阿萨汉No.1水电站引水隧洞2#塌方垮塌综合治理__墨水学术,论文发

所属栏目：自动化论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:237

副标题#e#摘要：由于阿萨汉No.1水电站2#塌方段，岩体为喷发物质夹杂的凝灰岩砂，岩体破碎，开挖后出现突水现象，并引起地表塌陷；本文介绍不良地质现象，并详细介绍该隧洞的不良地质段综合治理设计方案。
　　关键词：引水隧洞坍陷治理设计
　　Abstract:Astherockmaterialof#2landslideofAsahanNo.1hydropowerplantistheeruptionmaterialmixedwithtuffsand,rockisbroken,asuddenphenomenonofwater-inrushappearedafterexcavation,andleadstosurfacesubsidence;Thisarticledescribesthebadgeologicalphenomenaof#2landslide,anddetailedintroducesthecomprehensivedesignoftheunfavorablegeologicalsectionofthetunnel.
　　Keywords:DiversionTunnelCollapsesTreatmentDesign
　　1隧洞及坍塌介绍
　　1.1位置
　　阿萨汉No.1水电站位于印度尼西亚北苏门答腊省阿萨汉河上游河段，是阿萨汉河上游河段水电规划三级开发方案的第一级电站，坝址距北苏门答腊省会棉兰市公路里程约240km。阿萨汉上游源头为Toba（多巴）湖，坝址距Toba湖出水口相距约25km。该工程是以发电为主，2台机组，单机容量90MW，总装机180MW，年保证发电量11.75亿kW.h。
　　阿萨汉No.1水电站为混合式开发水电站，主要由已建成的拦河坝和电站进水口（利用前期已建成的导流建筑物进水口改造而成），新建直径8m、长6300m的引水隧洞（其中利用已建成长237m、直径6m的标准马蹄形断面的导流洞）、调压井、高压管道、地面厂房及开关站等组成。
　　1.2隧洞工程地质概况
　　引水系统地层由熔结凝灰岩组成，岩性单一，浅灰色～灰白色，中粗粒结构，块状构造，岩体呈弱风化至微风化状态。
　　引水隧洞，无大的断层通过，主要发育为节理裂隙，按走向可分为两组：①NE组：走向NE50～70º，倾向SE（NW），倾角60～80º。裂隙面平直粗糙，以微张为主，充填岩屑为主，个别裂隙充填铁质锈蚀，裂隙延伸长度一般大于10m；②NW组：走向NW320～340º，倾向NE（SW），倾角50～80º。裂隙面多波状起伏，一般张开0～2mm，充填锈蚀或岩石碎屑等，裂隙延伸长度一般大于10m。
　　隧洞区地下水类型属基岩裂隙水，主要由大气降水补给。开挖隧洞地下水不甚丰富，主要赋存于裂隙和断层部位，赋存与运移受断裂构造控制。岩体透水性，以微透水为主，跟前期资料吻合。
　　隧洞围岩整体以Ⅱ、Ⅲ类为主，稳定性性较好。
　　1.3隧洞坍塌段介绍
　　1.3.1隧洞施工及突水发生的过程
　　2007年8月3日下午15：20，在2#支洞上游出渣接近结束时，桩号40+04处掌子面左上角在无任何征兆的情况下突然出现坍塌，紧接着坍塌缺口处大量地下水伴有泥砂涌出，涌出泥砂混合物含大量泥沙和破碎岩块，并夹杂有黑色炭质、结构疏松的木块碎屑物。从涌流出口至2#支洞洞口，淹没了2#洞路面，至8月6日下午18：00时，涌流强度才有所减弱，但仍在持续过程中。但开挖一段时间后，水量较稳定，流量在30L/min左右。
　　1.3.2隧洞存在的主要问题
　　自该隧洞发生突水并引起地表塌陷后，经地质调查、地勘资料和原设计图，认为隧洞目前尚需解决的问题主要有：
　　a．坍塌段的隧洞施工
　　在塌方处随着施工的进行，曾先后发生了洞内及洞室上方的整体坍塌或局部坍塌，隧洞大部分处于坍塌体中或凝灰岩砂风化层中，目前隧洞需进行加固来保障洞室开挖。
　　b．隧洞上方的漏斗状加固处理
　　由于洞室开挖引起的地表塌陷，出现一个漏斗状大坑，约30米宽，40米长。漏斗状岩体为破碎状凝灰岩，岩块一般为5-20cm，四周岩壁较陡，有坍滑的可能。无地下水出露。如何保证2#塌方及地表塌陷，在建设过程中和今后的稳定，也是该工程处理的重点。
