一、概述
右岸引水隧洞鉆爆開(kāi)挖至(引0+142m~引0+144m)時(shí),打穿了位于右岸F2斷層處的天然洞穴。經(jīng)儀器實(shí)測(cè),天然洞穴底寬6m~15m(洞穴由外至里逐漸束窄),頂寬8m~8.5m,洞高25m~30m,其中底板高程EL1715~EL1717m,頂面高程EL1741.5~EL1745m.洞穴可見(jiàn)深度約為55m以上。引水隧洞與洞穴左岸側(cè)洞壁交接處樁號(hào)為引0+143.6m,該處引水隧洞底板高程為EL1740.7m,天然洞穴頂部高程約1741.5 m,所以在天然洞穴頂部還存在2m~2.2m的欠挖。
二、處理原則:
天然洞穴阻斷引水隧洞,迫使該作業(yè)面停止。設(shè)計(jì)提出永久方案為修筑跨硐混凝土渡槽。但在實(shí)施過(guò)程中必須形成跨洞穴的施工用棧橋,除滿足引水隧洞作業(yè)面的施工交通需求外,棧橋還作為渡槽混凝土的施工平臺(tái)使用。由于至天然洞穴無(wú)任何施工道路可供通行,要具備施工條件,則必須先形成可供人行轉(zhuǎn)運(yùn)材料、設(shè)備 的施工交通。以此為基礎(chǔ),逐步進(jìn)行施工。
三、施工交通:
右岸空壓機(jī)站位置修筑一個(gè)供施工人員通行的人行便道,除滿足人工運(yùn)輸部分材料、設(shè)備和臨時(shí)輸電線架設(shè)之外,也可以滿足馬匹駝運(yùn)水泥、砂石等材料的通行。人行便道長(zhǎng)度約250m,道寬1.5m。
四、硐頂欠挖和支護(hù)處理:
由于引水隧洞在天然洞穴段存在2m~2.2m的欠挖,引水隧洞軸線跨天然洞穴長(zhǎng)度8.0m~8.5m,在引水隧洞右岸側(cè)用手風(fēng)鉆鉆8m深的爆破孔(由下至上依次起爆,周邊孔采用光面爆破方式爆破)一次將該段欠挖處理完成,并使光爆面平整,盡量減少頂部危石。為便于右岸側(cè)引水硐掛口進(jìn)硐施工,欠挖處理時(shí)鉆孔方向略為擴(kuò)散(喇叭狀,最大擴(kuò)散范圍為1m,有一定超挖),使得在右岸側(cè)引水硐形成較寬的硐臉可進(jìn)行鎖口錨桿作業(yè)。
待棧橋形成后,再對(duì)該欠挖段洞頂面進(jìn)行錨噴支護(hù)(掛φ6.5@200×200mm鋼筋網(wǎng),布置Φ22m L=3m 間排距2m的錨桿和噴12cm厚C20砼),以保證安全。
五、洞穴右岸側(cè)掛口進(jìn)硐施工
形成交通道路和處理欠挖后,將鋼管架、扣件、竹跳板、鋼筋、手風(fēng)鉆等設(shè)備及材料運(yùn)至洞穴內(nèi),在洞穴靠右岸側(cè)搭設(shè)雙排鋼管腳手架至引水隧洞掛口處,形成掛口施工作業(yè)平臺(tái)。隨即開(kāi)始掛口首輪炮的施工。首輪炮掛口進(jìn)硐在硐臉?lè)秶贾脙膳沛i口錨桿(Φ22m,L=3m,錨固2.85m,間距0.4m)進(jìn)行鎖定,首輪炮進(jìn)尺2m。
搭設(shè)腳手架平臺(tái)后,在巖壁上打設(shè)砂漿錨桿(φ25mm,L=1m,錨固0.6m),以此布置一個(gè)簡(jiǎn)易人行爬梯(φ25mm,鋼筋彎成“U“字形,與短錨桿焊接形成爬梯)。在完成首輪炮的鉆孔和裝藥后,拆除該腳手架平臺(tái),再進(jìn)行爆破。硐挖的出碴采用人工出渣,人員的通行及設(shè)備的運(yùn)輸通過(guò)該人行爬梯完成。
六、前30m的硐挖施工
為保證棧橋的架設(shè)(即爆破不影響其結(jié)構(gòu)),引水隧洞跨洞穴右岸側(cè)應(yīng)保證進(jìn)尺達(dá)到30m以上,該30m的石方硐挖采用人工配合膠輪車(chē)出碴,碴料暫時(shí)只能直接卸至下方天然洞穴內(nèi)。使用5T手動(dòng)葫蘆起吊施工設(shè)備及材料。考慮引水洞棄碴傾倒于洞穴內(nèi),因此在棧橋右側(cè)段引水洞5m范圍擴(kuò)挖2.5m,形成一個(gè)臨時(shí)回車(chē)道,便于小型出碴車(chē)回轉(zhuǎn)調(diào)頭進(jìn)行卸碴。
