興達水電站引水隧洞臨時支護

王從新

（張家界市澧水水利水電勘測設(shè)計研究院 張家界市 427000）

1 工程概況

興達水電站位于澧水流域干流中上游的張家界市慈利縣溪口鎮(zhèn)，從桃坪村至樟樹村，澧水繞經(jīng)10 km大彎；泄水閘壩下游明渠引水至桃坪村岸坡式進水口，截彎取直，修建500 m引水隧洞可獲得8 m水頭至樟樹村發(fā)電廠旁。引水隧洞為凈寬4.5 m的城門洞型無壓洞。頂拱內(nèi)半徑2.25 m，側(cè)墻凈高2.925 m，洞身過水深度4.37 m，過流量為34.5 m3/m，隧洞坡降1∶2 000，洞軸線進口高程為127.395 m，接水輪機蝸殼中軸高程125.005 m前為洞徑4.5 m的有壓洞。

2 隧洞地質(zhì)條件

隧洞途徑雪嶺埡口，從澧水上游至下游穿越地層：樁號0+000 m～0+190 m為婁山關(guān)群∈2+3ls灰質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r及弱風(fēng)化帶，屬II～III類圍巖，樁號0+190 m～0+220 m為斷層破碎帶，長達30 m，接觸面不整合，巖體完整性系數(shù)極低，圍巖極不穩(wěn)定，變形破壞嚴重，屬V類圍巖，0+220 m～0+440 m為白堊系紅層粉砂巖與弱風(fēng)化砂質(zhì)泥巖及F1壓扭性大斷層，巖體的RQD值不高，屬III～IV類圍巖，局部為V類外的松散體。隧洞洞身軸線與穿越巖層的交角≥30°，總體上圍巖的臨時穩(wěn)定性尚可，局部地段圍巖的成洞條件很差。

3 引水隧洞臨時支護措施

引水隧洞開挖后，破壞的巖體邊坡在重力、構(gòu)造力、地震力、降雨、地下水、風(fēng)化、人為因素的影響以及各種外應(yīng)力的長期作用下，易產(chǎn)生坍塌、不均勻沉降破壞引水隧洞。應(yīng)加強隧洞邊坡防護，對不良巖體應(yīng)進行及時處理，防止隧洞開挖、運行期巖體坍塌及滲水而導(dǎo)致無法施工。隧洞臨時支護采取以下措施：

（1）在Ⅲ類圍巖中的臨時支護方案采用系統(tǒng)錨桿加掛網(wǎng)噴混凝土的聯(lián)合支護方案；在Ⅳ類圍巖的臨時支護方案采用鋼拱架加系統(tǒng)錨桿及隨機錨桿加掛網(wǎng)噴混凝土的聯(lián)合支護方案；在Ⅴ類圍巖及斷層帶和特別軟弱破碎區(qū)臨時支護方案采用超前錨桿加鋼拱架加固結(jié)灌漿加系統(tǒng)錨桿加隨機錨桿加掛網(wǎng)噴混凝土的聯(lián)合支護方案。

（2）超前錨桿：在掌子面的頂拱沿掘進方向布置超前錨桿，超前錨桿方向與洞軸線成不大于15°的夾角，超前錨桿間距為300 mm，長度為6 m，直徑為Φ28mm，鋼筋級別為Ⅱ級，超前錨桿的外端與鋼拱架搭接。超前錨桿設(shè)置范圍為圓弧拱中心兩側(cè)各為60°。

（3）系統(tǒng)錨桿采用梅花型布置，在Ⅲ類圍巖區(qū)間距為1.0 m，長2.5 m，直徑為Φ20的砂漿錨桿；在Ⅳ類圍巖區(qū)其間距為1.25 m，長3.0 m，直徑為Φ22的砂漿錨桿；在Ⅴ類圍巖及斷層帶和特別軟弱破碎區(qū)其間距為1.00 m，長4.0 m，直徑為Φ25的砂漿錨桿；系統(tǒng)錨桿鋼筋級別為Ⅱ級，且錨入穩(wěn)定巖層中的長度為1.5 m，系統(tǒng)錨桿方向垂直洞室周邊設(shè)計的輪廓線。

