湯滿河二級電站引水隧洞塌方處理方案

張遠(yuǎn)蔚

摘要：隧洞開挖襯砌施工塌方較常見，由于地質(zhì)條件和施工條件的不同處理的方法也不相同。筆者根據(jù)現(xiàn)場實際施工摸索，結(jié)合湯滿河二級電站引水隧洞塌方處理為例進(jìn)行總結(jié)，以便為其它類似工程處理作參考。

關(guān)鍵詞：引水隧洞 塌方 處理

湯滿河二級電站位于香格里拉縣尼西鄉(xiāng)金沙江邊，為引水沖擊式發(fā)電站，裝機(jī)40MW，發(fā)電水頭530m。湯滿河電站引水隧洞為有壓隧洞，洞長6000m。隧洞襯砌后其結(jié)構(gòu)型式為直徑2.4m圓形隧洞，其中進(jìn)口段K0+000至K0+433段部分為馬蹄形。

隧洞洞身段K0+160.000～K3+910.000，圍巖巖性為二迭系上統(tǒng)（P2g）的中厚層狀礫巖，黃褐色，泥質(zhì)膠結(jié)，局部夾薄層片巖，產(chǎn)狀N42°E/NW∠14°，本段圍巖總體屬Ⅲ類，局部Ⅳ類和Ⅴ類。

1 隧洞塌方段情況

隧洞塌方在K0+403至K0+433段，開挖情況表明該段為Ⅴ類圍巖，泥夾石礫巖，含水量大，擾動后容易引起滑動和坍塌。

該段隧洞在前期施工作業(yè)中，采用16#工字鋼圓拱頂鋼拱架為臨時支護(hù)，間距800mm，連接鋼筋Φ22，連接筋間距500mm，拱架頂部鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)。此外在開挖過程中，為保證鋼拱架基礎(chǔ)和隧洞邊墻的穩(wěn)定，前期在施工中對該段隧洞底板和邊墻1.1m以下進(jìn)行了混凝土襯砌。2013年7月初在進(jìn)行侵占了結(jié)構(gòu)斷面拱架處理時，隧洞頂部發(fā)生坍塌，洞頂鋼拱架全部壓垮。據(jù)現(xiàn)場檢查測量，其塌方高度最大約7m，最小3m。

2 施工組織方案

2.1 編制依據(jù)。①施工設(shè)計圖紙文件、設(shè)計文件。②水利水電有關(guān)施工、驗收規(guī)范。

2.2 施工簡述。對塌方段在確保施工安全情況下，分段清理，分段襯砌，清理整理完成一段襯砌一段的方式進(jìn)行，清理長度及襯砌長度根據(jù)現(xiàn)場清理安全情況確定，原則上每一襯砌段不少于5m，每一段施工縫必須嚴(yán)格按設(shè)計縫要求進(jìn)行處理。

2.3 組織機(jī)構(gòu)。根據(jù)塌方規(guī)模及特點，設(shè)總體負(fù)責(zé)人1名、技術(shù)負(fù)責(zé)人1名、開挖工7名（含清運司機(jī)2人）、鋼架安裝工4名、電焊工2名、安全員1人、電工1名。

2.4 施工處理方案、方法。塌方段處理總體工藝流程：施工準(zhǔn)備→土石清理→割除原損壞鋼拱架→洞頂混凝土噴護(hù)→安裝新鋼架→新鋼架頂鋪設(shè)防護(hù)預(yù)制板→鋼筋綁扎→立模 →澆筑襯砌混凝土→拆模。

