深溪沟水电站导流洞不良地质段施工

王立伟 孙茂胜 王丽丽

（1.诸城市郭家村水库管理局，山东 诸城 262200；2.诸城市舜王街道水利站，山东 诸城 262200）

深溪沟水电站位于四川省大渡河干流中游汉源县及甘洛县境内，坝址区位于成昆铁路长河坝车站附近的大渡河段，距成都263km，距上游汉源县城和下游乐山金口河镇分别约49km、22km。坝址上游10km处为成昆铁路汉源火车站，工程区有省道金乌公路（金口河～乌斯河）从左岸通过。

1#、2#导流洞(泄洪冲沙洞)进口位于闸坝上游约460m，两洞平行布置，洞中心距56m，两进口塔体前后布置，两条导流洞与泄洪冲沙洞按全结合布置考虑，前期作为导流洞，后期对出口改建后，作为永久泄洪冲沙洞。1#、2#导流洞分别长 1373.07m，底坡 i=0.146%，和1506.54m，底坡i=0.133%，两洞断面均为城门洞型，尺寸均为15.70m×18.5m（宽×高），进口高程为616.0m，出口高程为614.00m。

根据围岩类别不同，导流洞设计开挖断面分为四种型式，均采用混凝土衬砌，最大混凝土衬砌厚度为1.5m。混凝土衬砌段均要求要求进行回填灌浆，C型、D型断面要求进行固结灌浆。

1 不良地质段简述

根据地质资料，导流洞穿越有小断层，开挖中有可能出现软弱破碎夹层等不利地质条件，存在发生掉块、洞内涌水等现象的可能性。施工前对不良地质段进行超前勘探。

超前勘探内容包括：地质编录和测绘；探明掌子面前方地质构造、地下水涌量、水压力等情况；测定围岩初始应力、弹性波速度和岩石物理力学参数；测定隧洞开挖后松弛范围、围岩变形和蠕变性能等参数；分析影响围岩稳定的不良地质因素，及时配合设计、施工人员研究预防措施等。

超前勘探方法：超前勘探主要采用大孔径水平钻孔进行，利用钻孔直接进行岩石力学和水文测试。超前勘探钻孔一般平行于隧洞轴线，当隧洞某一侧地质条件十分恶劣或有预注浆要求时，钻孔方位可以有适当偏角。超前钻孔长度必须穿过前方断层破碎带和含水层。

超前勘探亦可采用其它方法，包括：紧跟开挖面，进行地质素描，以分析掌子面前方地质情况，作出分析预报；根据钻孔速度判断：钻孔速度快、孔内坍塌、有混水排出，说明该段岩石差。

表1 不良地质段施工方法

2 施工原则及施工方法

2.1 施工原则

认真分析研究工程地质资料与水文地质资料，采用超前钻孔等方法进一步了解地质条件，做好地质预报；

采用浅钻孔、弱爆破、多循环，从而减少对围岩的扰动；

开挖后及时支护或进行超前支护，并尽早进行混凝土衬砌；充分做好排水准备工作，加强排水；加强监测，勤巡视，及时分析监测成果指导施工。

2.2 施工方法

不良地质段围岩具有软弱破碎、承载力低、稳定性差、变形量大及遇水易崩解等特点，开挖过程中必须采取相应的施工方法并对围岩采取加固措施。不良地质段施工方法见表1。

2.3 断层破碎带施工

断层破碎带的施工，应尽量减少对围岩的扰动，采取边开挖边支护或对岩体先行进行加固再开挖的施工方法。

支护：支护包括锚喷支护、钢支撑支护及超前支护等，喷锚支护应根据围岩条件，确定开挖与支护的施工程序、支护参数、顺序及时机。对稳定性差Ⅲ类围岩，采用喷混凝土，系统锚杆或喷混凝土，即开挖后喷混凝土，打锚杆，一个循环或几个循环支护一次；对不稳定Ⅳ类围岩，采用喷混凝土、系统锚杆加钢筋网或系统锚杆喷混凝土，即开挖一个循环，紧跟工作面进行喷锚支护；对极不稳定Ⅴ类围岩，采用喷混凝土、系统锚杆、挂网、格栅（钢）支撑联合支护或锚杆、喷混凝土，格栅支架联合支护，即短进尺、弱爆破，爆破后先对周边及掌子面喷一层3～5cm混凝土后再出碴，出碴后立即按设计要求打系统锚杆、挂网。架立格栅（钢）支撑再喷混凝土。根据监测信息，及时调整支护参数。

超前支护为在隧洞顶部设砂浆超前锚杆、小导管、自进式注浆锚杆等进行围岩加固，锚固长度应大于开挖循环进尺的二倍，间距一般0.3～0.5m，倾角 8°～10°。

超前支护类型及施工工艺为：

砂浆锚杆，Φ25～Φ28，一般为7～8m，钻孔→清孔→插锚杆→注浆，工艺简单，锚杆与水泥浆胶结好。注浆仅是充填钻孔，对围岩无加固作用，围岩破碎时易塌孔。

小导管，Φ32～Φ50，4～8m，钻孔→清孔→插管→压力注浆，用于稳定性差，需加固的地层，低压注浆，浆液可充填围岩裂隙，对围岩进行加固。

表2 含水断层破碎带的处理措施

自进式注浆锚杆，Φ25～Φ38，杆体可连接，最大钻进长度可达12m以上，钻孔→注浆→锚固一次完成，特别适用软弱、破碎、易塌孔的地层，浆液在围岩中扩散半径大，锚固效果好。

开挖：松散、破碎带岩体经上述方法处理后，采取短进尺、弱爆破、早封闭、强支护的原则进行开挖，强调快挖、快支、快喷锚。每循环按1.0～2.0m掘进，需要时架设格栅钢支撑，打锚杆、挂网、盆混凝土封闭，如此循环掘进。并通过施工监测，调整施工程序及参数。

对富含地下水断层破碎带的开挖，拟采取的处理措施见表2。

2.4 塌方处理

导流洞开挖过程中，必须采取针对性的处理措施防止和处理塌方，确保施工安全和工程进度。

处理原则：①深入分析研究塌方原因，摸清塌方规模、类型及发展规律。查清塌方段的地质构造及地下水活动情况，尽快制订切实有效的处理方案。②在未制订处理方案前，禁止盲目清除塌方体，以免塌方扩大。③有地下水活动的塌方，必须先治水再处理塌方。

塌方处理方法：

塌方处理，应根据不同的坍塌情况和施工条件选择不同的处理方法。塌方处理方法及施工程序为：

喷锚支护法，搭工作平台→清理岩石→喷一层混凝土→安插锚杆、挂网→喷混凝土；

浇混凝土护顶，平整松碴→封闭两侧→架设导管深至塌方体空腔内→压入混凝土；

钢架插板法，靠工作面架设钢支架→沿周边插入钢板→出碴→下一循环；

超前小导管预注浆，靠工作面架设钢支撑→钻孔→打入小导管→注浆；

小管棚或管棚加注浆，工作面准备→钻孔→注浆→检查→开挖。

3 结语

针对深溪沟水电站位1#、2#导流洞穿越有小断层，开挖中有可能出现软弱破碎夹层等不利地质条件，存在发生掉块、洞内涌水等现象的可能性。施工中采取加固开挖面、超前支护、排水、止水等措施，保障了工程建设的顺利进行。

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