錦屏二級水電站導(dǎo)流隧洞出口塌方體處理技術(shù)

周建成 樊航三 聶文俊 李欣蓉

（1.華能瀾滄江水電有限公司糯扎渡水電工程籌建處，云南 普洱 665625；2.中國水利水電第六工程局有限公司南廣鐵路項目部，廣西 梧州 543300；3.云南浩立建筑安裝工程有限公司，云南 普洱 665625）

一、工程概況

錦屏二級水電站位于四川省涼山彝族自治州木里、鹽源、冕寧三縣交界處的雅礱江干流錦屏大河彎上。電站總裝機容量4800MW，單機容量600MW。首部攔河閘壩位于雅礱江大河彎西端貓貓灘。導(dǎo)流隧洞位于攔河閘壩右岸，襯砌后凈斷面尺寸采用14m×15m城門洞型。進(jìn)口高程為1625m，出口高程為1624m，設(shè)計底坡i=0.169%，為緩坡隧洞。

二、工程地質(zhì)

導(dǎo)流隧洞沿線主要為T34灰黑、深灰色條帶狀泥質(zhì)板巖，洞身段多為Ⅲ、Ⅳ類圍巖，局部斷層帶洞段為Ⅴ類。巖體結(jié)構(gòu)面（裂隙）發(fā)育，不同裂隙組合易產(chǎn)生不穩(wěn)定塊體，洞身中段有斷層通過。導(dǎo)流隧洞出口邊坡處于傾倒變形體，巖層卸荷傾倒變形現(xiàn)象明顯，順坡向裂隙發(fā)育。出洞口段有f322、f323兩條斷層通過，且與出口洞臉邊坡f1斷層相交，斷層周圍有約10m的影響帶，出口段開挖揭露的巖性為千枚巖和砂巖，巖體強風(fēng)化、強卸荷，為V類圍巖，穩(wěn)定性極差。

三、出口塌方情況描述及處理難點分析

導(dǎo)流隧洞出口邊坡于2008年8月2日發(fā)生塌方，滑塌樁號約為0+595.43～0+581,長度約14m，如圖1。

1.導(dǎo)流隧洞出口前期受到各種因素的影響，工期已經(jīng)滯后，距離導(dǎo)流只有3個月時間，出口還剩余32m高邊坡開挖、支護(hù)施工、出口明渠混凝土施工及出口圍堰爆破拆除，剩余工程量巨大，工期非常緊張。發(fā)生塌方后，需采取大量的加強支護(hù)措施，處理工程量大，處理時間短，難度非常大。

圖1 出口邊坡滑塌剖面圖 （單位：m）

2.塌方段右側(cè)邊坡的處理是整個塌方體處理的重點和難點。塌方段右側(cè)邊坡頂部是已經(jīng)開挖支護(hù)完畢的約60m的高邊坡。該邊坡處于傾倒變形體，邊坡頂部出現(xiàn)過裂縫，前期已經(jīng)發(fā)生過局部坍塌。本次塌方后，頂拱坍塌，右側(cè)拱肩底部懸空，整個邊坡基礎(chǔ)不穩(wěn)。在牽引作用下，右側(cè)邊坡可能失穩(wěn)、繼續(xù)坍塌。右側(cè)邊坡一旦失穩(wěn)，后果將不堪設(shè)想。因此，必須采取有效的處理措施，確保塌方段右側(cè)邊坡的穩(wěn)定。

3.塌方段處理安全問題突出。塌方段巖體強風(fēng)化、強卸荷，為V類圍巖，穩(wěn)定性極差。施工人員進(jìn)行塌方段鋼支撐、錨索、錨桿等施工時，非常危險。必須有專職安全員24小時進(jìn)行巡視、監(jiān)督。

四、塌方體處理方案

根據(jù)塌方段地質(zhì)情況結(jié)合現(xiàn)場實際施工條件，對塌方體主要采取了以下處理措施。

1.洞內(nèi)出口段全斷面支鋼并系統(tǒng)錨噴支護(hù)。洞內(nèi)從0+565樁號至出口段全斷面布置鋼格柵拱架，0+565～0+570樁號之間段間距為1m，0+570樁號以后間距為0.6m。相鄰鋼格柵拱架之間采用Ф25鋼筋網(wǎng)連接形成整體，連接筋間距為0.8m。從0+565樁號開始上層已施工錨桿部位采用Ф28@（1.0～1.2）×1.25m，L=6m的砂漿錨桿進(jìn)行系統(tǒng)徑向加密支護(hù)，鋼格柵處加密布設(shè)，加密錨桿與鋼格柵拱架焊接形成整體。中下層未施工錨桿部位采用Ф28@1.25×1.25m，L=6m錨桿進(jìn)行系統(tǒng)加強支護(hù)。鋼格柵拱架支立完畢、加密錨桿施工完畢后，系統(tǒng)噴20cm厚CF25鋼纖維混凝土，同時將鋼格柵之間噴滿、噴平。

2.頂拱塌腔區(qū)域模噴混凝土并澆筑混凝土梁。出洞口從0+582～595.43樁號之間，頂拱已經(jīng)坍塌、露天，該段頂拱鋼格柵拱架支立、加固完畢后，先反吊模板，采用模噴C25鋼纖維混凝土將出洞口漏斗形噴平。然后在模噴混凝土頂部布設(shè)一層Ф25@20×20cm鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)與周邊系統(tǒng)錨桿焊接在一起，隨后將塌腔區(qū)域分兩次澆筑一層1.5m高混凝土梁，梁周邊布置Ф25，L=2.5m插筋，使混凝土與巖體有效連接。頂拱塌腔區(qū)域通過澆筑混凝土梁，對拱腳兩端倒懸?guī)r體起到了很好的支撐作用。

