小浪底引黄工程引水干线隧洞塌方处理方案

６　山西水利科技　２０１７年１１月　文章编号：１００６—８１３９（２０１７）０４—００６—０４　

小浪底引黄工程引水干线隧洞塌方处理方案　赵文静　（山西省小浪底引黄工程建设管理局山西太原０３０００２）　

摘　要：小浪底引黄工程２＃隧洞从桩号３４＋１６３．５到桩号３４＋１８１．５发生塌方，文中阐述了处理塌　方的设计思路。由于超前导管及简单的注浆不能起到有效的超前锚固作用，造成已打设的超前注浆管　部分出现变形，不能满足施工要求。经专家讨论决定采用Ｎ５１迈式锚杆注浆施工方案。施工应用表明，　处置方案非常成功。　关键词：塌方；超前导管；Ｎ５１迈式锚杆　中图分类号：Ｕ４５７　文献标识码：Ｂ　

Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　Ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　ａ　Ｒｏｏｆ－ｆａｌｌ　Ａｃｃｉｄｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｍａｉｎ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｔｕｎｎｅｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｘｉａｏｌａｎｇｄｉ　Ｙｅｌｌｏｗ　Ｒｉｖｅｒ　Ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　ＺＨＡ０　Ｗｅｎ－ｊｉｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｒｏｏｆ－ｆａｌｌ　ａｃｃｉｄｅｎｔ　ｈａｄ　ｏｃｃｕｒｅｄ　ｏｎｃｅ　ｉｎ　ａ　ｔｕｎｎｅｌ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｌｏｃａｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｃｈａｉｎａｇｅ　３４＋１６３．５　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｈａｉｎａｇｅ　３４＋１８１．５　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｇｅｎｅｒａｌ　Ｎｏ．２　ｔｕｎｎｅｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｘｉａｏｌａｎｇｄｉ　Ｙｅｌｌｏｗ　Ｒｉｖｅｒ　Ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ　Ｐｒｏｊｅｃｔ．Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｅｘｐｏｕｎｄｓ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｔｈｉｎｋｉｎｇ　ｔｏ　ｔｒｅａｔ　ｔｈｉｓ　ｒｏｏｆ－ｆａｌｌ　ａｃｃｉｄｅｎｔ．Ｂｅｃａｕｓｅ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｃｅ　ｐｉｐｅｓ　ａｎｄ　ｓｉｍｐｌｅ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｃｏｕｌｄｎ’ｔ　ｐｌａｙ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ａｎｃｈｏｒａｇｅ　ｅｆｆｅｃｔ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｈｅｎｏｍｅｎａ　ｏｃｃｕｒｅｄ　ｉｎ　ｓｏｍｅ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｐｉｐｅｓ　ｔｈａｔ　ｗｅｒｅ　ｓｅｔ　ｕｐ　ｂｅｆｏｒｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｕｌｄｎ’ｔ　ｂｅ　ｍｅｔ，ＳＯ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｄｉｓｕｃｕｓｓｉｎｇ　ｏｆ　ｅｘｐｅｒｔｓ，ａ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ　ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　ａｄｏｐｐｉｎｇ　Ｎ５　１　ｔｙｐｅ　ａｎｃｈｏｒｓ　ｗａｓ　ｄｅｃｉｄｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｕｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｄｉｓｐｏｓａｌ　ｓｃｈｅｍｅ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｓｕｅｅｅｓｓｆｎ１．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｏｏｆ－ｆａｌｌ；ａｄｖａｎｃｅｄ　ｐｉｐｅ；Ｎ５　１　ｔｙｐｅ　ａｎｃｈｏｒ　

１　工程概况　山西省小浪底引黄工程位于运城市境内，工程自　黄河干流上的小浪底水库向涑水河流域调水。１二程建　设的任务是为运城市的垣曲、闻喜、绛县、夏县、盐湖　等五县（区）提供农业灌溉、城镇生活和工业用水及生　态用水。工程的建设对缓解供水区地下水超采现状、　保障水资源可持续开发利用、促进运城市的经济社会　和生态建设起着举足轻重的作用。　工程由引水干线、灌区工程、城镇和工业供水工　程三部分组成。工程设计引水流量２０　ｍ３／ｓ，其中，引水　干线取水口位于垣曲县境内小浪底水库库区内板涧　河入黄口上游的黄河左岸处，末端位于闻喜县境内的　吕庄水库，线路总长５９．６　ｋｍ。　２塌方基本情况　２０１６年４月９日６：５０时，小浪底引黄工程２＃隧　洞在施工过程中，从桩号３４＋１６３．５到桩号３４＋１８１．５　发生塌方，此段围岩较破碎，稳定性较差，为片麻岩，　拱部有滴状渗水，属于Ｖ类围岩，掌子面、拱肩部位及　底部情况见图ｌ和图２。　４月９　Ｅｔ　１２：５０洞内进行出渣排险作业，拱顶左　侧围岩较为松散，挖掘机斗齿轻触围岩则有松散岩石　掉落，掉落岩石为泥状体，有一定的黏性，现场技术人　

