沐若水电站导流洞塌方设计处理技术

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1、沐若水电站导流洞塌方设计处理技术刘安国中国水利水电第八工程局有限公司摘要：由于前期地质勘探不足，导致导流洞施工过程中出现塌方事故。通过方案对比，选择最优设计方案，保证工程正常实施。本文通过研究对比导流洞设计方案，对类似工程项目具有一定的借鉴价值。关键词：导流洞;塌方;设计处理技术;方案对比;作者简介：刘安国，出生于1982年，2004年毕业于武汉大学，所学专业为土木工程，现就职于中国水利水电第八工程局有限公司，工程师职称，从事水利工程施工技术管理工作。1工程概述沐若水电站导流隧洞布置于左岸，由进U明渠段、洞身段、岀口消能

2、段组成。进口底板高程418m，出口底板高程394m。导流隧洞全长810.4m，标准过水断面为斜墙平底马蹄型，断而尺寸为10.0X15.9m。2工程方案研宄当1#导流隧洞进U上半洞施工至桩号K0+038左右，隧洞出现塌方，塌方宽度约3m,顺掌子面向内凹进约3m至桩号K0+041左右。后来，塌方延伸至地表形成漏斗状塌坑。地表“漏斗”左侧原1#导流隧洞进门上方变形体塌滑堆积物已将部分土体带入洞中。洞顶围岩因塌方松弛，引起洞室稳定性进一步下降，若继续按原施工方案进行洞室掘进，可能造成1#导流隧洞进U左侧上部高土石边坡失稳，给导流

3、隧洞塌方处理和导流隧洞运行带来威胁，并可能危及洞内人员及设备安全。2.1原因分析(1)地质因素。异流隧洞进口直线段轴线埋深为6~32m,该段洞顶以强风化岩石为主，岩体节理、裂隙发育，塌方处存在一个小型揉皱，岩层经过揉皱后较破碎,形成强烈深风化区，强风化区侵入导流隧洞上部断面，岩体质量分级为V级，洞室稳定性较差。(1)施工因素。考虑到进U段围岩自身承载力低及封堵期需承担较高外水压力的要求，进门直线段桩号0+000.000^0+070.000采用衬砌厚度为2.0m全封闭钢筋混凝土结构。施工方在通过此段时采取上半洞进洞、挂网喷

4、混凝土、系统锚杆、钢拱架及超前锚杆等初期支护与超前支护措施。但从地质剖面分析，强烈深风化区沿洞线方向长约24.0m,在施工至0+038.000时，因超前锚杆长度不足，一端未进入较完整的岩石之中，因此超前支护未发挥应有作用。在此情况下，加上幵挖进尺过大、爆破震动较强，引起洞顶塌方。2.2方案研宄塌方后，漏斗周边围岩出现较大范围松弛，岩体自稳能力下降，需结合现场施工情况，对已变形、塌方及预计出现塌方的洞段进行加固处理或另选地质条件较好的地段重新布置导流隧洞或考虑在现冇导流隧洞开挖基础上研究设置单洞的可能性，因此考虑以下三个方

5、案：(1)双洞方案一。原地处理双洞方案，对1#导流隧洞左侧潜在高土石边坡采用放坡开挖，随开挖喷混凝土对坡面进行保护。边坡处理完成后，对上部塌陷区周边变形体滑塌堆积体进行清理，设置周边排水截水沟，对地表塌坑进行回填，减少对高边坡坡脚扰动；冋填完成后，自地表对漏斗内土体及漏斗松弛一定范围内岩土体采用灌浆加固处理，增加完整性及强度。地表加固完成后进行洞内塌方体处理，通过管棚、小导管超前注浆、预留核心土及时施做锚喷网+钢拱架初期支护等措施，确保1#导流隧洞安全通过塌方段。(2)双洞方案二。移线处理双洞方案，考虑W导流隧洞上半洞进

6、洞＞1.掘进距离不长，将1#导流隧洞进口移至现有1#、2#导流隧洞之间，导流隧洞洞身布置与2#导流隧洞棊本平行，通过増加上覆岩体厚度及远离已部分滑塌的高土石边坡，增加洞室稳定性。(3)单洞方案。此方案利用已施工的2#导流隧洞进口和1#导流隧洞出口，将隧洞断面扩大形成一条大洞，扩挖时以导流隧洞已开挖断面为上半洞，向下进行开挖，以尽量减少其对截流、出U消能、下闸封堵及围堰规模等的影响。3主要工程量及经济分析3.1主要工程量主要工程量汇总见表1，其中各方案工程量表中部分考虑了2#导流隧洞移线前导流隧洞进U已发生的边坡开挖工程量

7、，移线方案和单洞方案均考虑废弃1#导流隧洞所増加的开挖及支护量。项目单位原地处理双洞方案一X洞身段洞挖万n?19.82混凝土万m36.12钢筋t4900进、出口明渠土石方明挖万m336.89混凝土万m31.96钢筋t984进口边坡及1#导流隧洞塌方处理土石方明挖Jlm'28.0小导管注浆m36600管棚注浆m45603.2经济分析根据各方案工程量（表1）,计算各处理方案导流隧洞工程总造价，并与原合同报价进行对比，对比分析结果见表2及图1。单洞方案移线处理双洞方案二原地处理双洞方案一原合同报价1.05L101.15L20L

8、2E导流阁1各方案导流隧洞总造价与原合同报价对比阁下载原阁从造价表（表2）及对比图（图1）可以看出，处理方案中单洞方案导流隧洞工程投资最省，为1.15亿RM,较原合同报价减少约400万RM，双洞方案导流隧洞工程总造价均超过原合同报价，其中原地处理方案进口边坡及塌方处理为3178万RM，导流隧洞工程总造价达到1.6亿R