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水利水电施工2015·第1期总第148期
官地水电站出线平洞洞顶大面积渗水处理技术
●冯友文/(中国水利水电第十二工程局有限公司)
【
【摘要】本文针对官地水电站出线上平洞局部洞顶大面积漏水现象,采用挂铺白铁皮先疏后堵的简易处理方案,较好地解决了洞顶大面积漏水对隧洞衬砌施工的影响,确保了开挖施工进度和混凝土浇筑质量及后期运行安全。
【关键词】出线平洞洞顶漏水处理技术官地水电站
1工程概况
官地水电站位于雅砻江干流下游、四川省凉山彝族自治州西昌市和盐源县交界的打罗村境内,距西昌市约80km。电站共安装4台单机容量600MW的水轮发电机组,总装机容量2400MW。出线上平洞全长460.79m,布置于电站右岸,其典型断面为6.7m(宽)×7.2m(高),城门洞形。
2地质条件
出线上平洞上方山体厚300~400m,进口段以IV、V类围岩为主,其中0+0~0+60m段为覆盖层洞段,均为黄泥状松散体,并夹有大量孤石,自稳能力差、透水性强,遇水易泥化。0+60~0+130m段为IV、V围岩,主要为P2β22杏仁状玄武岩、致密状玄武岩夹紫红色沉凝灰岩,呈强风化、强卸荷状态,岩体完整性差,以块裂状为主,结构面发育,局部裂隙发育形成裂隙密集带,一般微张开,结构面充填岩屑及次生泥,裂隙面锈染,地下水丰富,洞内的缓倾结构面可与其他裂隙、错动带组合形成不稳定块体。围岩内水量丰富,全年有渗漏水现象。
3漏水情况
在出线上平洞开挖至0+90m~0+118m段时,近
30m的顶拱渗水严重,且不集中,整个顶拱呈暴雨状漏水,个别点呈射流状喷水,且雨季与冬季漏水量变化不大,处于长年漏水现象。由于出线上平洞需全断面衬砌,并在运行期将密集铺设高压电缆,洞内干湿度要求较高。若不对该处漏水进行处理,不仅将严重影响该洞段衬砌混凝土施工质量甚至无法浇筑施工,且将对运行期间造成较大的安全隐患。
4处理方案
4.1初期处理方案
方案一:采用YT-28型手风钻钻打直径50mm、长5.0m的排水孔,并在孔口接PVC管进行集中引排,但由于该段围岩裂隙发育,漏水点呈面状分布,过度分散,钻打排水孔后基本起不到集中引排作用。
方案二:采用开挖前在洞顶上方超前钻打φ50mm、长5.0m的固结灌浆孔进行预灌浆封堵、开挖后掺速凝剂喷混凝土进行岩面封闭。但在预灌浆时,不仅浆液易被水流浠释带走,更主要的是采取预灌浆封堵法造成洞顶承压水转移,导致相邻洞顶及掌子面多处冒浆、串浆,造成原本渗水量较少的相邻洞顶出现新的渗漏通道,预灌浆效果不理想。同时,灌浆封堵后形成的高承压水对IV、V围岩洞顶易造成塌方隐患。在上述封堵无效的情况下,开挖后对洞顶掺速凝剂喷C25混凝土时,均被渗漏水冲走,根本不起作用。
地下工程
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4.2最终实施方案
由于上述两种方案在实际施工过程中均不理想,经综合分析,在岩石破碎、渗漏量较大的情况下,为确保安全,采取先疏后堵法进行处理,即在开挖期间,在确保围岩稳定安全的前提下,先任其按自然状态进行渗漏,继续向前进行洞挖施工,待混凝土衬砌浇筑前再进行引排处理,最后进行灌浆封堵,见图1。
详图4详图B图1先疏后堵法示意图
首先,采用M6不锈钢膨胀螺栓及φ25托架钢筋将1.5mm厚白铁皮挂铺在顶拱设计开挖面下方3~5cm处。其中,托架钢筋排距为1.5m,与两侧拱肩处系统锚杆点焊连接,膨胀螺栓排间距均为1.5m。利用托架钢筋及膨胀螺栓将白铁皮挂牢后,相当于形成了一个顶拱防雨棚,通过白铁皮防雨棚(两侧最下端制作成半圆弧)将顶拱漏水引挡至两侧距边墙混凝土上方10cm处,再用φ48竖向钢管穿过白铁皮(半圆弧处)将水引排至底板排水沟,且竖向钢管沿洞长方向按间距1.5m进行布设,为避免引排至底板排水沟的水影响底板混凝土浇筑,在底板两侧
排水沟各设1根φ20cm排水钢管,将水对外排放,见图1及详图A、详图B。
由于顶拱防雨棚由(长)3.0m×(宽)2.0m白铁皮
拼接铺装而成,在铺设时,应注意做好接头搭接处理,确保防水效果。其中垂直隧洞方向接头(横缝)前后两块白铁皮均做成弯钩状,相互钩接5cm以上,以防脱开且确保渗漏水不进入洞内。在平行隧洞方向(纵缝)应确保接头处将高处白铁皮平顺搭接在低处白铁皮之上,且搭接10cm以上,使水流自高向低平顺流趟,确保其防水效果,见图2
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