引水隧洞支洞與主洞交接段施工技術(shù)

1、引水隧洞支洞與主洞交接段施工技術(shù)1 工程概況重慶郁江馬巖洞水電站工程位于重慶市彭水縣境內(nèi)，引水隧洞全長(zhǎng)5048.625m,內(nèi)徑6.8m,縱坡3.650%。，鋼筋混凝土圓形襯砌，襯砌平均厚度0.5?0.8m,在洞線平面上設(shè)三個(gè)施工支洞。其中1#支洞全長(zhǎng)406.35m,城門洞型斷面，斷面尺寸7X6m（寬X高），與主洞相交處的主洞樁號(hào)為引0+509.356m,交接段設(shè)計(jì)斷面形式見(jiàn)圖12 交接段地質(zhì)情況引水隧洞交接段處于擠壓破碎帶之內(nèi),巖層由于構(gòu)造擠壓強(qiáng)烈,巖體呈碎裂結(jié)構(gòu),圍巖極其破碎松散,以黃粘土夾碎狀塊石為主,地下水處于飽和狀態(tài),圍巖在地下水的長(zhǎng)期浸泡下,巖體強(qiáng)度極低,開挖后無(wú)自穩(wěn)能力,圍巖在重力

2、、地質(zhì)應(yīng)力以及水流沖刷的共同作用下極易形成大規(guī)模塌方，為V圍巖，施工難度較大。3 施工方案根據(jù)1#施工支洞開挖支護(hù)成功經(jīng)驗(yàn),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,經(jīng)研究論證,本著交接段支護(hù)不侵占主洞村砌斷面,避免后期進(jìn)行二次擴(kuò)挖支護(hù)的原則,采用以下施工方案：開挖前首先采用超前小導(dǎo)管注水泥?水玻璃雙液漿固結(jié)松散巖層；抬高1#施工支洞拱頂高程至接近主洞拱頂高程位置在支洞與主洞交接段的主洞區(qū)域內(nèi)拱部縱向（支洞中線方向）開挖4m寬的平洞至主洞內(nèi)邊緣，對(duì)支洞K0+396.85?0+402.35段設(shè)置套拱；然后進(jìn)行交接段主洞區(qū)域內(nèi)的二期拱架支護(hù)，拱架一側(cè)支撐在支洞套拱上面，另外一側(cè)支撐在主洞內(nèi)邊緣基巖面上，既分兩期縱向、環(huán)向

3、設(shè)置雙層拱架加固的辦法通過(guò)該地段。4 施工方法及措施4.1 超前小導(dǎo)管注漿交接段進(jìn)行開挖之前，在支洞拱部設(shè)置超前小導(dǎo)管，注水泥一水玻璃雙液漿加固松散圍巖。小導(dǎo)管采用?42x3.5mm熱軋無(wú)縫鋼管，長(zhǎng)度3?4.0m，環(huán)向間距20cm,縱向2.5m一環(huán)，相鄰兩排導(dǎo)管搭接距離不小于1.5m，外插角5?10°。注漿終凝時(shí)間控制在1分鐘左右，水泥漿水灰比W:C=1:1?0.7:1，注漿時(shí)水灰比從1:1由稀到濃逐級(jí)變換到0.7:1，水泥漿與水玻璃的體積比Vc：Vs=1:1，水玻璃模數(shù)M=3.1?3.4，玻美度Be'=40,注漿壓力0.5?1.0Mpa。4.2 漸變段施工為滿足交接段拱部平

4、洞施工和車輛通行要求,對(duì)1#施工支洞斷面逐漸加寬、加高,使交接處的施工支洞拱頂高程接近主洞拱頂高程。共分兩個(gè)階段漸變。（1）從支洞樁號(hào)K0+391.85開始進(jìn)行第一階段漸變,至樁號(hào)K0+396.85結(jié)束，長(zhǎng)度共計(jì)5m斷面由原設(shè)計(jì)7x6m（寬x高）變化到7X7米（寬x高），支洞高度抬高100cm（2）從支洞樁號(hào)K0+396.85開始進(jìn)行第二階段漸變，至樁號(hào)K0+402.35結(jié)束，長(zhǎng)度共計(jì)5.5m，斷面由7X7m（寬X高）變化到8X8.11m（寬X高），支洞高度再次抬高110cm斷面寬度加大1.0m。4.3 平洞施工（一期開挖支護(hù)）從支洞K0+402.35開始進(jìn)入主洞施工區(qū)域，為防止掌子面失穩(wěn)，對(duì)

