某水電站導(dǎo)流洞出口塌方處理

□寇曉婷（河南省陸渾灌區(qū)偃師管理局）

□薄文明 □劉艷軍（河南華水工程管理有限公司）

一、工程概況

某水電站為引水式電站，樞紐布置主要由首部樞紐、引水系統(tǒng)和廠區(qū)樞紐3部分組成，其中首部樞紐屬于C3標(biāo)施工范圍，它由混凝土重力壩、左岸導(dǎo)流洞、一二期進(jìn)水口、引水隧洞部分洞身段等建筑物組成，電站裝機(jī)規(guī)模98kW，水庫庫容152.67×103m3，工程等別為Ⅳ等。

導(dǎo)流洞布置于左岸，洞身段全長151.4m，設(shè)計(jì)開挖斷面為方圓型，尺寸：9.6m×10.1m，襯砌后斷面8.0m×8.5m，進(jìn)口底板高程EL669,出口底板高程EL664。臨河邊一帶有基巖出露，江邊局部為陡崖，并有小規(guī)模的崩塌分布，沖積層厚5~10m，為砂卵石局部夾透鏡狀砂層，屬古河床堆積物，其下為崩塌堆積的塊石夾砂質(zhì)粘土。

出口段地形平緩，為B1崩塌堆積體，由大塊石、碎石和砂質(zhì)粘土組成，結(jié)構(gòu)較松散。山坡巖體風(fēng)化較深，為強(qiáng)風(fēng)化巖體。沿線全風(fēng)化帶下限深3~5m，全強(qiáng)風(fēng)化帶深5~14m，卸荷帶下限估計(jì)深度＞25m。

2004年1月9日導(dǎo)流洞出口段樁號0+150～0+137左側(cè)邊墻出現(xiàn)坍塌，隨即引起左側(cè)頂拱崩塌，造成洞內(nèi)十八榀鋼支撐變形或拉裂，頂拱左側(cè)邊坡處形成高度為20m，長×寬為13m×7m的塌穴，邊坡高程EL704m以下噴護(hù)混凝土出現(xiàn)多條裂縫，最大縫寬3cm，與此同時(shí)，導(dǎo)流洞出口箱涵混凝土，靠近邊坡側(cè)受塌方體側(cè)壓力的影響，沿洞軸線方向約有2m發(fā)生斷裂。

二、處理方案

在坍塌后自穩(wěn)階段，利用工字鋼和鋼管搭設(shè)棚架，在頂拱位置，從邊坡開口，澆筑鋼筋混凝土蓋板護(hù)頂，以保證下部施工安全。

在鋼筋混凝土蓋板形成后，上部鋪設(shè)圓木、毛竹等柔性材料，厚度控制在1.0m左右，防止邊坡再次坍塌破壞混凝土蓋板，危及到下部施工人員的安全。

為確保邊坡再次坍塌后坡腳的穩(wěn)定，距已開挖的坡腳線5m砌筑高2.0m、寬0.8m的漿砌石擋墻，深入基礎(chǔ)0.5m，并回填石渣進(jìn)行鎮(zhèn)腳處理。

在鋼筋混凝土蓋板的保護(hù)下，對導(dǎo)流洞左側(cè)墻已松動的圍巖進(jìn)行固結(jié)灌漿處理,以增加它的承載力，保證塌方體清理時(shí)邊墻的穩(wěn)定。

灌漿結(jié)束后，進(jìn)行拱肩以上部位虛渣清理，安裝鋼支撐。

進(jìn)行一次性襯砌施工，施工順序?yàn)轫敼啊⒂疫厜?、左邊墻?/p>

三、主要施工技術(shù)措施

（一）鋼筋混凝土蓋板施工

1.由于導(dǎo)流洞頂部塌穴處邊坡已形成空腔，故在邊坡上開口，開口時(shí)，為不擾動邊坡圍巖，造成整個(gè)邊坡失穩(wěn)，采用人工敲撬的方法打開噴混凝土層，剪斷鋼筋，形成一個(gè)2m×3m的拱形缺口，向內(nèi)鋪設(shè)20工字鋼棚架，工字鋼一端放置在出口明拱上，另一端插入塌方后形成的臨時(shí)穩(wěn)定坡面上，工字鋼水平呈扇形分布，間距擬定為1.0m，工字鋼插入坡面一端端部削尖，用反鏟推入坍塌體，深入坡面2～3m。為保證工字鋼整體受力，橫向用鋼管φ50@500進(jìn)行加密，為防止蓋板混凝土受頂部可能出現(xiàn)的松散體荷載影響，引起蓋板開裂，在工字鋼頂部布置單層鋼筋網(wǎng)片，主筋采用Φ25（平行于洞軸線）、分布筋為Φ16（垂直于洞軸線），間距為150m×150cm。

