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官地水电站黑水河隧道进口段塌方处理措施

官地水电站黑水河隧道进口段塌方处理措施

●郭建和/(武警水电第三总队)

【摘要】官地水电站右岸上游环线黑水河隧道的地质条件相当复杂，全长863m的隧道施工过程中发生300m3以上的塌方4次、小规模塌方50余次，给施工带来了很大的安全隐患和压力，由于应对措施得当，每次塌方都得到了妥善的处理，没有发生一起人员和设备损伤事故。本文主要介绍K0+648~K0+659m段最大一次塌方的处理过程，它也是本合同段整个隧道塌方处理的典范。

【关键词】隧道塌方注浆回填

1工程概况3处理措施

官地水电站位于四川省凉山彝族自治州西昌市与盐源县交界的雅砻江打保河弯段上，是雅砻江卡拉至江口河段水电规划5级开发方式的第3个大型梯级电站，上游有锦屏一、二级水电站，下游有二滩、桐子林水电站。官地水电站采用堤坝式开发，上游回水至大水沟，与锦屏二级水电站尾水衔接，下游尾水与二滩水电站水库正常蓄水位1200m高程衔接。电站装机容量2400MW,近期年发电量为101亿kW·h,枯水期平均出力为725MW,远景可达130亿kW·h和1100MW。电站水库正常蓄水位为1330m,总库容为7.5亿m3。

2具体情况及塌方原因分析

2006年3月10日凌晨3时，我部承建的场内高低连接线黑水河隧道进口上半断面掘进至KO+648m里程处，放炮后约0.5h,拱顶出现大面积的塌方，塌方持续了约1h后拱顶塌方掉块停止。据初步测定，塌方形成了9.35m×9.8m×11m的空洞。地质分析认为：发生塌方的洞段位于强卸荷、强风化带内，地层为二叠系上统玄武岩组中段第二层，岩性为灰绿色杏仁状玄武岩石等，岩石坚硬但均一性差，构造作用及后期改造强烈，岩石较破碎，围岩为极不稳定的V类围岩。

塌方原因除岩体破碎、岩性软弱外，地下水的影响也是主要因素。地下水的作用致使断层破碎带软化，自稳能力更趋下降，同时岩石间的泥状充填物在地下水的作用下逐渐被冲蚀，岩块间的黏结力降低，导致了塌方的产生。

3.1洞内处理措施

3.1.1施工方法

目前，塌方形成空腔部位的围岩相对稳定，但由于塌方规模较大，塌方高度较高(最高处距离拱顶7.0～8.0m),洞顶上方的覆盖层只有20m,并且有一条重要的施工道路，有重载车辆通过，如果人员长时间在塌方形成的空洞内作业，安全隐患较大。为了确保塌方处理的安全，拟订对塌方空洞采用泵送C20、C15混凝土的方式回填，回填混凝土分两次，第一次浇筑厚度约4m,内部设钢拱形成混凝土护拱，确保下阶段掘进支护的安全。具体措施如下：

(1)素喷混凝土对塌方空洞岩壁素喷5cm的C20混凝土进行封闭。

(2)在塌方体空洞内距离拱顶约1.0m的垂直洞轴线方向安设8榀钢拱架，钢拱架采用18号工字钢加工制作，间距为0.8m。钢架纵向采用φ22mm钢筋焊连于拱架上，间距为0.8m。在钢拱架两端焊接八字形钢管支撑在堆渣上，拱架两端紧贴喷护好的岩面，并喷混凝土覆盖端部。

(3)在塌方空腔内预埋4根φ180mm钢管，其中2根钢管的尾端距离拱顶4.2m,作为第一次回填混凝土的输送管，另外2根钢管的尾端距离塌方体的顶部0.6m,作为第二次回填混凝土的输送管，各泵送管间隔一定距离，以便检查回填混凝土的情况。

(4)在空腔内部预留2根φ50mm注浆管，距塌方空洞顶部约30cm,在第二次混凝土回填完成24h后，对无法填满的空隙进行注浆，注浆材料采用单液水泥浆，水灰比为0.8,注浆压力为0.3～0.4MPa。

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水利水电施工2010·第3期总第120期

(5)在现已塌空的4榀钢拱架的下部，利用塌方后的堆渣清理一个支撑平台，在平台上竖向立18号工字钢顶紧拱架的下部，防止回填混凝土加载后钢拱架的变形。

(6)塌方体外部封闭面为用洞渣回填至洞顶的堆渣坡面，并在堆渣上部形成一高2.0m的工作平台；拱顶与塌方体的空隙用沙袋进行封堵。坍塌空穴内用石渣堆塞到洞顶开挖高度以上0.5m。洞渣回填坡面形成后，及时铺设φ6.5mm钢筋网(间排距为20cm),并喷C20混凝土封闭，喷层厚度为15cm。

(7)利用泵送混凝土对塌方体空腔进行第一次回填C20混凝土，混凝土要覆盖空洞内架立好的钢拱架，回填厚度约为4m;第一次回填48h之后，进行第二次回填C15混凝土施工。

黑水沟隧道进口塌方处理纵剖面见图1。

图1黑水沟隧道进口塌方处理纵剖面图

(8)回填混凝土早期强度形