①施工準(zhǔn)備：施工準(zhǔn)備主要包括施工安全工作準(zhǔn)備、人員準(zhǔn)備、施工技術(shù)及設(shè)備準(zhǔn)備、施工材料準(zhǔn)備等工作。確保塌方段處理平穩(wěn)安全有序進(jìn)行。②土石方清理：塌方體清理施工采用人工作業(yè)方式進(jìn)行，由洞口向洞內(nèi)掌子面方向的順序進(jìn)行，清理時逐榀進(jìn)行。待清理完第一榀拱頂上方石渣、泥土、雜物并確認(rèn)安全后，再進(jìn)行第二榀拱架上方土石的清理，塌方清理施工先剪開原拱頂部的鋼絲網(wǎng)。方法是先剪開拱頂兩側(cè)的鋼絲網(wǎng)，由兩側(cè)向中間進(jìn)行。先剪開口不能太大，頂部土石自然落下即可。鋼絲網(wǎng)剪開要逐步緩慢進(jìn)行，使頂部土石自然緩慢落下。鋼絲網(wǎng)不必全部剪開。在頂部土石自然落下后，其余未能自由落下的部分再進(jìn)行一定范圍內(nèi)的人工清理?？衫寐湓鳛樽鳂I(yè)平臺進(jìn)行舊拱架的拆除和新鋼架等施工作業(yè)，高度與現(xiàn)有混凝土墻平齊，多余土石清運出去。施工過程中如遇大塊孤石，用人工盡量移動到拱頂兩側(cè)，在頂部一定范圍內(nèi)人工清理后，先割斷連接鋼筋再割拱架，拱架切割應(yīng)先距大塊孤石較遠(yuǎn)的部位進(jìn)行，即大塊孤石在拱架左邊，就先割拱架右邊，大塊孤石在拱架右邊，就先割拱架左邊，切割部位在拱架肩部以下。③割除原損壞鋼拱架：每清理完1延長米確認(rèn)安全后立即對此范圍內(nèi)原有拱架進(jìn)行拆除。先割斷拱架連接鋼筋，再割除損壞鋼拱架，根部保留150-200mm。剪除殘留鋼絲網(wǎng)。④洞頂混凝土噴護(hù)：在拆除兩榀鋼拱架后，在最短時間內(nèi)對拱頂巖面進(jìn)行C20混凝土噴護(hù)，噴護(hù)厚度80mm。⑤安裝新鋼架：混凝土噴護(hù)完成后，進(jìn)行新的防護(hù)鋼架安裝，新的防護(hù)鋼架采用平頂結(jié)構(gòu)（見圖1），兩榀新防護(hù)鋼架間距為700mm，鋼架連接鋼筋Φ25，L=800mm，連接筋間距兩側(cè)為500mm，頂部為300 mm。連接筋與鋼架、連接筋之間采用焊接連接，新鋼架立柱焊接在原拱架割除保留的根部上。安裝施工中加強(qiáng)測量控制，新立的鋼架不允許侵占結(jié)構(gòu)斷面。完成第一、第二榀新鋼架的架立支護(hù)后，再進(jìn)行第三第四榀鋼架范圍內(nèi)的清理和支護(hù)。⑥新鋼架頂鋪設(shè)防護(hù)預(yù)制板：兩榀新防護(hù)鋼架完成后，鋼架上鋪設(shè)厚50mm、寬200mm、長1000mm的混凝土預(yù)制防護(hù)板，混凝土預(yù)制板兩端伸出鋼拱架150mm。⑦鋼筋綁扎：塌方清理、新防護(hù)鋼架安裝完成一段即5m以上時，及時進(jìn)行襯砌混凝土鋼筋綁扎安裝。鋼筋綁扎安裝按設(shè)計圖要求進(jìn)行。⑧立模：由于洞徑較小，采用鋼模拼裝鋼管架支撐，模板與混凝土接觸面涂刷隔離劑，模板接縫嚴(yán)密支撐牢固。⑨澆筑襯砌混凝土：襯砌混凝土澆筑采用泵送的方式進(jìn)行，泵管從倉位的端頭進(jìn)入倉內(nèi)，泵管單獨固定，不能固定在鋼管架和鋼架梁上。混凝土標(biāo)號、襯砌厚度按設(shè)計提出的塌方部位的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行施工?；炷翝仓r要將支護(hù)的鋼架頂梁完全包裹。每一段施工縫嚴(yán)格按設(shè)計縫要求進(jìn)行處理。⑩拆模：在混凝土收倉24小時后開始進(jìn)行拆模。不野蠻拆卸，保護(hù)好混凝土面和邊角。拆卸的模板、鋼管架等及時清運出去，做到工完場清，為下一段塌方體處理創(chuàng)造有利條件。

鋼架支護(hù)結(jié)構(gòu)見圖1。

3 施工安全保證措施

施工安全是極其重要的工作，必須高度重視，認(rèn)真組織落實。

①施工作業(yè)前：專職安全管理人員，在施工前對施工部位進(jìn)行危險源辨識，做到心中有數(shù)，并提前消除安全隱患。

組織作業(yè)人員進(jìn)行安全交底和技術(shù)交底，并對參加塌方處理的施工人員進(jìn)行安全教育，明確塌方處理作業(yè)應(yīng)注意的安全事項，明確工作任務(wù)和安全職責(zé)，提前做好安全預(yù)防工作。

設(shè)置施工安全專用通道，通道上不得有任何障礙物，并在安全專用通道端口設(shè)置明顯的警示標(biāo)識，非施工作業(yè)人員不得進(jìn)入施工作業(yè)范圍。

施工作業(yè)區(qū)域，除了堆放必要的施工材料外，不準(zhǔn)堆放有與施工作業(yè)無關(guān)的材料及物品，各種材料要求堆放有序，確保施工作業(yè)區(qū)域和安全專用通道暢通。

提前安裝施工照明，滿足施工作業(yè)需要，班組長和專職安全管理人員要對作業(yè)部位進(jìn)行檢查，并設(shè)置相關(guān)安全標(biāo)識.

凡是進(jìn)入洞內(nèi)施工人員必須嚴(yán)格勞保著裝，確保作業(yè)安全。

②施工過程中：在施工過程中設(shè)專人進(jìn)行安全觀察。專職安全管理人員必須佩帶安全標(biāo)識，施工過程中，安全員不斷實施過程檢查、監(jiān)控，對施工人員的精神狀態(tài)、作業(yè)行為以及作業(yè)環(huán)境進(jìn)行檢查指導(dǎo)，及時糾正個人不安全行為，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有危險情況時，及時組織作業(yè)人員安全撤離。

4 塌方段處理結(jié)果

隧洞K0+403至K0+433段塌方處理，組織有效得當(dāng)，過程平穩(wěn)、安全、有序。處理結(jié)果完全達(dá)到設(shè)計要求和預(yù)定目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李大鑫.錦屏二級水電站不同施工方法引水隧洞圍巖穩(wěn)定性研究[D].成都理工大學(xué)，2010.

[2]高繼順.雅礱江錦屏二級水電站引水隧洞圍巖分類研究[D].成都理工大學(xué)，2009.

[3]席光勇.深埋特長隧道（洞）施工涌水處理技術(shù)研究[D].西南交通大學(xué)，2005.