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1、關(guān)州水電站橫穿梅龍溝引水隧道施工方案摘要:關(guān)州電站引水隧道在跨越梅龍溝時，遇見砂卵石、涌水等，隨著涌水的滲透，將原密實的砂卵石層沖洗后導致松散，垮塌，導致工程難度、工期及造價相應增加，安全通過本地段的方案經(jīng)設計等相關(guān)部門進行了充分研究與討論。Abstract: pass state electricity the station lead water tunnel at cross over plum Long Gou, meet sand egg stone, flow out water etc., along with flow out aqueous of permeate, caus2、ed after flushing at first the close-grained sand egg stone layer lax, crash, caused the engineering difficulty, work expect and cost to correspond increment, the safety passed the project of local segment through design etc. related section to carry on full research and discussion.關(guān)鍵詞:隧道施工；超前支護;臺階開3、挖Keyword: the tunnel start construction;Run before to protect;The step opens to dig中圖分類號： U455文獻標識碼：A文章編號：1 前言關(guān)州水電站位于四川省甘孜州丹巴縣境內(nèi)的大渡河一級支流小金川干流上。2011年8月1日晚11時30分1支洞下游方向引水隧洞開挖至樁號0+728處，在掌子面左側(cè)（靠河側(cè)）拱頂發(fā)生垮塌，垮塌后在左側(cè)拱頂高程2111.96m處可見一0.6m小洞，小洞向河側(cè)深1.8m后轉(zhuǎn)為順層面傾斜方向的一陡洞。洞內(nèi)黃色水流向外涌出。8月4日2時，撐子面原出水小洞處再次發(fā)生垮塌，小洞洞徑沿層面擴至1.54、m，從洞中垮塌出數(shù)方砂卵礫石。后洞口被幾塊孤石封住，才未進一步垮塌。2地貌、地質(zhì)情況2.1地形地貌梅龍溝為小金河右岸一級支流，自N1540W向南東流，屬縱向谷，長度大于5km。溝口以N1520W方向向山中延伸，溝谷為不對稱“U”型谷，溝口高程為21172118m。梅龍溝溝床平均比降7，枯水期溝水面寬一般25m，溝內(nèi)常年有流水，溝底被沖洪積物覆蓋，溝底寬20190m。兩岸下部大多為沖洪積物及崩塌堆積。兩岸上部基巖大多裸露，谷坡較陡，一般4070，岸坡高程21323000m，相對高差15883m。電站引水線路軸線距溝口約500m，溝底高程21622170m，坡度1020，洞室埋深5261m。2.25、地層巖性梅龍溝出露的地層主要有泥盆系上統(tǒng)青羊坡組（D3q）、中統(tǒng)頭道村組（D2t）和下統(tǒng)磽磧組（D1q），在溝床、兩岸以及斜坡等地段分布有第四系。第四系松散堆積層主要為全新統(tǒng)沖洪積（Q4alpl）、崩坡積層(Q4col+dl)和堰塞堆積層(Q4ys)：2.3地質(zhì)構(gòu)造梅龍溝位于梅龍溝背斜北東翼，溝內(nèi)無區(qū)域性斷裂通過，也未發(fā)現(xiàn)次級斷層。巖層產(chǎn)狀為N1230W/NE6070，總體傾向梅龍溝左岸，走向與溝谷方向小角度相交，為縱向谷。