跑马坪水电站压力管道一级斜井开挖地质缺陷的处理方法

2010-09-10杨钦鸿帅志兴

四川水力发电 2010年1期

杨钦鸿, 帅志兴

(中国人民武装警察部队水电第十一支队,四川成都 610036)

1 工程概况

跑马坪水电站位于四川省凉山州木里县雅砻江中游右岸一级支流——鸭嘴河下游的跑马坪村处,是鸭嘴河干流规划的第三级水电站。该工程前池引水枢纽与烟岗水电站尾水相接,电站厂址位于鸭嘴河河口上游约 1.2km的雅砻江右岸山坡上,其尾水入雅砻江锦屏一级水电站库区。

该工程压力管道布置型式为地下埋管,管线位于基岩斜坡下部,自然边坡下部缓坡段为 20°～ 30°,上部陡坡段 30°～ 45°,围岩为微～新鲜石英岩。压力管道由竖井(跑 0+000-跑 0+012)、一级平洞(跑 0+012-跑 0+132)、一级斜井(跑 0+132-跑 0+275.543)、二级平洞(跑 0+275.543-跑0+425.543)、二级斜井(跑 0+425.543-跑 0+568.210)、三级平洞 (跑 0+568.210-跑 0+784.776)组成。

2 跑 0+356段塌方的处理措施

2009年 3月,当我部施工至跑马坪水电站二级平洞跑0+356桩号时(从大桩号向小桩号方向开挖),洞顶突然塌顶。塌顶后,塌方体在顶部土压力和洞内渗水的双重作用下呈流体状向进洞方向滑动,洞内可见塌滑体高度约 2.1m、塌滑体末端桩号在跑 0+375附近。塌顶部位洞顶被土体堵塞,无法探明塌顶部位的洞顶情况。我部首先对塌方体进行出碴处理,出碴约 2000m3后,塌方体含水率有一定的减小,但塌滑体的溢出情况和洞顶土压力情况无明显好转。初步分析,塌顶部位塌滑机理可能为岩体强度低并呈层状剥落,因此,随塌腔变大塌顶情况有可能加剧。最后决定采用先进行塌方空腔回填砂浆和纯水泥浆液,再采用管棚超前支护以简支梁形式承载塌方段,后结合钢格栅加强支护进行正常洞挖的施工措施。

2.1 固结灌浆

在施工准备工作完成后,首先进行 24h的加强出碴,在洞顶左侧形成可见塌腔;随后立即对该空腔进行灌浆:在外部先用地质钻机钻 φ130的钻孔,回填 1∶1∶1的砂浆,待空腔基本回填完成后采用 0.5～1∶1的纯水泥浆液进行有压固结灌浆。

2.2 管棚施工

固结灌浆完成 24h后开始用装载机进行塌方体出碴,出碴至跑 0+362后开始进行跑 0+362～跑 0+366段的隧洞扩挖,扩挖完成形成工作面后进行管棚施工。在施工过程中,根据具体情况随时进行出碴,以确保工作面的正常组织。

管棚设计:

图1 管棚布孔示意图

管棚为双层布置:顶层布置在隧洞顶拱 113°范围内,布孔 17个,孔间距 0.30～0.35m;底层从右侧拱肩沿拱顶 150°范围内布孔,布孔 21个,孔间距 0.28～0.30m;布孔情况见图 1。管棚布孔用地质钻机成孔,然后向钻孔内压入钢管而形成钢管群体。为增加钢管的刚度,向钢管内插入钢筋并注入水泥浆。钢管采用 φ114×8-10热轧无缝钢管,在钢管上钻一定数量的小孔,通过钢管向周围岩体灌浆以固结塌方体。另外,应保证开挖后管棚仍有 2m的超前长度,即前后两棚管棚应有 2m的搭接长度;如果塌方体只有 4～5m宽,应确保管棚穿越塌方体段后入岩 1.5～2.0 m。管棚应和钢格栅支撑形成联合受力结构,管棚前后两端钢支撑间距按 0.3～0.4m净间距控制,中间部位间距按 0.5～0.6m净间距控制。用于固定钢支撑的锚杆采用 φ22,L=3m的砂浆锚杆,间距 1.5m。洞室开挖在管棚保护下作业,钢格栅加强支护和塌方体出碴应交替进行。为保证钢支撑能处于良好的受力状态,洞室按城门洞型开挖。