汤满河二级电站引水隧洞塌方处理方案

张远蔚

摘要：隧洞开挖衬砌施工塌方较常见，由于地质条件和施工条件的不同处理的方法也不相同。笔者根据现场实际施工摸索，结合汤满河二级电站引水隧洞塌方处理为例进行总结，以便为其它类似工程处理作参考。

关键词：引水隧洞 塌方 处理

汤满河二级电站位于香格里拉县尼西鄉金沙江边，为引水冲击式发电站，装机40MW，发电水头530m。汤满河电站引水隧洞为有压隧洞，洞长6000m。隧洞衬砌后其结构型式为直径2.4m圆形隧洞，其中进口段K0+000至K0+433段部分为马蹄形。

隧洞洞身段K0+160.000～K3+910.000，围岩岩性为二迭系上统（P2g）的中厚层状砾岩，黄褐色，泥质胶结，局部夹薄层片岩，产状N42°E/NW∠14°，本段围岩总体属Ⅲ类，局部Ⅳ类和Ⅴ类。

1 隧洞塌方段情况

隧洞塌方在K0+403至K0+433段，开挖情况表明该段为Ⅴ类围岩，泥夹石砾岩，含水量大，扰动后容易引起滑动和坍塌。

该段隧洞在前期施工作业中，采用16#工字钢圆拱顶钢拱架为临时支护，间距800mm，连接钢筋Φ22，连接筋间距500mm，拱架顶部铺设钢丝网。此外在开挖过程中，为保证钢拱架基础和隧洞边墙的稳定，前期在施工中对该段隧洞底板和边墙1.1m以下进行了混凝土衬砌。2013年7月初在进行侵占了结构断面拱架处理时，隧洞顶部发生坍塌，洞顶钢拱架全部压垮。据现场检查测量，其塌方高度最大约7m，最小3m。

2 施工组织方案

2.1 编制依据。①施工设计图纸文件、设计文件。②水利水电有关施工、验收规范。

2.2 施工简述。对塌方段在确保施工安全情况下，分段清理，分段衬砌，清理整理完成一段衬砌一段的方式进行，清理长度及衬砌长度根据现场清理安全情况确定，原则上每一衬砌段不少于5m，每一段施工缝必须严格按设计缝要求进行处理。

2.3 组织机构。根据塌方规模及特点，设总体负责人1名、技术负责人1名、开挖工7名（含清运司机2人）、钢架安装工4名、电焊工2名、安全员1人、电工1名。

2.4 施工处理方案、方法。塌方段处理总体工艺流程：施工准备→土石清理→割除原损坏钢拱架→洞顶混凝土喷护→安装新钢架→新钢架顶铺设防护预制板→钢筋绑扎→立模 →浇筑衬砌混凝土→拆模。

