全家坝水电站引水隧洞地质塌方处理方案分析.docx

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理论研究水利技术监督2013年第5期

金家坝水电站引水隧洞地质塌方处理方案分析

王娟李远征王立

(中国水利水电第三工程局有限公司，陕西西安710016)

【摘要】金家坝水电站工程地质条件复杂，节理裂隙较发育，围岩自稳能力较差，在施工过程中引水隧洞发生了地质塌方事故。本文总结了金家坝水电站引水隧洞地质塌方处理方案设计及施工方法，指出了重点难点，并提出施工过程中安全、质量、进度的保障措施，旨在总结成功经验，为类似工程事故提供参考借鉴。

【关键词】地质塌方；处理方案；引水隧洞；水电站【DOI编码】10.3969/j.issn.1008-1305.2013.05.014

【中图分类号】TV52【文献标识码】B【文章编号】1008-1305(2013)05-0046-04

金家坝水电站位于重庆市酉阳县双河镇官清乡、小河乡境内，为甘龙河流域水电规划梯级电站的第三级。坝址位于乌江的支流甘龙河下游，引水隧洞由官清乡至小河乡，电站厂房位于小河乡下游的甘龙河左岸。工程规模为大(2)型，由拦河坝、岸坡溢洪道、引水隧洞和发电厂房组成，总库容1.58×104m3,正常蓄水位445m,电站装机容量为3×22MW,多年平均发电量2.12×10*kW·h,引水隧洞全长7.142km,埋深35～600m,工程任务以发电为主，兼有旅游、水产养殖等综合效益。

1概况

1.1塌方过程

2011年9月27日晚，水轮发电机组在运行过程中水压及负荷突降，立即作停机处理后发现厂房尾水渠水流发黑，同时关闭了进水口闸室段钢闸门、关闭水轮机进水主阀。随后两次组织检查人员从进水口及3#洞检修门分别进洞探查，引水隧洞发生两段地质塌方，分别为：隧洞桩号引3+880m～引3+887m段洞顶局部掉块，塌方长度约7m,塌方高度约3m;隧洞桩号引5+077.6m～引5+109.6m段洞顶塌方，塌

方长度约32m,塌方宽度约23m,最大塌方高度约30m。

1.2塌方段地质条件

隧洞桩号引5+077.6m～引5+109.6m段洞顶塌方，围岩岩性为厚层状灰岩、含沥青质结核灰岩夹泥质灰岩，泥质灰岩中夹3～5层黑色页岩，灰岩、含沥青质结核灰岩为硬质岩，岩石呈微风化状态，单轴饱和抗压强度50MPa～60MPa,围岩自稳能力强，其单位弹性抗力系数K0=6.0～8.0GPa/m,围岩类别为Ⅱ类；泥质灰岩夹3～5层黑色页岩，泥质隐晶结构，页理发育，为软质岩，层厚度2.5～4.0m,黑色页岩单层厚度约为5cm,软化系数小，饱水后呈泥状，围岩自稳能力极差。综合单轴饱和抗压强度小于15MPa,其单位弹性抗力系数K0=1.5~2.0GPa/m,围岩类别为IV类。隧洞上覆岩体厚度大于3倍洞径。

2塌方处理方案

经过多方论证，项目部决定采用管棚方案进行塌方事故处理。

作者简介：王娟(1984年-),女，硕士研究生，工程师。

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2.1方案设计

管棚方案实施前首先对下游K5+104处变形岩体进行处理，采用锚喷支护形式加固，并浇筑锁口混凝土，通过铺设固结灌浆管对堆渣体进行固结灌浆固化。在混凝土回填施工过程中预留一个φ80cm通往堆渣体顶部的观察孔(兼具后期混凝土通道),方便后期人员进入塌腔内部观察围岩变化情况。

施工程序为：变形段作业面清理→变形段素喷混凝土(10cm)→变形段锚杆施工→锁口混凝土浇筑→堆渣体固结灌浆。

管棚施工根据现场情况分全长管棚法和分段

管棚法。全长管棚法在管棚管造孔前根据需要完成导向墙C25混凝土浇筑，在洞顶180°范围内布置单排管棚，中心线为R≥4.3m的圆弧上，管间中心距约40～50cm,管体倾角3°~10°,单根长度约23m;当采用分段管棚法施工时，单根长度约6～9m,洞轴线方向排距4.5m,每排管棚搭接距离为1.5m。管棚以φ108mm无缝钢管加工而成，壁厚6～10mm,管体四周钻φ16mm出浆孔，每断面2孔，造孔断面间距50cm,梅花型布置，管内设内径φ25mm灌浆钢管和内径φ20mm回浆钢管，灌浆管距离孔底1.5m,回浆管距离孔底0.5～1.0m,浆液使用M30水泥砂浆或水泥净浆。

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