引水隧洞工程支洞和主洞交汇段固结注浆处理方案

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1、引水隧洞工程支洞和主洞交汇段固结注浆处理方案　　摘要：文章就引水隧洞工程、地质概况，施工程序、结合近年的工程实践，提出了作者的一些探讨性看法，可供参考，并希望引起讨论。关键词：隧洞工程支洞主洞注浆处理方案。中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1工程概况色尔古水电站，位于四川省阿坝藏族羌族自治州黑水县境内，是黑水河水电梯级开发的第四级电站。电站由四川公司控股的阿水公司投资建设。工程由首部枢纽、引水系统和厂区（地下厂房）枢纽等建筑物组成；电站引水隧洞全长10.191km，设计5个施工支洞（高7m×宽6m）。引水隧洞净空

2、直径D＝9.0m，装机容量3×50MW，年发电量为5.94亿度。4#支洞控制段原洞线主支洞交点处，原洞线里程段（引）7+047~（引）7+063。2地质概况2.1工程穿越地层地质概况8色尔古水电站引水隧洞全长10.191km，穿越区山体浑厚，地形陡峻，隧洞埋深大，多呈块裂镶嵌结构，主要为炭质千枚岩和砂质千枚岩。在初步设计中，该引水隧洞的Ⅲ级围岩占70.51％（中硬岩），Ⅳ类围岩占19.46％（软岩），Ⅴ类围岩占10.03％（极软岩）。然而，实际开挖后揭示的情况则决然相反：Ⅲ类围岩占3.76％，Ⅳ类围岩占16.24％，Ⅴ类

3、围岩占80％。地下水少发育，岩面湿润。2.2支洞与引水隧洞交叉处地质情况:根据开挖后暴露岩面结合色尔古水电站设代组提供的地质预报分析，该洞段为全部极软岩，且受地质构造影响较严重，节理很发育，层层状岩层为薄层，层间结合差，多有分离现象。围岩层面倾角较小（20~30度），拱顶稳定性差，且地下水发育，经常性渗水，渗水量25L/（min·10m）。3坍方实际情况描述3.1坍方初始状况：2005年12月16日发生最大一起坍方，破坏洞段内全部钢支撑，掌子面向下游7m洞室基本填满，并且破碎岩渣向支洞侧发展，对支洞支护造成较大的主动偏压

4、破坏，支护砼开裂，裂缝交错，近边墙明显出现扩张裂缝。坍方后观察洞碴情况：坍方后，拱破坏一直向主支洞交点发展，T型交点处钢拱架支护在三四天后逐渐被彻底破坏，坍方拱迅速向上扩大，碴体填实了整个洞室，碴体情况：碴体呈角砾状、针状、片状炭质和砂质千枚岩，表且结构面明显炭化，属挤压破碎征状，且地下水丰富。83.2既有支护情况3.2.1支洞方向支洞与主洞交点处向下游20m，全断面钢支撑，支洞洞跨较小，钢支撑成型后洞跨5.5~6.0m，主支交点处5m范围岩为三层钢支撑组合结构，支护厚度约为60cm，且在设置钢支撑背后按75cm×75c

5、m布置药卷锚杆，锚杆长度为3m，φ10mm,@10cm×10cm钢筋网片支护。3.2.2主洞方向主支交点处主洞支护全断面采用工18型钢，间距50cm，分三节矩形节点板（δ=10cm），16Mn高强螺栓连接，锁脚锚杆L=4m，拱间用Φ25mm钢筋连接，间距1m。且在设置钢支撑背后按75cm×75cm布置药卷锚杆，锚杆长度为3m，φ10mm,@10cm×10cm钢筋网片支护。T型交点支护稳定后向上游掘进，采取超锚杆和超前小管棚支护，向上游进尺7m时，即至掌子面里程（引）7+047时，上一循环架立的钢支撑边墙发生挤压应形，两小

6、时后坍方，掌子面随之破坏，然后向下游主支洞交点发展。3.3.3坍方后补强支护在主洞坍方后，为保证坍方体不对支洞造成进一步破坏，经研究对支洞616~636里程段进行补强加固支护，支护措施为：锚杆Φ25mm，L=5m、6m，I18钢拱架间距50cm，δ=50cmC30钢筋砼。84后期影响由于该处坍方预计处理时间超过三个月，为保证施工工期，经设计院研究决定，对色尔古水电站4#支洞控制段洞线进行调整，洞线向支洞小里程方向调整，与支洞交点里程由前期（支）0+645调到（支）0+60，主洞与支洞交点里程由（引）7+058调整到（引）

7、7+060。但主洞洞线标高高于支洞洞线标，主支洞交点处矢高达到14m多（考虑满足施工要求），边墙高度达到10m，边墙在开挖成型后形成易失稳断面结构。改线后施工过程：按支洞所控制标高向上游开挖导洞，导洞断面为支洞断面（宽7m×高6m）城门洞，导洞长度为30m，克服高程进入主洞开挖上半断面；在导洞30m位置扩挖至主洞上半断面开挖尺寸后，加固钢支撑，向下游扩挖，跨过支洞顶部，在此期间全过程采用I18型钢支撑；跨过支洞后，向下游开挖；主支洞交处矢高达到14m，边墙较高，且属十字交叉口四通临空面，应力集中明显。为保证新线洞室在主支

8、洞交点处的安全性，有绝对必要对该处进行压力注浆固结，使新线洞室周边围岩稳定，减小对新线洞室的主动压力。5施工方案5.1施工步骤8（1）对坍方堆积散体进行固结：由于未知坍方体拱高，也未知坍落拱高度和边界线，为保证拱顶回填灌浆能满足压力要求，需先对堆积散体进行预固结。（2）山体围岩固结：在堆积散体固结后，对原洞室空腔内进