王 彬

（廈門安能建設(shè)有限公司，福建 廈門 361000）

尕曲水電站調(diào)壓井區(qū)內(nèi)圍巖主要為碳質(zhì)板巖和千枚巖，地質(zhì)條件較差，巖體內(nèi)層間結(jié)構(gòu)面較為發(fā)育，屬于Ⅳ類不穩(wěn)定圍巖。設(shè)計(jì)為調(diào)壓井頂標(biāo)高為3215.09，斷面為圓形，開挖斷面直徑9.1m，井壁高82.4m。為了加快工程進(jìn)度和減少投資，提出的預(yù)固結(jié)灌漿結(jié)合永久灌漿施工，將原設(shè)計(jì)永久的垂直井壁的灌漿改為豎直方向環(huán)繞井壁的灌漿，提前對(duì)豎井周圍巖石進(jìn)行Ⅰ序固結(jié)灌漿，確保了開挖進(jìn)度和質(zhì)量；后期再進(jìn)行Ⅱ序固結(jié)灌漿，滿足設(shè)計(jì)整體調(diào)壓井周圍巖石的固結(jié)灌漿的要求。

1 調(diào)壓井施工前準(zhǔn)備

1.1 施工程序

施工支洞→壓力管道上平段→引水隧洞與調(diào)壓井交叉段→頂部邊坡明挖→上部蓋重板及鎖口混凝土→調(diào)壓井一期固結(jié)灌漿、導(dǎo)井固結(jié)灌漿→導(dǎo)井開挖→調(diào)壓井二次擴(kuò)挖→底部交叉混凝土澆筑、調(diào)壓井鋼管安裝及混凝土回填→調(diào)壓井二期固結(jié)灌漿。

在先進(jìn)行調(diào)壓井導(dǎo)井施工及一期預(yù)固結(jié)灌漿施工同時(shí)，必須安排交叉口段支護(hù)加固施工；在兩者完成后開始調(diào)壓井?dāng)U挖施工。

在調(diào)壓井?dāng)U挖施工完畢后，進(jìn)行底部混凝土襯砌，保證底部立體交叉洞室安全；襯砌完后搭設(shè)安全平臺(tái)，保證底部道路暢通，開始安裝鋼管及回填混凝土。

1.2 施工支洞布置

調(diào)壓井底部施工支洞將作為調(diào)壓井豎井、底部交叉口、引水隧洞及壓力管道上平段的開挖出碴、調(diào)壓井底部交叉口、引水隧洞及壓力管道上平段混凝土襯砌施工、壓力管道上平段及斜井段鋼管安裝等的通道，非常重要。在調(diào)壓井開挖后，與調(diào)壓井交叉的3個(gè)洞口的安全穩(wěn)定，直接影響壓力管道安裝及運(yùn)輸。目前引水隧洞已開挖完畢，已開始進(jìn)行底板混凝土澆筑及消缺處理；壓力管道上平段及斜井段目前還未開挖，在目前已開挖的支洞中選擇合適的位置將該支洞與壓力管道上平段相接。支洞斷面尺寸應(yīng)充分考慮出碴車和運(yùn)輸?shù)囊?。該支洞?yīng)采取鋼筋混凝土襯砌，作為永久檢修洞與排水洞予以保留，與引水隧洞相接位置設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)人門（城門洞形）。

1.3 調(diào)壓井?dāng)U挖前要完成工作

調(diào)壓井底部與壓力管道上平段、引水隧洞、施工支洞等交叉段，如何保證交叉洞段［1］開挖過程中巖石的穩(wěn)定問題，是本工程的施工關(guān)鍵。如果壓力管道上平段待調(diào)壓井?dāng)U挖完后開挖，工期很難保證，因支洞斷面較小，影響調(diào)壓井底部襯砌，因此在調(diào)壓井?dāng)U挖前，此段支護(hù)至關(guān)重要。3個(gè)交叉口段10m左右盡量澆筑混凝土，并進(jìn)行灌漿。如交叉口段斷面滿足不過流條件，必須進(jìn)行固結(jié)及回填灌漿施工。

2 調(diào)壓井施工

2.1 調(diào)壓井固結(jié)灌漿

原設(shè)計(jì)井壁圍巖固結(jié)灌漿為徑向灌漿，灌漿深度3m，孔排距3.0m。鑒于調(diào)壓井井壁周邊設(shè)置了內(nèi)襯鋼板，該灌漿只有在豎井開挖完后進(jìn)行裸巖灌漿。施工時(shí)需搭設(shè)滿堂腳手架，安全風(fēng)險(xiǎn)大，灌漿質(zhì)量也難以保證，且將影響井壁混凝土的澆筑工期。采用超前預(yù)固結(jié)灌漿［2］結(jié)合永久灌漿施工，其中固結(jié)灌漿孔布置及相關(guān)要求如下：

（1）豎向固結(jié)灌漿孔沿井壁周邊布置兩排，排距2.0m。第一排距襯砌混凝土1.0m，孔軸線半徑5.55m；第二排距襯砌混凝土3.0m，孔軸線半徑7.55m。第一排的孔距2.682m，孔間圓心角27.692°，第一排的孔從引水洞軸線位置開始布置，共計(jì)13個(gè)孔；第二排的孔距2.635m，孔間圓心角20°，第一個(gè)孔從引水洞軸線向左偏移10°布置。具體布置如圖1。

