引水隧洞典型塌方快速处理方案

“五小”成果申报表

引水隧洞典型塌方快速处理方案

锦屏项目经理部王伟东

一、选题背景、思路及目的

锦屏二级水电站4#引水隧洞，全长11918.175米。具有埋深大、洞线长、洞径大的特点。4#引水隧洞，全部采用钻爆法施工。在施工中，主要存在地下突涌水、高地应力岩爆以及断层破碎带等主要工程地质问题。因为地质条件复杂多变，在施工中不可避免地遇到各种规模的塌方。一旦开挖中遇到塌方，则对隧道施工的各工序都会产生不利的影响，给项目造成不同程度的损失。

如何在保证施工安全、质量的前提下，尽早通过塌方段，恢复掌子面的正常掘进，是各种塌方处理方案应解决的主要问题。对于隧洞施工中发生的典型塌方，其处理方案对后期施工及类似隧道施工都具有很好的借鉴作用。

二、引水隧洞典型塌方及处理方案

1、塌方情况说明

2008年9月29日，4#引水隧洞在上断面掌子面施工到14+428 处，在

掌子面后方14+428?438段的顶拱左半幅及左侧拱肩发生塌方，塌方处形成开口约8 >6米，深度超过5米的塌腔。该洞段的岩性为T2y5灰黑?灰白色厚层状大理岩，围岩类别为皿类。左侧的塌方部位主要受一条NW向的陡斜断层影响。塌方发生后，48小时内塌腔处不断有碎块掉落，掌子面全面停工，人员机械无法上前作业。

2、塌方段处理方案

塌方发生后，项目部技术人员会同设计、监理等相关单位。经过现场的实际勘察，借鉴以往塌方处理的成功经验，确定了该塌方段的处理方案，并得到了设计单位的认可。主要内容如下：

边顶拱280 °范围初喷CF30（纳米）钢纤维混凝土厚5?8cm，挂网

?8,间距15 Xl5cm，复喷C25混凝土厚12cm ;为保证施工期安全，该洞段增设系统格栅拱架，间距1m ;系统布置锚杆? 28, L=6m , 间排距加密为1m，梅花型布置；塌方周围补打两排锁口锚杆，? 28@.8 , L=6m,外倾10 °;左侧边顶拱塌方部位采用C25回填，使拱架背部充填密实。具体塌方处理方案详见下图，4#引水隧洞14+428?438塌方洞段支护断面图。

4#引水隧洞14+428?438塌方洞段支护断面图

3、方案实行情况

根据以上方案，本着安全快速的方针，按如下步骤进行了塌方的 处理施工。

1）在塌腔处围岩初步稳定后。先对塌方段进行了纳米钢纤维混 凝土的喷射，并保证初喷厚度不小于5cm ，对塌方段围岩进行有效封 闭。2）架设系统格栅拱架，由塌方段后方向塌方处推进，保证施工 作业人员安全。3）利用三臂凿岩台车进行锁口锚杆的施工，并在格 栅拱架后方满布钢筋网片。4）复喷C25混凝土，覆盖格栅拱架，使 各榀拱架连结成为封闭整体，并注意预埋回填混凝土管道。 5）在喷

射混凝土强度达到要求后，对拱架后方空腔利用

C25混凝土进行泵

送回填。6）施工系统锚杆，并在回填混凝土强度达到要求后，恢复 掌子面的施工。

该塌方处理总共用时约9天，其中待围岩稳定后进行初喷及架设

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栅拱架用时5天，挂网片及喷射拱架混凝土用时2天，回填混凝土用时2天。较快的恢复了掌子面的掘进。并保证了人员和设备的安全。

四、该方案的技术与经济效果

本次规模的塌方的处理，如按以往塌方处理方法进行。至少需要15天左右的时间，该方案在保证安全质量的前提下，只用了9天的时间就完成了塌方段的处理，恢复了掌子面的施工。如按每天掌子面掘进6米计算，仅开挖一项至少为项目增加了月产值约34万元。并避免了人员机械的长时间闲置，而产生的窝工损失。

同时该塌方处理方案，在隧道施工中的类似塌方中具有很好的借

鉴价值。

五、需注意的问题

1、架设格栅拱架后，注意锁脚、锁腰锚杆的施工，使每榀拱架至少与四根锚杆可靠焊接，确保拱架在回填混凝土过程中的稳定。

2、塌方处理完成后，掌子面向前继续开挖的3?4个循环，应视

地质情况采取短进尺、弱爆破的方式掘进。

3、掌子面恢复开挖后，及时进行系统支护，确保已开挖洞段围岩稳定。保证施工人员、设备的安全。