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計資料，梅龍溝巖體中除層面裂隙外，還發(fā)育四組構(gòu)造裂隙，各組裂隙一般在石英巖、板巖及絹云石英千枚巖、石榴二云（英）片巖中較發(fā)育，千枚巖中不甚發(fā)育，其中組為順溝向裂隙。6、3施工方案3.1幾種方案的比選鑒于引水隧道的特點，先后確定了原線路大管棚超前支護通過，在原線路向溝谷深處移動30米，50米，100米，200米，以及在原線路下穿的方案等。經(jīng)過地質(zhì)調(diào)查，上移50米，100米，200米，因上移50米，100米，200米的地質(zhì)情況均不容樂觀，均需通過類似地質(zhì)條件，因此避開本地質(zhì)條件不成熟且經(jīng)濟、工期方面也不容樂觀，給予了否定，在原線路下穿，通過地質(zhì)調(diào)查，在原線路下移30米后才可進入基巖地段，但是下穿在工程施工的安全以及后期運營期間的淤泥等處理較為困難，因此進行了否決。在原線路超前大管棚以及上移30米方案方面，一是考慮原地段已出現(xiàn)坍塌，對于管棚等施工及安全難以保障，且7、通過地質(zhì)調(diào)查，上移30米穿越不僅在管棚施工有所條件，而且對于隧道穿越砂卵石地層的距離最短，因此選擇了原線路上移30米采用大管棚超前的支護作為本隧道穿越梅龍溝的最終方案。3.2.1超前大管棚鑒于梅龍溝地質(zhì)情況，確定采用大管棚超前，管棚采用108D40鋼管，每循環(huán)長度為30m，環(huán)向間距30cm，外插角13，沿隧道開挖輪廓線180布置，縱向管棚搭接長度為45m。鋼管節(jié)長為4 m與6m，兩頭均加工外絲扣，利用加工內(nèi)絲扣的30cm鋼管進行連接。安裝鋼管管壁鉆設15mm的溢漿孔，采用梅花形布置，間距20*20cm；相鄰管棚的第一節(jié)管使用不同長度的鋼管，是連接接口錯開，后面均采用6m。第一節(jié)為安裝6m的，每8、根管棚安裝5節(jié)6m。第一節(jié)安裝4m的，再連續(xù)安裝4節(jié)6m鋼管，最后將4m鋼管一分為二，安裝在本根管棚末端。由于地質(zhì)條件，鉆孔成型差，且由于地下水等原因，存在成孔差，因此采用跟管鉆進的方式進行管棚施工。鉆設過程中注意調(diào)節(jié)風壓，風壓控制在0.8-1mpa，確保鉆進速度。管棚鉆設完畢后，將管棚鉆設工作面利用C20噴射砼進行縫面，厚度為30cm。注漿采用雙液注漿機進行，主要壓注水泥-水玻璃，注漿順序的原則為先注有水孔，后注無水孔，由兩端向拱頂隔孔進行。灌注漿液應注意雙漿液的配合比（原料：普通硅酸鹽水泥PO.32.5R ，35波美度鈉基水玻璃，水泥漿水灰比（重量比）W:C=1:1，水泥漿水玻璃比（體積比9、）C:S=1:0.4(快凝）-1:1（緩凝）根據(jù)現(xiàn)場需要變配比），以及灌注壓力控制在0.3-0.5mpa，同時根據(jù)現(xiàn)場的灌漿量等情況及時調(diào)整配合比和灌注壓力。3.2.2超前小導管在拱墻180以下，采用42超前小導管，長4.5m，管壁鉆設8mm的溢漿孔，呈梅花型布置間隔15cm，環(huán)向間距30cm，相鄰兩排小導管的水平搭接1.5m，外插35，沿隧道開挖輪廓線布置。注漿管前端加工成圓錐狀。灌注雙漿液，灌注壓力控制在0.2-0.3mpa。3.2.3開挖方案開挖采用上下臺階法進行，采用短進尺密布孔少藥量方案配合人工鑿除的方式進行，循環(huán)進尺為0.5m，開挖預留沉降1015cm。上臺階高度4m，下臺階高度410、m，上下臺階間距不超過2m。3.2.4支護方案錨桿25長度4.5m，環(huán)向間距1m，820cm20cm鋼筋網(wǎng)噴C20砼厚20cm。