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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。
3.7导流洞出口开挖支护施工
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。