2.在工字鋼底部鋪裝馬道板或毛竹作為底模、預(yù)留保護(hù)層5cm，下部塌渣上搭設(shè)滿堂腳手架支撐，為避免在澆筑混凝土?xí)r漏漿，在馬道板或毛竹上鋪彩條布進(jìn)行處理，混凝土為C20自密實(shí)，厚1.0m，并控制澆筑速度10m3/h。

（二）導(dǎo)流洞左側(cè)墻固結(jié)灌漿

1.灌漿分兩步進(jìn)行，首先在蓋板混凝土澆筑前將灌漿花管插入混凝土蓋板側(cè)墻處2.0m，待混凝土澆筑完畢后，利用混凝土壓重進(jìn)行表層封閉灌漿。灌漿壓力采用0.1、0.2、0.3MPa3級，漿液濃度水灰比1∶0.6，控制單孔注漿量600L/孔，避免漿液流失。

2.在混凝土蓋板底部側(cè)墻外砌筑干砌石擋墻，素噴10cm混凝土對塌渣表面封閉后，插入灌漿花管，進(jìn)行下部側(cè)墻固結(jié)灌漿。

3.側(cè)墻固結(jié)灌漿管按1m×1m間排距，梅花型埋設(shè)，插入角度為10°，孔深深入塌方體5～6m，灌漿水灰比采用0.6∶1水泥凈漿，摻加3%水玻璃，灌漿壓力同上。

4.為防止灌漿過程中表面串漿冒漿引起漿液流失，單位注漿量超過30L/min時(shí)采用間歇灌漿，間隔時(shí)間20min，限制注入量，單孔注入量不超過1000L。

（三）塌方段鎖口及塌方體出渣施工

1.出渣前，緊臨明拱段安裝兩榀全斷面鋼支撐，間距1.0m，鋼支撐間用Φ25@100連接，沿隧洞底部設(shè)計(jì)開挖線安裝橫向工字鋼地梁，邊墻打鎖腳錨桿，長度3.0m，排距1.0m，并與鋼支撐牢固焊接，形成鎖口。

2.鎖口段鋼支撐安裝完成后，分3個(gè)臺階進(jìn)行出渣，先清理起拱線以上部分，安裝頂部鋼支撐，鋼支撐間距1.0m。為防止頂拱圍巖壓力過大，引起頂部鋼支撐失穩(wěn)，在鎖口段鋼支撐上焊挑梁作為頂部鋼支撐的支腿，并與原蓋板澆筑時(shí)預(yù)埋的兩排Φ25@200懸吊插筋焊接。

3.邊墻跟進(jìn)分上、下兩層形成臺階，同時(shí)安裝鋼支撐，并加設(shè)橫向地梁，安裝鎖腳錨桿，出渣跟進(jìn)2~3m后即進(jìn)行邊墻、頂拱襯砌施工，然后再向前推進(jìn)。

4.每一榀鋼支撐安裝完成后，在頂拱鋼支撐上做復(fù)拱，支撐蓋板混凝土。

四、安全保證措施

第一，加強(qiáng)邊坡和洞內(nèi)變形觀測，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)匯報(bào)。第二，進(jìn)口段放炮，應(yīng)提前通知出口工作人員撤離現(xiàn)場。第三，在出渣、安裝鋼支撐過程中，委派專人對頂拱、邊坡進(jìn)行觀察，若出現(xiàn)裂縫、異響等塌方前兆，及時(shí)通知現(xiàn)場施工人員迅速撤退。第四，嚴(yán)格按照既定方案施工，現(xiàn)場不得擅自改變。第五，處理過程中，每一工序要按照程序，穩(wěn)步推進(jìn)，不可急于求成。