圖1 調(diào)壓井固結(jié)灌漿及鎖口混凝土平面布置

（2）灌漿孔深度暫定深孔75m、淺孔70m（一序孔深75m、二序孔深70m），在灌漿前根據(jù)鉆孔取芯和壓水試驗(yàn)情況進(jìn)一步研究確定深度。

（3）在調(diào)壓井頂部平臺(tái)先澆筑混凝土壓重蓋板，厚度1.5m，按構(gòu)造要求在底面、頂面和靠井壁側(cè)配置直徑20mm、間距20cm的鋼筋。蓋重板外形為有利于施工建議為方形，邊長16.1m，蓋重板不占井壁襯砌位置，中部為圓形，直徑5.55m。蓋重板下面沿豎井開挖直徑9.1m位置開挖澆筑厚度80cm高度2.0m的鎖口混凝土，并在表面配置直徑20mm、間距20cm的鋼筋，鎖口混凝土不占襯砌斷面。

（4）分二序施工，在鎖口混凝土澆筑完成達(dá)到強(qiáng)度后，先施工內(nèi)圈第一排孔和第二排一序孔，待井壁混凝土澆筑完成后，再實(shí)施第二排孔二序孔灌漿。為進(jìn)一步查明井壁的地質(zhì)條件，可將第一排的一序孔中的2~4孔作先導(dǎo)孔，鉆孔取芯并作相應(yīng)壓水試驗(yàn)，根據(jù)查明的情況研究確定灌漿深度。在反井鉆機(jī)鉆孔前，需對(duì)導(dǎo)井部位進(jìn)行固結(jié)灌漿，避免卡鉆、塌孔等現(xiàn)象出現(xiàn)。灌漿擬采用自上而下，孔內(nèi)循環(huán)灌漿法，透水率不超過5Lu，灌漿壓力初步為0.4~1.0MPa（根據(jù)灌漿試驗(yàn)參數(shù)確定）。

（5）因巖石破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，采用自上而下分段的深孔固結(jié)灌漿（孔內(nèi)循環(huán)），灌漿段長度宜采用10m，特殊情況下可適當(dāng)縮減或加長。灌漿段的長度應(yīng)根據(jù)灌區(qū)地質(zhì)體的裂隙發(fā)育程度、破碎情況、滲透性、鉆孔過程中巖性情況等因素綜合確定。地層的透水性和吸漿率愈大，則灌漿段的長度愈短；反之，則可長些。加固預(yù)固結(jié)灌漿孔施工采用配置扶正器及防塌卡裝置的潛孔錘沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法，先導(dǎo)孔及灌漿效果檢查孔采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法。

2.2 調(diào)壓井豎井開挖及支護(hù)

（1）開挖程序：導(dǎo)井開挖（直徑1.2m）→溜碴井開挖（直徑2.5m）→井壁擴(kuò)挖（直徑9.1m）。

（2）導(dǎo)井和溜碴井［3］開挖：采用反井鉆機(jī)自上而下鉆φ216mm的先導(dǎo)孔，然后自下而上鉆φ1200m的小導(dǎo)井，再自下而上人工擴(kuò)挖成φ2500mm的溜碴井。

（3）豎井開挖：在溜碴井開挖完成后，再自上而下，采用“短循環(huán)、快速作業(yè)、強(qiáng)支護(hù)、弱爆破”［4］開挖，調(diào)壓井底部出碴，直至挖到井底。

（4）豎井開挖臨時(shí)支護(hù)：采用常規(guī)噴錨支護(hù)。支護(hù)緊跟開挖工作面，每層開挖完成后，先初噴3~5cm混凝土，再進(jìn)行錨桿施工、掛網(wǎng)，再進(jìn)行二次噴混凝土施工。二次噴混凝土厚度5cm左右。系統(tǒng)錨桿直徑可采用φ25mm，長度為L=4.5m，間排距為3m×3m；長度為L=3.5m，間排距為3m×3m；兩種長度錨桿間隔布置。錨桿外露長度0.5m。在局部斷層破碎帶等地質(zhì)條件較差位置可增加環(huán)向鋼支撐，鋼支撐可采用I18工字鋼。支護(hù)方案可根據(jù)地質(zhì)條件變化進(jìn)行調(diào)整。

2.3 調(diào)壓井施工監(jiān)測(cè)

調(diào)壓井與引水隧洞頂部是立體交叉作業(yè)，雖然不影響引水隧洞施工，但整體巖石較差，開挖單響藥量要控制，尤其快要擴(kuò)挖至調(diào)壓井底部，避免因開挖震動(dòng)造成底部洞室的塌方，因此在開挖過程中現(xiàn)場(chǎng)必須有統(tǒng)一安全值班人員，隨時(shí)巖體施工監(jiān)測(cè)［5］及掉塊，以保證施工人員的安全。

3 結(jié)語

調(diào)壓井通過采用超前預(yù)固結(jié)灌漿結(jié)合永久固結(jié)灌漿方法進(jìn)行加固處理，在開挖過程中，嚴(yán)格按照以上施工程序執(zhí)行施工，未出現(xiàn)調(diào)壓井塌方現(xiàn)象，確保了施工安全；通過灌漿質(zhì)量檢查，可以滿足設(shè)計(jì)對(duì)灌漿的要求。此方法不僅加快不良地質(zhì)段調(diào)壓井開挖進(jìn)度及滿足質(zhì)量要求，又能減少灌漿施工成本。