴距拱顶约15m左右。塌方砸坏了已经施工的8榀钢格栅拱架,而且,在0+600处将隧洞封死。隧道围岩为Ⅴ级软弱千枚岩,隧洞拱部有两道接近平行光滑的滑层面,与洞轴线夹角较小,两滑层面间岩体受自重作用塌落,形成自然塌方,本文介绍了该塌方的整治办法。
1 工程概况
金元水电站位于四川省甘孜藏族自治州的康定县境内、大渡河左岸支流金汤河干流中游,为金汤河干流梯级开发的第二级水电站,引水式开发。
3#支洞所承担的主洞区段较长,是金元水电站控制工期的重点。支洞断面为4.5m×5.5m,城门洞型,长度为938.00m。支洞开挖后千枚岩呈碎石、角砾状,为显微鳞片变晶结构,含水量大时呈团块状,含水量少时为鳞片状,片理极其发育,层厚0.01~2mm,片理面手感光滑,有丝绢光泽,遇水即软化、泥化,整体稳定性较差,为V级围岩。塌方区掌子面没有地下水,围岩干燥松散光滑,无自稳能力,见照片1、2。
2 塌方发生原因
2.1 由局部掉小块发展到大面积塌落。
2.2 虽然在塌方之前的洞段采用了初期支护,但由于前期对千枚岩的认识不够,采用的是钢格栅拱架支护措施,支护强度偏弱,导致塌方范围扩大,砸坏已施工的钢格栅拱架。
3 塌方处理措施
3.1 变形段处置
0+590~595段拱顶及左侧受塌方影响已经变形,很不稳定,施工中采取了如下整治措施:
3.1.1 先拆除被砸坏的钢格栅拱架,清除虚渣,换立型钢拱架。
3.1.2 型钢采用‘工18’工字钢,拱架纵向间距50cm。
3.1.3 由于此类松散岩体锚杆作用不佳,将拱架的锁脚锚杆改为锁脚小导管,锁脚导管长3.0m,型钢拱架的直腿较洞挖断面的直腿长30cm,立拱架时,人工自腿脚位置底板面深挖30cm,将直腿立于底板开挖面以下,并用块石混凝土填塞,加强钢拱架的腿脚受力稳定性。
3.1.4 拱架间用Φ42钢管连接,连接筋环向间距1.0m。喷20cm厚混凝土。
此段拱架经过架设喷护后形成了比较安全的作用空间。
3.2 塌方段处理
对封洞的塌方段处理方案为超前小导管固结灌浆塌方体后二次开挖,然后立洞钢拱架推进的处理措施。其工序如下
3.2.1 先用喷射混凝土封闭预固结渣体表面,喷砼厚10cm。
3.2.2 由于塌穴过大(目测拱部及两侧约在10m以上),且在继续发展,待出完渣再立钢拱架不现实。先对塌方体进行固结灌浆处理。灌浆管采用Φ50无缝钢管,每根长5m,沿塌方体梅花形布置,间距30cm,沿塌方体方向放射状布置。
3.2.3 沿灌浆管向塌方渣体内灌注水泥水玻璃双液浆,水灰比为0.6~0.8:1,且在灌注过程中根据灌注效果适当调整水泥浆浓度。水玻璃参量按水泥重量的6%配置。灌浆压力控制在0.3~0.6MPa,当持续注入率不大于0.4L/min时,继续灌注30min,或浆液顺塌方渣体外溢时,灌浆可以结束。
3.2.4 待浆液初凝后人工用风稿二次开挖塌方体,满足1榀钢拱架后马上立1榀。钢拱架支护施工参数同Ⅴ类围岩安全支护参数。在施工过程中采用上下断面稳步推进。
3.2.5 塌方段处理过后,立即对塌方段原钢拱架内侧每两榀间按同等参数再增加一榀,形成双层钢拱架。以增强塌方段的支护强度,避免再次塌方造成钢拱架变形失稳。
3.2.6 最后对拱架以上脱空空间进行回填灌浆。
塌方处理施工如图1。
4 结论与建议
由于金元水电站3#支洞隧道采取了超强支护措施,灵活动态的施工方法,形成了快速的施工生产能力,使得工程能够安全顺利完成。
参考文献:
[1]高举军.金元水电站引水隧道3#支洞岩土工程勘察报告.
[2]黄成光.隧道施工技术. 北京.人民交通出版社.2001.