3.塌方段左右邊墻及洞臉邊坡系統(tǒng)錨噴支護(hù)。洞臉邊坡先素噴10cm厚CF25鋼纖維混凝土封閉巖面，然后采用三臂鉆巖臺車對洞臉邊坡打系統(tǒng)錨桿支護(hù)，錨桿規(guī)格為Ф32，L=9m，間排距為1m×1m，方向為垂直于開挖邊坡并斜向山體側(cè)15°施作，矩形布置。系統(tǒng)錨桿施工完畢后，洞臉邊坡系統(tǒng)掛單層鋼筋網(wǎng)，規(guī)格為Φ6.5@20×20cm，復(fù)噴10cm厚CF25鋼纖維混凝土。

左右側(cè)邊墻采用3Ф28，L=9m和12m錨筋束加強支護(hù)，間排距為1.5m×1.5m，梅花形交錯布置，方向為水平下傾5°，所有錨筋束外露端采用Ф25短頭鋼筋縱橫向連接形成整體。整個坡面先素噴5cm厚C25混凝土封閉巖面，掛單層鋼筋網(wǎng)，復(fù)噴10cm厚C25混凝土。同時，在右側(cè)邊坡1654m高程馬道內(nèi)側(cè)布置2排3Ф28，L=9m鎖口錨筋束，方向為大角度下傾布設(shè)，間排距為1.5m×1.5m。由于左右邊墻巖體極為破碎，利用錨筋束孔作為固結(jié)灌漿孔，對整個邊坡進(jìn)行固結(jié)灌漿，灌漿壓力為0.4MPa，采用0.35～0.5的濃漿灌注，如圖2。

圖2 左右邊墻及洞臉邊坡系統(tǒng)錨噴支護(hù)斷面圖

圖3 左側(cè)外邊坡錨索、錨筋束加強支護(hù)剖面圖

4.塌方體左側(cè)外邊坡采用錨索、錨筋束加強支護(hù)。塌方體左側(cè)外邊坡從洞口往上游20m范圍即0+580～0+560樁號之間段采用錨筋束和錨索進(jìn)行淺層和深層加強支護(hù)。錨索共布置3排，高程分別為1652m、1668m、1673m，每排5根。其中1652m高程一排為1000KN的有粘結(jié)錨索，間距為4m，錨索長度為40m，方向為水平下傾5°；其余兩排錨索為1000KN的有粘結(jié)錨索，間距為4m，錨索長度為30m，方向為水平下傾5°。

左側(cè)外邊坡從洞口往上游20m范圍，在1652～1673m高程之間系統(tǒng)矩形布置3Ф28，L=12m的錨筋束和Ф28，L=9m的錨桿，間隔布置，方向為水平下傾5°，間排距為1.5m×1.5m。如圖3。

5.塌方體右側(cè)向邊坡采用錨索加強支護(hù)。出口右側(cè)向邊坡沿1643.5m、1657m和1662m高程布置3排1000KN有粘結(jié)錨索，斷層破碎帶下盤的錨索長度為40m，上盤為35m，間距均為4m，方向為水平下傾5°。同時利用錨索孔進(jìn)行水泥漿系統(tǒng)固結(jié)灌漿，灌漿壓力為0.4MPa，對整個右側(cè)向邊坡進(jìn)行系統(tǒng)固結(jié)灌漿，加固巖體。

五、塌方體處理施工

1.由于導(dǎo)流隧洞出口工期已經(jīng)極為緊張，為確保導(dǎo)流目標(biāo)的實現(xiàn)，出口塌方體采取緊急搶險處理措施，最大限度投入資源，爭分奪秒，確保在最短的時間內(nèi)將塌方體處理完畢。

2.加強出口邊坡及洞內(nèi)出口的安全監(jiān)測，及時了解圍巖的變形情況。配置兩名專職安全員24小時進(jìn)行巡視，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即組織人員緊急撤離。

3.嚴(yán)格控制塌方體施工質(zhì)量，對錨桿、錨筋束、錨索的每道工序全過程控制、把關(guān)。

4.對出口段剩余中下層開挖及剩余明挖采取控制爆破，嚴(yán)格控制爆破規(guī)模和最大單響藥量，盡可能減少爆破震動對圍巖的擾動。

六、結(jié) 論

錦屏二級水電站導(dǎo)流隧洞巖石非常破碎，出口段發(fā)生大面積塌方后，通過采取各種加強支護(hù)措施，有效的加固了巖體、保證了施工的安全、加快了施工進(jìn)度，積累了一些好的經(jīng)驗：

1.對于頂拱坍塌、兩側(cè)拱肩保留的大型隧洞塌方體，洞內(nèi)采取全斷面支立鋼格柵拱架和系統(tǒng)錨桿加強支護(hù)處理措施，切實可行。有效地加固了巖體，對兩側(cè)拱腳起到了很好的支撐作用。

2.洞外明渠邊坡采取錨筋束、錨索等深、淺層相結(jié)合的加強支護(hù)處理措施，同時利用錨筋束、錨索孔對整個邊坡進(jìn)行系統(tǒng)固結(jié)灌漿措施，取得了良好的效果，對塌方體周圍巖體起到了很好的加固作用。

3.大型洞室?guī)r體破碎地段，必須采取控制爆破，嚴(yán)格控制爆破規(guī)模和最大單響藥量，盡量減少爆破震動對圍巖的擾動。