圍巖不穩(wěn)定帶采用隨機錨桿（Φ25，L=3.0 m），錨桿鋼筋級別為Ⅱ級。

在圓弧拱頂位置設(shè)置樹脂錨桿，其它位置采用砂漿錨桿，水泥砂漿的強度等級不小于M 20，采用的膠結(jié)材料應(yīng)具有早凝特性，樹脂材料的固化時間不大于10 min，快硬水泥卷的終凝時間不大于12 min，并在8 h之內(nèi)達到設(shè)計要求的強度。

施工單位用聲波測試圍巖的松弛區(qū)范圍，并校正錨桿的長度。

（4）循環(huán)進尺：Ⅲ類圍巖區(qū)不得大于3 m；在Ⅳ類圍巖區(qū)不得大于2 m；在Ⅴ類圍巖及斷層帶和特別軟弱破碎區(qū)不得大于1 m。

循環(huán)進尺應(yīng)根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進行調(diào)整。

（5）鋼拱架鋼架間距在Ⅳ類圍巖區(qū)控制在0.75 m以內(nèi)，在Ⅴ類圍巖及斷層帶和特別軟弱破碎區(qū)控制在0.50 m以內(nèi)。

（6）在Ⅳ類圍巖區(qū)鋼拱架鋼架采用4Φ22（鋼筋點中距為：200 mm×200 mm）格柵拱架。在Ⅴ類圍巖及斷層帶和特別軟弱破碎區(qū)鋼拱架鋼架采用4Φ25（鋼筋點中距為：200 mm×200 mm）格柵拱架。鋼架埋入地坪下的深度不小于250 mm，鋼拱架基腳插入未受擾動的巖體，當基腳巖體較為軟弱時，在鋼拱架基腳部位安設(shè)與其連接的錨桿，錨桿插入巖體深度大于2 m。鋼架與錨桿焊牢，每榀鋼架與焊接的錨桿數(shù)量不得小于3個，鋼架縱向拉桿采用Φ22鋼筋，與鋼架焊接，環(huán)向間距為1 m。

（7）循環(huán)進尺完成后，立即進行噴混凝土和立鋼拱架及掛網(wǎng)噴混凝土，鋼拱架系統(tǒng)與圍巖必須緊密接觸，不得留有縫隙，采用混凝土墊塊和噴混凝土楔緊。

（8）掛網(wǎng)噴混凝土：混凝土為C20，Ⅲ類圍巖區(qū)噴砼厚度為80 mm，Ⅳ類圍巖噴混凝土厚度為100 mm，在斷層帶和特別軟弱破碎區(qū)為150 mm，鋼筋直徑為8 mm，間距為200 mm×200 mm方格網(wǎng)。

（9）錨噴支護作業(yè)要緊跟工作面，按照噴射混凝土（初噴厚度50 mm）—→安裝短錨桿—→鋪設(shè)鋼拱架和縱向拉桿及鋼筋網(wǎng)—→固結(jié)灌漿—→噴第二層混凝土—→安裝深部錨桿的程序進行作業(yè)。

（10）固結(jié)灌漿孔孔徑為56 mm，孔深為4 m，排距為1.5 m，環(huán)向間距為2.5 m，呈梅花型布置，灌漿壓力控制在0.2 MPa，灌漿壓力根據(jù)實際調(diào)整。固結(jié)灌漿前必須對灌漿孔及斷層沖洗干凈。

4 結(jié) 語

興達水電站引水隧洞工程建設(shè)已接近尾聲，通過以上支護措施，隧洞施工未發(fā)現(xiàn)坍塌、不均勻沉降等現(xiàn)象，施工進展順利。這說明只要采用適當?shù)闹未胧┩耆梢越鉀Q因地質(zhì)原因造成的施工難度大等問題。