1、金沙江乌东德水电站左岸进厂交通洞交叉段施工技术摘要：金沙江乌东德水电站左岸进厂交通洞为双向双车道隧道，隧道开挖断面和跨度较大，受软弱围岩地质条件影响，在由 1#施工支洞进入交通洞大断面过程中要选用合适的方法。本文主要介绍左岸进厂交通洞交叉段开挖过程中采用的挑顶、复合拱架支护等施工技术。 关键词：隧道工程、交叉段、施工技术、挑顶、复合拱架 中图分类号：TV731.6 文献标识码：A 文章编号： 1 工程概况 金沙江乌东德水电站左岸主厂房布置 6 台 725MW 的水轮发电机组，装机高程 807.0m，尾水管底板基础高程为 774.55m，发电机层高程为826.0m。 左岸地下厂房进厂交通洞起点位
2、于左岸主厂房，沿山体内侧布置，与高线路大体平行，终点位于彪水沟上游侧，桩号为 K1+983.7，采用隧洞净宽 8.4m，净高 8.8m 的城门洞衬砌断面，隧洞平均纵坡为 2.27%,最大纵坡为 6.01%。 左岸进厂交通洞 1#施工支洞主要承担 850 混凝土系统混凝土运输主要交通通道，1#施工支洞进入交通洞的桩号为中段 K1+561.4。 2、工程地质条件 左岸进厂交通洞与 1#施工支洞交叉段围岩为落雪组 Pt2l 厚层白云岩，受断层影响岩体较破碎；震旦系观音崖组 Z2g 薄层中厚层白云岩夹薄层粉砂质泥岩、页岩及灯影组 Z2d 灰色厚层、巨厚层白云岩,岩层缓倾，岩体中微裂隙很发育，沿裂隙岩体
3、多风化、溶蚀,围岩为 IV 类。 3、交叉段施工特点 1#施工支洞与交通洞交接处跨度较大，形状不规则，断面小，比较危险，施工时间较长，进度慢。根据以上特点，我们首先要控制的是施工安全，在保证安全的前提下，加快施工的进度。 左岸进厂交通洞 1#施工支洞与交通洞相交段围岩地质条件较差，为使支洞进入交通洞顺利过渡，采取先打导洞利用斜角挑顶，再分别进行顶部和底部扩挖，最后形成全断面开挖，同时在开挖过程中及时跟进支护，保障施工安全。 4、交叉段施工方案 4.1 总体开挖程序 1#施工支洞总长度为 174.21m，与交通洞垂直平交于桩号K1+561.4，开挖断面由支洞 10.12m*7.96m 过渡到交通
4、洞 12.2m*10.4m，结合现场实际情况，1#施工支洞完全进入交通洞后，逆时针转 90往上游进行开挖，开挖时采用直接挑顶法，其开挖程序为： 1、在交通洞内形成岔道后，沿交通洞轴线水平向上游段开挖导洞5m(支洞断面 10.12m*7.96m)，利用爆破松碴作为作业平台，以 15斜角挑出交通洞顶拱部，因导洞顶部与交通洞顶部高差 2.34m，开挖 9m 长即可到交通洞拱顶，在交叉口至挑顶前导洞都要做临时支护； 2、挑顶后，导洞继续向上游开挖 10m，再回头利用爆破松碴作为作业平台，对交通洞顶拱部进行扩挖，扩挖到交叉口截止，扩挖后及时对顶拱进行支护； 3、顶拱部扩挖后，再掉头至导洞上游段，对交通洞
5、底部按照设计断面尺寸进行扩挖，同时对直墙段按照轮廓线进行修整，扩挖到交叉口截止； 4、对导洞开挖台车按照交通洞断面尺寸进行改装，改装后交通洞进行全断面开挖，正常掘进。 4.2 1#施工支洞加固 1#施工支洞在桩号 0+147-0+160 遇到断层，充填物为碳化泥质灰岩，呈碎裂状，岩体较破碎，局部线状流水，连续出现掉块及垮塌，围岩类别为-2 型。为了保障 1#施工支洞能顺利进入交通洞，要求对支洞交叉段进行加强支护，确保交叉段安全稳定。 1、断层带设置复合拱架 1#施工支洞 0+147-0+160 段因岩体破碎坍塌，造成开挖轮廓线超过设计轮廓线 4-5m，为保障施工安全，采用喷锚支护结合钢支撑进行
6、加固：首先在顶拱及侧壁喷射素混凝土 10cm 进行临时封闭，分二至三次喷射；然后再进行锚杆和钢筋网施工；锚杆支护后用钢支撑进一步加固，采用I20a 型式，设复拱，复拱紧贴岩面，复拱与主拱（含侧壁与钢架的横撑）采用型钢桁架连接，钢支撑整体与系统锚杆焊接牢固，钢架间距0.5m，25mm 连接筋，环向间距 1m；系统锚杆设 25mm 锚杆，L=6m，间排拒 1m，钢筋网片 6.5mm20cm20cm，与锚杆连接牢固；钢支撑与锚杆施工完成后，对复拱利用喷射混凝土进行封闭和覆盖，保留复拱与主拱之间的空腔,侧壁与主拱架底部回填 C20 混凝土 1m 高；针对断层带裂隙流水，设 50 排水孔，L=3m，间排
