硬梁包水电站德威大堰引水工程施工技术

2017-08-30王广巍

四川水力发电 2017年4期

关键词：德威洞段细砂

王广巍

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都 610072)

硬梁包水电站德威大堰引水工程施工技术

王广巍

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都 610072)

硬梁包水电站位于四川省泸定县境内，由首部枢纽、引水系统和厂区枢纽等建筑物组成，其主体工程尚未开工。德威大堰引水工程为电站前期配套工程，用以保证下游加郡乡等乡镇居民饮用及灌溉用水。经对德威大堰隧洞出口段明挖、洞挖施工方案进行工程量、投资等比较后，最终决定采用覆盖层跟管钻孔管棚进洞洞挖方案，并对隧洞出口段桩号0+364-0+372底板细砂层进行了混凝土置换处理。介绍了所采用的施工技术。

硬梁包水电站；德威大堰引水工程；覆盖层跟管钻孔管棚进洞；细砂层

1 工程概述

德威大堰引水工程在硬梁包水电站首部枢纽工程范围内沿右岸布置，全长842 m，纵坡约为1.1‰，进水口桩号0+000，底板高程1 232 m，沿岸坡坡脚布置，穿过右岸坝肩后，在下游与原大堰渠道连接。其中0+000-0+399为隧洞段，断面尺寸为2.6 m(宽)×2.5 m(高)，呈城门洞形；0+399-0+842为明渠涵管段，断面尺寸为2.8 m(宽)×2.7 m(高)。

其中0+000-0+360.8段为基岩成洞，围岩为弱风化花岗岩，主要呈块裂结构，根据《水力发电工程地质勘察规范》(GB50287-2006)中的围岩工程地质分类标准，确定其以Ⅳ类围岩为主。

0+360.8-0+399为覆盖层成洞，围岩上部为灰黄色块碎石土层，下部为灰色细砂层。灰黄色块碎石土层主要分布于0+372-0+399洞段及0+360.8-0+372洞段上部。灰色细砂层较纯净，不染手，局部偶见小砾石，多呈次圆状，结构稍密，分布于0+360.8-0+372洞段下部、隧洞顶板高程1 232.8 m以下。

0+399-0+842段为明渠涵管段，地基为灰黄色块碎石土层、灰色漂卵石层。

2 该引水工程存在的主要工程地质问题

德威大堰引水工程0+360.8-0+399覆盖层洞段地质条件较为复杂，且施工过程中不能对高程约1 260 m新建的输水管道造成破坏。施工中存在的主要工程地质问题如下。

(1)0+360.8-0+399为隧洞出口覆盖层洞段，出口边坡坡度约30°，其下部堆积高约20 m的灰黄色块碎石土层。原设计方案为对出口段进行明挖，将出口边坡覆盖层全部挖除，不仅施工难度较大，开挖工程量大，而且还可能影响坡体上部高程约1 260 m的当地新建输水管道。经对隧洞出口段明挖、洞挖施工方案进行工程量、投资比较后，最终决定采用覆盖层跟管钻孔管棚进洞洞挖方案。

(2)隧洞0+364-0+372段底板为灰色细砂层，较纯净，不染手，局部偶见小砾石，多呈次圆状，结构稍密。该砂层位于坝后且在地下水位线以上，不存在砂层液化可能，主要表现为承载力较低。为了确保大堰引水工程运行永久安全，对该洞段底板细砂层进行了混凝土置换处理。

为了查清底板细砂层分布范围，在该段隧洞内设计底板高程1 231.3 m沿洞轴线开挖了2个探坑，编号依次为1#探坑、2#探坑，对应桩号依次为0+368.4、0+371.4。1#探坑深1.5 m，2#探坑深1.2 m。灰色细砂层力学性质较差，物理力学参数建议值见表1。大堰引水工程0+360-0+399段隧洞轴线地质剖面见图1。

3 所采取的施工处理措施

(1)0+360.8-0+399段为隧洞出口段，采用覆盖层跟管钻孔管棚进洞洞挖方案，并对隧洞出口边坡进行了挂网、喷混凝土支护。具体施工方案为(德威大堰引水工程隧洞出口边坡见图2)：

表1 细砂层物理力学指标建议值表

图1 大堰引水工程0+360-0+399段隧洞轴线地质剖面图

①出口边坡高约15 m，走向NE35°～40°，坡度约45°，顶部设置一条2 m宽的马道以及防护栏、被动防护网；坡面采取挂网φ6.5，间排距为0.3 m×0.3 m，喷C20混凝土，设置φ50排水孔，对出口内外侧边坡坡面也采取了相同的支护措施。

②“覆盖层跟管钻孔管棚进洞洞挖”方案中，钻具跟管采用无缝钢管，规格为φ108～φ127，钢管壁厚4.5～6.5 mm，表部预设固结灌浆孔，钻孔间距为30 cm，钻孔深度按进入基岩1.5 m控制。

③固结灌浆压力为0.1～1. MPa，每m吸浆量为150～200 kg，固结灌浆首选水泥浆，必要时加入粘土或膨润土。

④隧洞支护采用格栅拱架，拱架间距约50 cm，底部用型钢进行横向支撑，隧洞混凝土衬砌厚度为50 cm。

(2)隧洞0+364-0+372段底板为灰色细砂层，对该洞段底板细砂层进行了混凝土置换处理。具体施工措施为：分别在桩号0+364.4、0+366.6、0+367.8、0+369.7、0+371.4处开挖换填坑，长约2 m，宽约0.5 m，深约1～1.2 m；换填坑间隔开挖，用C25混凝土进行回填置换处理。德威大堰引水工程隧洞出口段底板0+369.7处换填坑情况见图3。