　　2隧洞病害治理方案
　　2.1隧洞坍塌段
　　隧洞主要岩性为凝灰岩砂，在无水状#p#副标题#e#态下，有一定固结，遇水后，易软化，强度极低，地质条件较差。为顺利开挖隧洞，具体采用的治理措施为：
　　1、采用洞挖石渣对掌子面处进行封堵，封堵至顶拱1.5~2m处，采用砂袋及袋装干混凝土混合料（按C20砼配合比加入骨料和水泥，不加水）码实后回填石渣，并在砂袋后形成施工平台。
　　2、塌方口处封堵结束后，在塌方空腔处及空腔内喷射C20混凝土，对空腔部位及时回填及封闭。塌方处左侧大面积渗水部位，喷混前预留排水管，排水管采用Ф48、Ф70钢管或PVC管，管长根据现场情况确定。对于剩余掌子面空腔，采用通过预埋钢管回填水泥浆或砂浆，使空腔得填满充分以确保管棚施工安全。
　　3、封堵结束后，进行管棚施工。管棚技术要求为：双层长管棚超前支护，管棚长18米，管棚范围为边墙及顶拱。棚管采用Ф90、厚4mm无缝钢管，棚管环向间距30cm。从塌方点后退两米或根据围岩情况后退一定距离开始第一循环管棚施工，第一循环角度外倾10°；第二循环管棚在塌方体开挖8m左右开始施工，第二循环角度外倾5~8°。
　　4、第一循环管棚施工完成后，在掌子面顶拱及边墙范围利用手风钻采用Ф60钻头造孔，进行超前小导管施工，小导管为Ф48焊缝钢管（施工前将小导管加工成花管），间距30cm，排距0.5～1.0m，长3m，外插角度30~45°，并对小导管进行注浆施工。
　　5、小导管注浆达到一定强度以后，开始掌子面的分部开挖，开挖采用人工或机械开挖，开挖要分多次少量开挖，开挖过程中密切关注围岩及支护变化情况，预留核心土或在中部加竖向钢支撑。该段开挖断面修改为城门洞形，混凝土衬砌厚度修改为1m，开挖断面直径10.4m，上半部分为5.2m半径的半圆，下部为5.2×10.4m，为了开挖后底板垫层混凝土施工，底板在开挖过程中超挖0.5m。
　　6、开挖后立即对新开挖岩面喷混5cm封闭，并架设钢支撑。钢支撑采用H150型钢制作，间距30～50cm，钢支撑底脚间用相同规格型钢焊接连接，钢支撑之间采用[100槽钢焊接连接，间距1m，挂钢筋网Ф5@150×150mm，喷混凝土厚度10cm。开挖按照上、中、下三层进行，钢支撑跟随开挖向下延伸。
　　7、钢支撑基础采用0.4m×0.4m混凝土条形基础。随着上、中、下分层开挖掘进，每层设置的钢支撑根据现场情况设置锁脚自进式锚杆，如有必要钢支撑底脚部位加斜撑或水平支撑。
　　8、完整的钢支撑支护3m后，先进行底板0.5m垫层混凝土施工，然后进行该段Ⅰ期C20混凝土浇注，自制浇注台架配木模板进行浇筑，浇筑总厚度70cm，混凝土浇筑采用在45cm内配双层Ф22@20×20钢筋网，保护层为10cm。
　　9、开挖过程中根据现场情况设置排水孔；混凝土施工过程中对于渗水严重的部位，采用铁皮将水引至边墙底部，对于渗水较为集中的部位，采用排水管经边墙引至底部；或在底部预埋钢管，将顶部或边墙的的渗水引至底部的钢管，后期再通过灌浆进行封堵。
　　10、二次衬砌采用100cm厚的钢筋混凝土结构。
　　施工程序：①塌方空腔回填、封闭掌子面→②测量定位、安导向管→③钻孔→④测斜钻孔是否偏斜→⑤纠偏（不满足要求：③④⑤进行纠偏）→⑥安钢管（之前完成管棚钢管加工）→⑦注浆→⑧超前小导管→⑨开挖→⑩钢支撑→Ⅰ期混凝土→Ⅱ期混凝土。
　　2.2地表塌陷治理
　　地表塌陷呈漏斗状，与公路相连，另外岩壁角度较陡，局部岩体呈倒悬状，另外受地下水影响，受于边坡临界状态，所以需加固处理，最后确定措施为：
　　1.    为确保隧洞施工期间的安全，保证山体整体稳定性，同时减少明洞所受的侧压力，在地表进行水泥灌浆，既加固洞室上方围岩强度，又保证地表塌陷处有稳定的基础；
　　2.    在塌陷外沿，清理植被，修排水沟，使地表水不流入塌方体内；
　　3.    在#p#副标题#e#塌方处靠近公路一侧，增设钢筋石笼，减少塌方对公路的影响，另外对塌方的底部也起到固脚作用。
　　3隧洞总体施工程序
　　隧洞施工总体上应首先完成地表注浆加固，然后施工坡面排水，并完成地表塌陷处洞顶回填，以对山体形成回填反压的作用。最后隧洞开挖工程，隧洞施工需严格按照“超前支护一短进尺开挖和初期支护一径向注浆加固一下部开挖一二次衬砌紧跟”的顺序和原则施工。
　　4结束语
　　通过采用隧洞不良地质段设计方案，塌方段已顺利开挖，坍塌段地表也处理完成，山体未有变形，较稳定。