①施工准备：施工准备主要包括施工安全工作准备、人员准备、施工技术及设备准备、施工材料准备等工作。确保塌方段处理平稳安全有序进行。②土石方清理：塌方体清理施工采用人工作业方式进行，由洞口向洞内掌子面方向的顺序进行，清理时逐榀进行。待清理完第一榀拱顶上方石渣、泥土、杂物并确认安全后，再进行第二榀拱架上方土石的清理，塌方清理施工先剪开原拱顶部的钢丝网。方法是先剪开拱顶两侧的钢丝网，由两侧向中间进行。先剪开口不能太大，顶部土石自然落下即可。钢丝网剪开要逐步缓慢进行，使顶部土石自然缓慢落下。钢丝网不必全部剪开。在顶部土石自然落下后，其余未能自由落下的部分再进行一定范围内的人工清理。可利用落渣作为作业平台进行旧拱架的拆除和新钢架等施工作业，高度与现有混凝土墙平齐，多余土石清运出去。施工过程中如遇大块孤石，用人工尽量移动到拱顶两侧，在顶部一定范围内人工清理后，先割断连接钢筋再割拱架，拱架切割应先距大块孤石较远的部位进行，即大块孤石在拱架左边，就先割拱架右边，大块孤石在拱架右边，就先割拱架左边，切割部位在拱架肩部以下。③割除原损坏钢拱架：每清理完1延长米确认安全后立即对此范围内原有拱架进行拆除。先割断拱架连接钢筋，再割除损坏钢拱架，根部保留150-200mm。剪除残留钢丝网。④洞顶混凝土喷护：在拆除两榀钢拱架后，在最短时间内对拱顶岩面进行C20混凝土喷护，喷护厚度80mm。⑤安装新钢架：混凝土喷护完成后，进行新的防护钢架安装，新的防护钢架采用平顶结构（见图1），两榀新防护钢架间距为700mm，钢架连接钢筋Φ25，L=800mm，连接筋间距两侧为500mm，顶部为300 mm。连接筋与钢架、连接筋之间采用焊接连接，新钢架立柱焊接在原拱架割除保留的根部上。安装施工中加强测量控制，新立的钢架不允许侵占结构断面。完成第一、第二榀新钢架的架立支护后，再进行第三第四榀钢架范围内的清理和支护。⑥新钢架顶铺设防护预制板：两榀新防护钢架完成后，钢架上铺设厚50mm、宽200mm、长1000mm的混凝土预制防护板，混凝土预制板两端伸出钢拱架150mm。⑦钢筋绑扎：塌方清理、新防护钢架安装完成一段即5m以上时，及时进行衬砌混凝土钢筋绑扎安装。钢筋绑扎安装按设计图要求进行。⑧立模：由于洞径较小，采用钢模拼装钢管架支撑，模板与混凝土接触面涂刷隔离剂，模板接缝严密支撑牢固。⑨浇筑衬砌混凝土：衬砌混凝土浇筑采用泵送的方式进行，泵管从仓位的端头进入仓内，泵管单独固定，不能固定在钢管架和钢架梁上。混凝土标号、衬砌厚度按设计提出的塌方部位的结构形式进行施工。混凝土浇筑时要将支护的钢架顶梁完全包裹。每一段施工缝严格按设计缝要求进行处理。⑩拆模：在混凝土收仓24小时后开始进行拆模。不野蛮拆卸，保护好混凝土面和边角。拆卸的模板、钢管架等及时清运出去，做到工完场清，为下一段塌方体处理创造有利条件。

钢架支护结构见图1。

3 施工安全保证措施

施工安全是极其重要的工作，必须高度重视，认真组织落实。

①施工作业前：专职安全管理人员，在施工前对施工部位进行危险源辨识，做到心中有数，并提前消除安全隐患。

组织作业人员进行安全交底和技术交底，并对参加塌方处理的施工人员进行安全教育，明确塌方处理作业应注意的安全事项，明确工作任务和安全职责，提前做好安全预防工作。

设置施工安全专用通道，通道上不得有任何障碍物，并在安全专用通道端口设置明显的警示标识，非施工作业人员不得进入施工作业范围。

施工作业区域，除了堆放必要的施工材料外，不准堆放有与施工作业无关的材料及物品，各种材料要求堆放有序，确保施工作业区域和安全专用通道畅通。

提前安装施工照明，满足施工作业需要，班组长和专职安全管理人员要对作业部位进行检查，并设置相关安全标识.

凡是进入洞内施工人员必须严格劳保着装，确保作业安全。

②施工过程中：在施工过程中设专人进行安全观察。专职安全管理人员必须佩带安全标识，施工过程中，安全员不断实施过程检查、监控，对施工人员的精神状态、作业行为以及作业环境进行检查指导，及时纠正个人不安全行为，当发现有危险情况时，及时组织作业人员安全撤离。

4 塌方段处理结果

隧洞K0+403至K0+433段塌方处理，组织有效得当，过程平稳、安全、有序。处理结果完全达到设计要求和预定目标。

参考文献：

[1]李大鑫.锦屏二级水电站不同施工方法引水隧洞围岩稳定性研究[D].成都理工大学，2010.

[2]高继顺.雅砻江锦屏二级水电站引水隧洞围岩分类研究[D].成都理工大学，2009.

[3]席光勇.深埋特长隧道（洞）施工涌水处理技术研究[D].西南交通大学，2005.