7、距 1m1m，有效疏导排水至洞外。见图 1。 图 1 复合拱架结构图 2、交叉段加强支护 1#施工支洞交叉段 0+160-174.21 加强支护采用钢支撑，钢架间距0.75m（25mm 连接筋，环向间距 1m） ，系统锚杆设 25mm 锚杆（L=6m，间排距 1m） ，钢筋网片 6.5mm20cm20cm。见图 2。 图 2 1#施工支洞开挖支护结构图 4.3 导洞临时支护 在交通洞挑顶及形成全断面开挖过程中，为保障施工过程中人员设备安全，结合洞室围岩地质条件，拟对交通洞导洞进行临时支护。先喷射 3-5cm 的 C20 混凝土，根据地质条件布设 3m 的短锚杆，若出现掉块及垮塌时，可考虑采用粗
8、纤维混凝土，其配合比由试验室确定。 4.4 交通洞初期支护 在交通洞洞内设计开挖轮廓形成后，要及时对洞内进行初期支护，在支洞和交通洞交叉口延伸段各 15m 即 1#施工支洞桩号 0+160-174.21,交通洞桩号 1+546.4-1+576.4，都需要做加强支护。主要采用钢支撑，间距 0.5m，设连接筋和锁脚锚杆，系统锚杆设置 25mm，L=6m，间排距 1m,挂钢筋网 6.5mm20cm*20cm，C20 喷射砼 20cm。 鉴于交叉段围岩地质条件较差，采取喷射粗纤维混凝土结合超前锚杆进行支护，采用多臂钻和湿喷机等机械进行作业。局部因地质原因超挖，设置复合拱架支撑，主拱与复拱间采用型钢桁架
9、连接，钢支撑整体与系统锚杆焊接牢固，用 C20 喷射砼对复拱进行封闭；保留复拱与主拱间的空腔，钢支撑与岩壁不密实，接缝处进行回填灌浆，可参照图 2。见图 3。 图 3 左岸进厂交通洞交叉段支护结构图 5、安全技术措施 5.1 在地质条件较差的洞段，开挖时采用浅孔多循环短进尺的方式开挖，每循环开挖进尺 1m，开挖交通洞过渡段时导洞开挖轮廓线与交通洞设计轮廓线横向距离为 1m，拱顶重合，扩挖时每个工作循环开挖断面横向左右各相应扩大 1m 至设计轮廓线。 5.2 开挖后跟进支护，采取措施及时对顶拱进行封闭，保障后续施工安全。 5.3 锚杆作业技术要求：锚杆主要为砂浆锚杆，锚杆按施工图纸要求在钢筋加工
10、厂预先加工；施工时锚杆钻孔位置及孔深必须准确，锚杆要除去油污、铁锈和杂质。采用气腿钻按设计参数钻凿锚杆孔眼达到标准后，用高压风清除孔内岩屑，然后利用注浆设备将配制合格的砂浆直接注入孔内，注浆时孔口进行封堵，使孔内注浆饱和。 5.4 喷射砼作业技术要求：砼掺合料采用砼搅拌机现场拌制，砼湿喷机按湿喷工艺分段分片依次进行，自下而上，分层施喷。挂钢筋网部位按“喷网喷”的程序进行。 施工前先对喷射岩面进行检查，清除浮石、堆积物等，并用高压风水枪冲洗岩面，埋设钢筋桩作量测喷砼厚度标志，有水部位，埋设排水管疏导。 采用砼湿喷机施喷，喷嘴与岩面距离约 0.61.0m，喷射方向大致垂直于岩面，每次喷厚 35cm
11、，分 35 次喷至设计厚度，每次间隔时间3060min。 5.5 钢拱架作业技术要求： 软弱围岩地段、断层破碎带地段拟采用钢支撑支护。钢支撑在洞外按设计加工成型，洞内安装在初喷混凝土之后进行，与定位系筋焊接。钢支撑间设纵向连接筋，每榀钢支撑间用喷混凝土填平。钢支撑拱脚必须安放在牢固的基础上，架立时垂直隧道中轴线。当钢支撑和围岩之间间隙过大时设置混凝土垫块，用喷混凝土喷填。 5.6 监控量测 因隧道围岩类别为级软岩, 围岩自稳能力低、含水量较大，交叉口应力集中点多、结构受力复杂,为了更好地掌握围岩变形情况, 施工实时监控量测尤为重要。在导洞向交通洞转换施工过程中, 尤其注重监控量测工作, 量测数
12、据及时反馈, 用于指导施工。 结语 左岸进厂交通洞跨度大，在交叉段施工过程中采取了挑顶、系统锚杆、复合拱架等加强支护措施，保障了交叉洞段的安全稳定。通过左岸进厂交通洞交叉段的施工，对软弱围岩交叉段施工建议如下： （1）交叉段施工开挖宜采取弱爆破开挖方式，必要时采取分台阶开挖，减小单次爆破威力，减少对软弱围岩的扰动和破坏。 （2）针对软弱围岩，开挖后要求及时支护，针对顶拱出现超挖及垮塌现象，采取喷锚支护和设置复合钢拱架予以强支护，保障顶拱的安全稳定性。 参考文献： 1铁道部经济规划研究院.铁路隧道施工技术指南S( TZ 204-2008).北京：中国铁道出版社，2008:84. 2付国宏.7 号斜井进正洞挑顶施工技术J.铁道标准设计，2005（9）：77-79. 3长江勘测规划设计研究有限责任公司.乌东德水电站左岸地下厂房进厂交通洞开挖支护图 （139E341-Z4-0102）,2012.6.
