小湾电站导流隧洞洞身开挖及支护工程施工(1)(3)

1#、2#导流洞进口渐变段长均为30m，相应桩号范围均为导0+000～导0+030，渐变段底板为水平段。开挖断面尺寸从洞口0+0.00桩号25.4×25.2m渐变到0+030桩号20.4×23.2m的城门洞形断面；渐变段边、顶拱进行系统锚杆+i20a工字钢拱架+25cm钢纤维砼一次支护。

渐变段主要分布少量弱风化和卸荷岩体，围岩岩性主要为黑云花岗片麻岩（mv-1）夹少量片岩，块状和次块状岩体，iv级结构面的小断层（f）和挤压面（gm）较发育，主要有四组节理相互切割，围岩多具微透水性，属iv类围岩，围岩稳定性较差；加之渐变段最大开挖跨度达25.4米，且顶部大部分平直，未形成拱；所以开挖成洞稳定问题较突出；为此，渐变段施工中应采取有效垂直加固措施，防止洞顶塌落，隧洞开挖严格按“新奥法”工艺施工，开挖钻爆按照“先支护（强支护）、短进尺、弱爆破、少扰动，快封闭，勤量测”的原则施工，以确保围岩成洞稳定及施工安全。

3.6.1 开挖前的垂直加固方案

开挖支护施工开始之前必须完成以下超前加固工作:

1）由于渐变段所处位置岩石破碎，iv级结构面较为发育，多组节理相互切割，围岩自稳性较差，为有效的稳定开挖面，拟对1#2#导流洞渐变段洞顶部位el.1036平台布置6排辐射灌浆孔进行固结灌浆，孔径110mm，灌浆采用孔口循环，全孔一次进行。

2）由于渐变段跨度大，大半部分顶部平直，仅两侧起拱，开挖后围岩难以自稳，所以顶部除了灌浆加固外，拟采用悬吊锚筋桩从上部将洞顶拉住，具体方法如下：

灌浆前每个孔内先置入25m长3ф32锚筋桩，然后再进行孔口循环灌浆。

3）增加水平支护：在洞口顶部开挖线以上1m外增设2排长度18m的3ф32环向锚筋桩，间排距3×3m，矩型布置，伸入弱风化底界内。

渐变段开挖前围岩超前加固方案见图3。

3.6.2 渐变段的开挖支护方案

渐变段i层开挖方案采用4×4小导洞超前，洞口10m大跨度段分两半分别进行开挖支护，其余20m段全断面一次扩挖到位。渐变段的支护参数与f₇断层近似，采用自进式超前锚杆、工字钢拱架、钢纤维砼；施工方法也与f₇断层近似。在实际开挖过程中，开挖下部时，收敛观测资料显示2#洞右边墙变位较大较快，发现后及时在整个2#洞右边墙增加了125kn级9m长预应力锚杆支护，间排距1×1m，有效抑制了边墙的进一步变形。

预应力锚杆采用特制水泥卷，锚固段采用快凝型水泥卷，自由段采用慢凝型水泥卷；锚固段和自由段药卷式注浆体一次注入，锚杆安装完毕后7.5～8.5小时内进行张拉，施工工艺简单，施工速度快，同时药卷式注浆容易保证注浆饱满度。

导流隧洞出口穿过f19断层，并受f23断层影响，结构面较为发育，地质条件较差，施工中采取下列有效措施：

1）1洞出口12m段及2#洞出口20m段由洞挖改为槽挖，将f23断层切除，二次衬砌支护改为明拱。

2）1#洞出口30m段采用地质钻在洞内沿顶拱造斜孔进行灌浆固结岩体。

3）导流隧洞出口30m段采用2×2m小导洞超前贯通，摸清隧洞准确的地质状况。

4）均采用超前锚杆、钢支撑及超前锚杆支护，开挖方法与f7断层近似。

5）出口5m段自外向内分半开挖支护，开挖前洞脸设双排预应力锚杆锁口，洞脸边坡布六排锚筋桩及4排1000kn级系统支护。

6）出口30m段洞内系统支护均由原设计砂浆锚杆改为9m预应力锚杆。

4 结语

小湾水电站导流隧洞开挖支护分采用“新奥法”施工，安全、快速的穿越了f7断层、进口大断面渐变段不良地质段、出口不良地质段。

导流隧洞分三层开挖支护，第一层采用台车和手风钻开挖；第二层采用手风钻进行上部预裂、潜孔钻中部拉槽、凿岩台车水平进行保护层开挖；第三层采用手风钻进行周边预裂、凿岩台车及手风钻开挖；施工质量得到了有效控制，1#洞平均超挖为0.204cm，2#洞平均超挖为0.182cm。

导流隧洞施工期观测结果表明：1#、2#导流隧洞围岩变形观测测值呈收敛状态，没有突变现象发生；锚杆应力受力较好，观测结果稳定；声波测试表明，导流隧洞开挖时，爆破参数控制较好，对围岩松驰圈影响范围较小。说明小湾导流隧洞开挖支护方案是科学的。

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