5、支洞樁號(hào)K0+402.35斷面處的掌子面兩側(cè)邊墻各2m部位進(jìn)行噴射混凝土封閉（圖2陰影部分），厚度20cm進(jìn)入主洞區(qū)域后，從支洞拱頂開始進(jìn)行平洞施工，對(duì)支洞樁號(hào)K0+402.3?0+410.95段拱頂部位按照4m寬的方型斷面進(jìn)行一期開挖支護(hù)（見(jiàn)圖2所示），開挖高度隨進(jìn)尺不斷改變，以不侵占主洞襯砌斷面為原則。4.4 套拱及橫梁施工由于支洞最大斷面達(dá)到8X8.11m（寬X高），為確保施工安全，對(duì)支洞K0+396.85?0+402.35段設(shè)置套拱，提高該段抗變形能力，為施工方便。套拱拱部采用掛模噴射混凝土方式施工，套拱內(nèi)設(shè)工字鋼（工18）拱架，間距50cm/根，噴射混凝土厚度30cm在樁號(hào)K0+40

6、2.35套拱上面設(shè)置橫梁，橫梁采用2根工字鋼（工18）并排焊接而成，橫梁與套拱工字鋼之間焊接工字鋼（工16）支撐，增加橫梁剛度和穩(wěn)定性，為增加套拱拱架承載能力，橫梁下面套拱工字鋼采用2組拱架（工18）焊接成一體。4.5 交接段主洞二期支護(hù)施工套拱施工完畢后，在主洞已經(jīng)開挖完畢的4m寬平洞內(nèi)設(shè)置環(huán)向拱架支撐，拱架一側(cè)支撐在支洞套拱橫梁上面，另外一側(cè)支撐在主澗內(nèi)邊緣基巖面上，支護(hù)措施為：工字鋼（工18）拱架間距50cm/根，延拱架內(nèi)外環(huán)向設(shè)置？20mn縱向連接鋼筋，環(huán)向間距50cm拱架后面設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)片，鋼筋采用?6.5mm圓鋼，網(wǎng)格尺寸15X15cm拱墻設(shè)置鎖角錨桿，錨桿長(zhǎng)度4.5m，環(huán)向間距2

7、m環(huán)向拱架固定后，對(duì)環(huán)向拱架與一期平洞拱架之間設(shè)置工字鋼支撐，噴射混凝土厚度20cm然后對(duì)平洞一期支護(hù)邊墻工字鋼拱架拆除，詳見(jiàn)見(jiàn)圖3所示。4.6 套拱與一期支護(hù)間空隙回填對(duì)支洞套拱與一期支護(hù)之間的空隙采用噴射C20混凝土回填密實(shí)，施工時(shí)采取分層噴射的辦法，每層厚度不超過(guò)30cm，回填完畢后，對(duì)套拱段進(jìn)行徑向小導(dǎo)管注漿固結(jié)，使套拱、原一期支護(hù)和回填的噴射混凝土形成整體，增強(qiáng)其共同抵抗變形能力。4.7 主洞上下游施工在形成主洞施工工作面后，分別對(duì)主洞上下游按照半徑4.4m進(jìn)行開挖支護(hù)，為防止下沉量過(guò)大和后期進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)時(shí)侵占襯砌20cm沉降量。上游開挖至引0+500.356,下游開挖至引0+518

8、.356后恢復(fù)至設(shè)計(jì)斷面。4.8 開挖在支洞和主洞施工過(guò)程中。每循環(huán)注漿完畢后，為防止開挖擾動(dòng)和支護(hù)時(shí)發(fā)生掌子面失穩(wěn)引起牽引性坍塌，開挖采取上下臺(tái)階、預(yù)留核心土環(huán)形開挖法施工，以人工開挖為主，機(jī)械開挖為輔，每循環(huán)進(jìn)尺0.5m。每個(gè)部位開挖完畢后立即噴射5cm厚度的混凝土封閉，及時(shí)施做初期支護(hù)。4.9 排水孔為減小地下水對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的滲透壓力，降低地下水位線，確保一期支護(hù)的施工安全，支護(hù)完畢后對(duì)兩側(cè)邊墻和拱部設(shè)置直徑?50mm長(zhǎng)度L=3m環(huán)向間距1m,縱向排距1m仰角10。、梅花型布置的排水孔。4.10 圍巖量測(cè)交接段要嚴(yán)格進(jìn)行圍巖量測(cè)，每格3m建立一組圍巖量測(cè)點(diǎn)，在一期支護(hù)完成后，套拱施工前，每隔5小時(shí)量測(cè)一次，其目的是將量測(cè)結(jié)果及時(shí)反饋，使圍巖活動(dòng)出于有效的監(jiān)控之下，及時(shí)掌握圍巖的動(dòng)態(tài)以及支護(hù)工作狀態(tài)。量測(cè)數(shù)據(jù)顯示，交接段拱頂下沉最大值8.7cm,水平收斂最大值5.8cm，通過(guò)監(jiān)控量測(cè)達(dá)到了安全施工的目地。5結(jié)語(yǔ)通過(guò)對(duì)馬巖洞水電站引水隧洞1#施工支洞與主洞交接段施工,體會(huì)如下：(1) 在水電站建設(shè)中,復(fù)雜地質(zhì)條件下的施工支洞與主洞交接地段按照此方案施工,切實(shí)可行,施工方便,是一種實(shí)用、有效的方法,可在今后施工中推廣應(yīng)用。(2) 在地質(zhì)條件較差的公路、