收稿日期：２０１７—０８—２８　修回日期：２０１７—０８—２９　作者简介：赵文静（１９８５一），女，２０１３年硕士研究生毕业于太原理工大学水利工程专业，工程师。　第４期（总第２０６期）　赵文静：小浪底引黄工程引水干线隧洞塌方处理方案　图ｌ　桩号３４＋１６３．５—３４＋ｌ　８ｌ　５段Ｖ类围岩掌子面、拱肩部位　

图！桩号３４＋】６３　５－３４＋ｌ　８１．５一段Ｖ类围岩底部情况　求停止排险ｒ作，拱部　仍继续掉落，『Ｉ掉落　现象持续ＪＪｌＪ人，导敛　场小能进ｆ　施Ｉ　作业，随【！ＩＪ　ｌｆＪ【运队埘掌子　进ｆ　堆淤Ｊ寸　刮】６：３０时堆　３　４－ｉｉ、ｆ＇掉落的洒石　到达刘牛　ｒ　ｉｆｉ　拱线化　，拱邴掉落治　】　象仍在持续，　Ｉ冬Ｉ　３，最　一次采Ｊｔｉ激）匕洲　仪州‘拱邢　腔　ｉＪ－ｆ　１０　

，。　已　延ｆＩＩｌ　１５　Ｉ１１．形成宽４．９　ｎｌ，长５．０　ＩＩＩ较　人伞　，　４　Ｊ　ｊ洲　『ｌ线火　约２０。，卜ｊ水、卜力‘　ｌｌｌＪ火『『Ｊ约３５。　

图３拱部掉落下松散泥状岩石　图４塌落后形成的空腔　４　Ｊ１　ｌ０　ｔ　８：３０，拱　Ｉ。＇－…Ｄ，ｔ；Ｊ，Ｈ．塌，导敛　个拱酃　个＝做松敞体封堵　力　：子　侧边端有多处　滴状渗水，随　水　逐渐增人肜成股状ｆ¨水，水　Ｉ　１　１，＇１０　ｌ０　ＩＩ１７ｈ　５　

７　图５坍塌后掌子面情况　３塌　‘原因分析　小浪底引　】　ｆＩ　２＃隧　１从　号３４＋ｌ　６３．５　ｌＪ　Ｉ－　３４＋ｌ８１．５，该段』ｔｓ　以”庥　为卞，发ｆ，Ｉ￣ＪＴ］　嫂　：，　

怵　十断Ｊ　做　刊　向造成　：ｆ　拱　稳定　

较筹，线路　‘侧坍　Ｊ　成　５．０　１１１，宽４．５　Ｉｉ＇１的。　，埘　塌岩ｆ　形』戊６２　ＩＩＩ　忪ｆ汝　塌　‘Ｊ　学：子【ｎ　边Ｊ尚ｆｊ‘多处　，／．ｔｆｉ￣渗水，随后烁，　逐渐增火Ｊ　成收状　水．水　约　ｌ０　Ｉ１１　／ｈ　