关键词:软弱千枚岩 塌方 整治
0 引言
2008年6月23日,金元水电站3#支洞0+590~607段开挖过程中发生较大面积自然塌方。初期塌穴距拱顶约6~7m,且不断有松散石块塌落,次日塌穴距拱顶约15m左右。塌方砸坏了已经施工的8榀钢格栅拱架,而且,在0+600处将隧洞封死。隧道围岩为Ⅴ级软弱千枚岩,隧洞拱部有两道接近平行光滑的滑层面,与洞轴线夹角较小,两滑层面间岩体受自重作用塌落,形成自然塌方,本文介绍了该塌方的整治办法。
1 工程概况
金元水电站位于四川省甘孜藏族自治州的康定县境内、大渡河左岸支流金汤河干流中游,为金汤河干流梯级开发的第二级水电站,引水式开发。
3#支洞所承担的主洞区段较长,是金元水电站控制工期的重点。支洞断面为4.5m×5.5m,城门洞型,长度为938.00m。支洞开挖后千枚岩呈碎石、角砾状,为显微鳞片变晶结构,含水量大时呈团块状,含水量少时为鳞片状,片理极其发育,层厚0.01~2mm,片理面手感光滑,有丝绢光泽,遇水即软化、泥化,整体稳定性较差,为V级围岩。塌方区掌子面没有地下水,围岩干燥松散光滑,无自稳能力,见照片1、2。
2 塌方发生原因
2.1 由局部掉小块发展到大面积塌落。
2.2 虽然在塌方之前的洞段采用了初期支护,但由于前期对千枚岩的认识不够,采用的是钢格栅拱架支护措施,支护强度偏弱,导致塌方范围扩大,砸坏已施工的钢格栅拱架。
3 塌方处理措施
3.1 变形段处置
0+590~595段拱顶及左侧受塌方影响已经变形,很不稳定,施工中采取了如下整治措施:
3.1.1 先拆除被砸坏的钢格栅拱架,清除虚渣,换立型钢拱架。
3.1.2 型钢采用‘工18’工字钢,拱架纵向间距50cm。
3.1.3 由于此类松散岩体锚杆作用不佳,将拱架的锁脚锚杆改为锁脚小导管,锁脚导管长3.0m,型钢拱架的直腿较洞挖断面的直腿长30cm,立拱架时,人工自腿脚位置底板面深挖30cm,将直腿立于底板开挖面以下,并用块石混凝土填塞,加强钢拱架的腿脚受力稳定性。
3.1.4 拱架间用Φ42钢管连接,连接筋环向间距1.0m。喷20cm厚混凝土。
此段拱架经过架设喷护后形成了比较安全的作用空间。
3.2 塌方段处理
对封洞的塌方段处理方案为超前小导管固结灌浆塌方体后二次开挖,然后立洞钢拱架推进的处理措施。其工序如下
3.2.1 先用喷射混凝土封闭预固结渣体表面,喷砼厚10cm。
3.2.2 由于塌穴过大(目测拱部及两侧约在10m以上),且在继续发展,待出完渣再立钢拱架不现实。先对塌方体进行固结灌浆处理。灌浆管采用Φ50无缝钢管,每根长5m,沿塌方体梅花形布置,间距30cm,沿塌方体方向放射状布置。
3.2.3 沿灌浆管向塌方渣体内灌注水泥水玻璃双液浆,水灰比为0.6~0.8:1,且在灌注过程中根据灌注效果适当调整水泥浆浓度。水玻璃参量按水泥重量的6%配置。灌浆压力控制在0.3~0.6MPa,当持续注入率不大于0.4L/min时,继续灌注30min,或浆液顺塌方渣体外溢时,灌浆可以结束。
3.2.4 待浆液初凝后人工用风稿二次开挖塌方体,满足1榀钢拱架后马上立1榀。钢拱架支护施工参数同Ⅴ类围岩安全支护参数。在施工过程中采用上下断面稳步推进。
3.2.5 塌方段处理过后,立即对塌方段原钢拱架内侧每两榀间按同等参数再增加一榀,形成双层钢拱架。以增强塌方段的支护强度,避免再次塌方造成钢拱架变形失稳。
3.2.6 最后对拱架以上脱空空间进行回填灌浆。
塌方处理施工如图1。
4 结论与建议
由于金元水电站3#支洞隧道采取了超强支护措施,灵活动态的施工方法,形成了快速的施工生产能力,使得工程能够安全顺利完成。
参考文献:
[1]高举军.金元水电站引水隧道3#支洞岩土工程勘察报告.
[2]黄成光.隧道施工技术. 北京.人民交通出版社.2001.