七、棧橋的施工
擬定棧橋長(zhǎng)度12m,棧橋跨度8.5m(左岸側(cè)支座段長(zhǎng)2.5m,右岸側(cè)支座段長(zhǎng)1m), 橋?qū)?.5m,其中承重部分橋?qū)?.5m,兩側(cè)各保留立?臻g0.5m(可根據(jù)施工要求適當(dāng)加寬)。棧橋?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu),橋前期作為引水洞洞挖施工交通,后期則作為混凝土渡槽澆筑過(guò)程中的施工平臺(tái)使用。棧橋設(shè)計(jì)承載能力80噸。經(jīng)計(jì)算,主梁主要采用6根I36c工字鋼,主梁間距0.5m。主梁間使用I20a工字鋼做為次梁整體連接,次梁間距0.5m。棧橋兩側(cè)支座范圍內(nèi)引水隧洞硐體擴(kuò)挖0.742m,其中底板開(kāi)挖一個(gè)2.836×2.55(或1.05)×0.742m的基礎(chǔ)用于放置棧橋主梁,基礎(chǔ)內(nèi)為每個(gè)橫梁布置10根(Φ22m,L=1.5m,錨固1m)錨桿進(jìn)行固定。
放置主梁前先澆筑15cm厚C20支座鋼筋混凝土,支座混凝土采用二級(jí)配,布單層鋼筋φ12mm@200網(wǎng)格。每根主梁下方墊一塊2cm厚橡膠板。
為進(jìn)一步保證棧橋穩(wěn)定,擬定在每根主梁兩側(cè)各布置1根斜向支撐,斜撐采用I20a工字鋼制作,右岸側(cè)斜撐跨度1.5m,左岸側(cè)斜撐跨度1m(左岸坡面為倒坡)。斜撐上部直接與棧橋主梁焊接連接,底部用M20砂漿錨桿進(jìn)行固定(每個(gè)斜撐采用4根錨桿固定Φ22m,L=1.5錨固1m)。同時(shí),在引水隧洞兩側(cè)硐頂布置6根吊拉錨桿(Φ22m,L=3m,錨固2.85m),吊拉φ20mm鋼絲繩于棧橋中部(棧橋主梁上焊接吊耳,鋼絲繩栓繩卡連接)。
由于棧橋橫縱梁間間隙較大,因此在棧橋鋼結(jié)構(gòu)表面鋪設(shè)一層網(wǎng)格30cm間距的Φ12mm鋼筋網(wǎng),然后再在其上鋪設(shè)一層5cm厚的木方形成路面。棧橋兩側(cè)用φ50mm鋼管架作1.3m高簡(jiǎn)易安全護(hù)欄(具體參見(jiàn)附圖)。
棧橋的施工宜在晴天進(jìn)行,避免洞穴內(nèi)大量出水易造成安全事故。施工時(shí)首先利用已經(jīng)在硐兩側(cè)已搭設(shè)的雙排腳手架,采用組合架管搭設(shè)人行通道。腳手架頂面布置竹跳板形成簡(jiǎn)易施工操作平臺(tái),在洞頂兩側(cè)利用錨桿安裝兩個(gè)5t手動(dòng)葫蘆將工字鋼單根依次吊裝就位,并馬上進(jìn)行利用錨桿進(jìn)行固定。主梁就位后再進(jìn)行主梁間此梁的焊接施工。
單根主梁長(zhǎng)度12m,主梁在吊裝前應(yīng)在引水洞內(nèi)焊接完成,且相鄰主梁焊縫必須錯(cuò)開(kāi)2m以上,焊縫必須飽滿,且必須在工字鋼上下側(cè)加連接板。
由于該天然洞穴為出水洞穴,為保證鋼管腳手架安全穩(wěn)定,腳架不靠底部承重。擬定在巖壁打設(shè)短錨桿(Φ22m,L=1m,外露0.3m )用于固定腳手架。
八、引水洞的出碴
引水洞(引0+171.6~引0+360)硐挖通過(guò)小型農(nóng)用車(chē)裝碴開(kāi)行至洞出口,人工裝運(yùn)碴料至0.5m3料斗內(nèi)通過(guò)壩后門(mén)機(jī)吊料斗將出碴料吊至壩下游公路,通過(guò)挖掘機(jī)挖裝15t自卸車(chē)至棄碴場(chǎng)卸碴?珥锨30m硐(引0+171.6~引0+141.6)挖采用人工配合膠輪車(chē)出碴,在棧橋形成之前只能傾倒在天然洞穴內(nèi)。待棧橋形成之后利用5噸小型卷?yè)P(yáng)機(jī)將該部分碴料從天然洞穴底板吊至引水洞內(nèi)再轉(zhuǎn)運(yùn)至洞出口同樣利用纜索吊出。