４塌方处理　期方案　４　Ｊ　Ｊ　ｌ０　ｌ１　１５：５８．　‘划ｊ＿ｊｊ力‘脱场察助，ｆｆ丌Ｊ定采取　『』ｌ】下紧急处　措施：　１）运输　ｆｉｔ｝－￣－ｆｉ、　松敞体至起拱线“瞍，防　ｌｌ：忪散体滑动一　２）ｃ２０喷濉凝Ｉ　埘　掌ｆ　，厚度１０　ｔ・ＩＩＩ忪敞ｆ小　没（Ｄ４２　浆　：．Ｋ　３．０　Ｉｌｌ，问排　均为１．０　ＩＩＩ，竹　施作　浆孔，问　３０　ｔ・Ｉｌｌ，协化７　，通过　浆　僻　埘：拳子　松散休进ｆ　ｆｌ，￣，１７　浆浆液采用ｌ：Ｉ水泥浆　３）开挖　按　Ｉ　下　阶法进行施１　，　进　Ｊ　／ｆ　趟过０．８　Ｍ　４）－ｌ＇Ｊｔ部范…Ｉ』、ｊ进ｉ　ｌｍ导管支护，翅丽　毹：　浆　ｌ：ｌ水泥水玻璃议液浆．导僻采用５．０　ｎｌ　ｋ（１）４２热　轧九缝钢管，环…１１ＪｊＩ！　２（）ｔ・１１１，－ｔ－Ｉｆ＠＿２．５ｈｉ　５）扦挖后架、　Ｉ１　８例拱　，问距８０¨　个＝断ｌｌ＇ｉｆｌｏｌｌｉ　ｑ）８钢筋网片；ｑ）２０联系筋耶…问距ｌ　Ｉ］ｌｌ；拱　…腿　部　顺邡每处　设ｑ）２５锁脚锚杆４根，　Ｋ　３一Ｉ１　个＝ｌ￣Ｊ７Ｉｆｌ　设（１）２５系统铺”，ｆｕｌｉ￣ｔ　１．０　ｌＩ１＿何　Ｋ　３．０　Ｉｌｌ　唢射（　２０混凝Ｉ　度ｌ８　ｌｌ’为保址．－衬厚　，川：挖轮　２．４８　Ｉｌｌ　６）　段支扣、　成　，塌力‘　及空　ｉ］ｉｉＩ：ｉ　５　Ｉ１１　池…ｌＪ、ｊ，采用拱部㈨　濉浆．【１Ｉ　占灌浆管　孔深　４．０　１１１，环向问　ｌ　Ｉｌｌ，纵　Ｉｉｑ　Ｊ￣；Ｉ　０．５　１１１，梅化　，录　８　赵文静：小浪底引黄工程引水干线隧洞塌方处理方案　用１：１水泥水玻璃双液浆进行注浆形成壳体．．　沣浆完成后准备对掌子而进行开挖，开挖后拱部　仍有掉渣现象，目一已打设的趟前注浆管部分　现变　形，见【斟６，不能满足施Ｔ要求。　图６注浆后开挖掌子面拱部情况　５塌方处治方案　ｒｆ１　ｒ塌力　后松散体到掌子　岩距离超过超前　导管【　发．杉虑到超前小导管及简　的汴浆不能起到　有效的魈Ｊ】ｉ』锵　作用，同时松散体『大ｊ大　块较多影响　趟１１ｉ『导　安装，预注浆支护未起刮彳丁效　塌方的作　川，　现场塌方实际情况／爻边　锚朴！　】‘刚度大，　施ｌ　逑瞍快．操作方便，支护质量发伞【１ｒ锘　优点，经　々家时沦决定采用Ｎ５１迈式铺杆渖浆施ｌ　，Ｊ‘案一　塌　‘处　遵循“短进尺、　爆破、　ｌ１．支护、快封闭、　勤ｊｕＩＪｌ　恂施Ｉ　原则　力‘案如下：　５．１超前Ｎ５　ｌ迈式锚杆　１）拱邸¨设Ｎ５１边式锚杆，锚杆　５１　１１１１１Ｉ。长　度９　ｎｌ，　ｎ１Ｊ距２０　ｃｎ１，施１　６　Ｉｌｌ后根　…岩情况确　定　一环巡　支护参数～打没范　：起拱线以上拱部　范　２）　』　锚杆打设完成后，进行　－Ｉ＝℃铺卡１：沣浆，浆　液为１：１水泥水玻璃双液浆，水泥浆水肤Ｉ．匕１　１　５．２开挖方法　浆　成并达到一定强度后，进行歼挖作、ｌ　施　Ｉ　，』卜挖采』¨　下台阶上俞阶弧形导坑　核心土法　进ｉ　Ｉ　台阶施　Ｉ　，待上台阶渡过塌力－ｆ小段Ｉ荨进行下　台阶施Ｉ＿ｌ　台阶开挖施　时果　人ｌ　风镐进行开　挖．饵次　挖循环进尺０．５　ｎｌ　５３初期支护　歼挖』　●　１２０钢拱架，问距５０¨Ｉ１；个断而铺挂　０８　筋　片；０２０联系筋环向问距１　ｍ；拱架直腿底　部及顶邴他处各市设０２５锁脚锚杆４根，每根长３　ｍ。　伞断Ｉｎ　设ｃｂ２５系统锚杆，问距１．０　１１１，饵　长３．０　ｉｎ　喷射（：２０混凝上厚度２０（＇１１１，为保证ｌ＿－衬　，开挖轮　廓半径２＿５０　１１１　钢拱架支＝护底部７Ｊ【】设Ｉ１６水平底梁，底梁间采用　Ｃ２０喷射混凝土填平，厚度２０　ｕｎｌ，开挖底扳高程降低　２０　０１１１　下　阶施工完成后，ｌ１６水平底　及口寸跟进　３４＋１８１．５～＋１６３．５已完成支护段补做ｌｌ６水　底梁　５．４空腔处理　腔段支护完成后，塌万　腔及伞腔　后各５　１１１　范　内，采用拱部固结灌浆，　结灌浆僻姆根孔深　４．０　１１１，环向问距ｌ　纵向间距０．５　１１１，协化，　布置．　结灌浆浆采ｊ｛ｊ　１：１水泥水玻璃双液浆进行　浆加吲，　水泥浆水厥比ｌ：１。　５．５监控量测　ｊＪＩＩ强　糟量测工作，对量测数据磷火进仃　总．　并及时卜报现场负责人Ｌｊ技术负责人。　埘仞支断而进行变形观测，包括洲１人】观察、拱顶　沉降、刷边收敛　埘　绛完成初期支护的地段的涧内观察每犬至　少进　一次，卞要观察喷射混凝上、　卡ｒｆＩ１钢架的ｒ　作状态　拱顾沉降、周边收敛必洲项¨Ｊ　没　同一断　

，埘已外挖段拱架每榀　设托个测点．ｊｉ　埘开始　拱架位　大　程方向２０　１１１１１１类　段按照每３Ⅲ　

一个断　进ｉ　佰置，每个断而五个测点，洲点　布设位　置　７｛！Ｊ！ｌｊ点　设图　观洲频率见丧　；ｉ　０频率（按　位移速度）”丧