鋼拱架I18間距0.5m，橫向連接鋼筋2540cm。鎖腳錨桿25L=4.5m。3.2.5二次襯砌方案初期支護完成后，為有效地控制其變形，確保開挖面施工安全，每開挖16m后將已開挖段全幅一次性施工。采用針梁式臺車進行。混凝土襯砌采用C25泵送砼，厚度80cm，縱橫向主鋼筋采用2520cm，箍筋采用820cm。 混凝土在洞外采用拌和站集中拌和，混凝土攪拌運輸車運至洞內(nèi)，泵送混凝土澆筑，插入式振搗棒配合附著式振搗器振搗。3.2.6回填灌漿待本段全部完成后，混凝土襯砌強度達到11、70%后，對隧道襯砌進行回填灌漿，回填灌漿采用1:1-1:0.5水泥漿液進行灌注，灌漿壓力控制在0.3-0.5mpa。3.2.7備用電源方案為保證隧道施工安全，工程順利施工，隧道應配置備用發(fā)電機，發(fā)電機功率應滿足水泵、空壓機、灌漿泵、漿液攪拌機、照明用電等需求，備用發(fā)電機不得小于400KW。3.2.8機械設備表1 主要施工設備表1、施工前應向各班組技術(shù)人員、施工人員進行技術(shù)、安全交底，做到人人心中有數(shù)。掌握施工程序，知曉安全危險源，掌握安全技能。2、結(jié)合超前地質(zhì)預報，勘明下一段地質(zhì)、滲水量情況，及時調(diào)整施工方案。3、專人24h察看圍巖變化情況，確保施工安全。4、電工班24h值班，開挖梅龍溝地段12、之前徹底檢查一遍。5、備足夠數(shù)量的水泵，出現(xiàn)故障的水泵應及時修理，保證備用泵充足。6、各電器設備應滿足“一機一閘一漏”，符合“水電水利工程施工通用安全技術(shù)規(guī)程”（DLT 5370-2007）、“施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范”（JGJ 46-2005）要求。7、若出現(xiàn)停電，應立即啟動備用電源。若隧洞出現(xiàn)垮塌，應立即組織人員撤退，并將情況上報，研究下一步解決方案。8、加強圍巖變形觀測，成立專門的觀測小組，確保每天最少觀測1次，觀測斷面為5m布置一個斷面，及時根據(jù)觀測數(shù)據(jù)分析變形情況，及時調(diào)整施工方案，確保安全。5 結(jié)論1、梅龍溝的形成主要受巖性和物理風化作用控制，次為地表、地下水的作用。兩岸的崩垮13、是梅龍溝形成堰塞和多層不同成因覆蓋層的主要原因。2、在2011年8月1日，發(fā)現(xiàn)掌子面涌水、坍塌后，參建人員對沿線做了大量地質(zhì)調(diào)查工作，在原線路以上30m、50m、100m，200m均進行了地理物探及地質(zhì)鉆孔勘察，同時構(gòu)想了在原線路基礎上下穿通過的方式，最后根據(jù)經(jīng)濟、工程進度、工程安全及工程地質(zhì)情況確定了以原設計線上移30m線為最終方案，以上的施工方案，就是在上移30m的既定方案。3、水電站引水隧道與鐵路、公路隧道因使用功能不同，在方案選擇中較為靈活，因鐵路、公路隧道在線型上受使用功能的限制，一般出現(xiàn)坍塌等只能在原線路上確定處理方案，水電隧道可根據(jù)實際情況進行線路改線、線路下穿等多項選擇，但在選擇方案時應充分考慮工程經(jīng)濟、進度以及工程安全等因素，最終確定可行的線路及方案。參考文獻：1、 陳先國,祁海軍等，五指山隧道坍方原因分析J.2005年全國公路隧道論文集2、 陳先國,羅春雨,祁海軍,劉德永.對五指山隧道特大突涌水及坍方處理方案的再思考J,2006年四川省隧道年會論文集.西南交通大學出版社,2006 3、郭陜云.山嶺隧道快速施工范例分析J，鐵道工程學報，1999年第2期注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。