缅甸DAPEIN (Ⅰ)水电站引水隧洞施工塌方段处理

(江西省水利规划设计院设计分院，南昌 330000)

缅甸DAPEIN(Ⅰ)水电站引水隧洞施工塌方段处理

李连国

(江西省水利规划设计院设计分院，南昌 330000)

本文以缅甸DAPEIN(Ⅰ)水电站为工程实例，具体分析了引水隧洞塌方原因，提出了安全可靠的塌方处理方案，取得了有效成果，可供隧洞塌方和防治处理参考。

隧洞；塌方处理；固结灌浆；处理方案

1 工程概况

缅甸DAPEIN(Ⅰ)水电站项目位于缅甸东北克钦邦(Kachin)境内紧邻中缅边境的DAPEIN江上。工程区上游为中国云南省德宏傣族景颇族自治州盈江县，工程区距盈江县城、瑞丽、芒市、昆明市、八莫公路的距离分别为90km、170km、241km、876km、60km。电站为有压引水式电站，工程由首部枢纽、引水发电系统和厂区枢纽等部分组成。水电站装机4台，总装机容量240MW，总引用流量386m3/s(单机引用流量96.5m3/s)。隧洞采用一洞二机，隧洞Ⅰ总长3356m，隧洞Ⅱ总长3313m，洞径8.0m。有压隧洞由渐变段、上平段、调压井、岔管段、直线段、下弯段及平洞等组成。岔管后直线段管径为6.0m，随后接锥管段，管径由6.0m渐变为4.8m，锥管后为钢衬段管径为4.8m。

2 塌方情况及原因分析

2.1 塌方情况

缅甸DAPEIN(Ⅰ)水电站引水隧洞岔管段之后的四条支洞地质条件复杂，开挖时仅在此部位就出现过大大小小的塌方10多次。尤其是在2010年2月18日，3号引水支洞斜井段出现冒顶塌方(见图1)，冒顶深度近70m。在258～268m高程马道范围内，边坡坡面出现大面积塌陷，其中冒顶面积约为13.1m×12.0m。由于厂房后边坡整个开挖高度超过100m，塌方段处理得好与坏将直接影响厂房后边坡的安全稳定，从而影响到整个厂房的安全。

图1 塌方情况示意图 单位：m

2.2 原因分析

通过现场勘察及分析，最终得出如下结论：ⓐ3号支洞斜井段塌方处围岩为强风化——微风化岩体，并存在宽约10～15cm的软弱结构带，围岩稳定性差；ⓑ围岩厚度较薄，风化严重，遇水易成泥状。因此，讨论组成员一致认为该段支洞围岩风化严重，由于受开挖扰动及地下水的影响，围岩强度降低，自稳能力下降，从而引起支洞冒顶塌方。

3 处理过程

3.1 塌方处理

针对塌方实际情况，经过讨论决定采用以下处理方案：

a.立即停止支洞的出渣及开挖。

b.用砂袋将塌口封闭，然后在砂袋表面挂网并喷射C20混凝土做止浆墙，并在止浆墙中预埋灌浆孔。

c.在边坡冒顶处用C10混凝土将空腔回填,防止雨水灌入塌方体内。

d.混凝土回填后，在厂房后边坡258～268m高程马道边坡冒顶处，沿3号引水支洞洞轴线方向，采用排架管搭设灌浆施工平台。采用100B钻机或MD-60钻机在钻灌平台上垂直向塌方区域钻孔，垂直固结灌浆孔总共布置8个，间排距均为3m，梅花形布置(见图2)，孔径为80mm，孔深约60m左右。钻至回填混凝土以下的松散体，如遇到塌孔、卡钻、空腔等，起钻，待固结灌浆后再继续钻进。

e.自下而上对松散体进行固结灌浆。钻进过程中采用水灰比3∶1的水泥浆冷却，到达预定孔深后采用浓水泥浆(水灰比为0.5∶1)进行固结灌浆，同时继续保持钻杆回转，当发现浆液从引水洞中漏出或吃浆量明显减少时，往上起拔1m后继续灌注，边注浆边起拔钻杆，直至到达回填混凝土的范围为止。

图2 塌方固结灌浆布置 单位：m

3.2 塌方二次处理

塌方体在经过固结灌浆加固以后，围岩自身稳定能力得到提高。为防止支洞在开挖过程中再次出现塌方，采取了如下处理措施：

a.出渣分两期进行。一期先出渣洞轴线以上部分，然后采用系统锚杆配钢拱架进行加固，型钢用16号槽钢加工而成，每出渣0.5m支护一榀钢拱架；当拱架安装到位后，与系统锚杆及管棚焊接，每个拱架立腿用四根φ25、L=2.5m的锁角锚杆焊接。二期扩挖下半部,随后再喷混凝土进行封闭。

b.在掌子面渗水处超前打入花管，将水集中引出，以达到降水压效果。

c.支洞腰线以上掌子面用φ48@30～50cm、L=3.0～6.0m，仰角约为15°的超前管棚进行超前固结灌浆支护，灌浆压力根据现场实际情况确定。

4 结 语

该段隧洞塌方采用以上处理方案已成功通过。通过该支洞再次开挖暴露的岩石情况分析，灌浆固结后的岩体抗剪强度较高，具有较强的自稳性，提高了厂房后边坡的安全性和稳定性，可避免造成更大的损失。

塌方体内大部分岩石呈松散碎屑状，合理布置灌浆孔、严格灌浆程序是塌方体处理效果的重要保证，良好的灌浆质量为管棚施工和开挖支护提供了有利条件。采用灌浆、管棚、钢拱架、系统锚杆及锚喷联合支护的措施，保护了塌方体处理的顺利进行。

采用管棚进行超前固结灌浆可以提高围岩的承载能力，是防止塌方继续发展、确保开挖顺利进行的重要因素。实践证明：良好的固结灌浆是塌方处理及不良地质洞段开挖的重要保证。

[1] 恩德培.软岩高边坡工程的信息施工[J].岩石力学与工程学报,1999，18(4)：373-377.

[2] 王在泉，王建渡.复杂边坡工程稳定性监测及信息施工[J].中国矿业大学学报,2000，29(6)：587-591.

[3] 闫天俊，吴立.现代隧道施工中的常见地质灾害问题及防治[J].探矿工程，2003，30(4)：62-64.

[4] DL/T 5195—2004 水工隧洞设计规范[S].

HandlingofWaterDiversionTunnelConstructionCollapseSectioninMyanmarDAPEIN(Ⅰ)HydropowerStation

LI Lian-guo

(JiangxiWaterResourcesPlanningandDesignInstituteDesignBranch,Nanchang330000,China)

In the paper, Myanmar DAPEIN (Ⅰ) Hydropower Station is adopted as an engineering example. Causes of water diversion tunnel collapse are analyzed in detail. Safe and reliable collapse handling plan is proposed with effective achievement, which can provide reference to tunnel collapse and prevention treatment.

tunnel; collapse handling; consolidation grouting; treatment plan

TV554

B

1673-8241(2014)08-0015-03