1、 工程概況

古城水電站地處四川平武縣涪江上游干流。5# 支洞要擔負的主洞區段相對較長，是該水電站工期控制的重中之重。經查證，巖體以灰色狀粉砂質千枚狀為主，夾薄層狀砂巖及結晶生物碎屑灰巖透鏡體，強度較低，片理有所發育，且巖層的實際走向與洞軸線之間的夾角相對較小，結構面的構成不利，圍巖穩定性較低，隧洞地處地下水位線之下，施工中常出現塌方和滲水等問題。鑒于此，對斷層、擠壓破碎帶和不利結構面組合所引發的局部不穩定塊體，要采取臨時支護措施。開挖后千枚巖呈碎石、角礫狀，為顯微鱗片變晶結構，含水量時為鱗片狀，片理發育極為顯著，用手觸摸較為光滑，并存在絲絹光澤，遇水立刻泥化、軟化。掌子面的滲水性能較低，開挖后卻有微量滲漏水、滴狀及面狀浸濕，量較小，拱部會出現掉塊、坍塌現象。

圍巖的穩定性相對較低，均依照 V 類圍巖支護。

2、 施工中暴露的問題及成因

2.1 施工中的問題

千枚巖與板巖的軟硬巖、互層區段相間，較難控制爆破的用藥量，通常會引發軟巖局部超挖、硬巖極少部位欠挖的問題，造成開挖成型較差。因此，會不同程度出現個別部位坍塌或掉塊現象。在千枚巖區段，巖體十分破碎，并呈明顯的片狀、鱗片狀和團塊狀，開挖時很容易鉆進，卻易導致塌孔。千枚巖遇水之后軟化如同彈簧土，泥化呈現淤泥形態。在初期支護后，至今未曾出現圍巖收斂及形變的問題，相對穩定；開挖時地下水缺失，后期的地下水會加大。上述病害均會嚴重降低工程施工的安全質量。

2.2 成因探討

本水電站引水隧洞（5# 支洞）千枚巖Ⅴ類圍巖區的施工較困難，取決于變質巖的固態特征、施工所在地的地質構造、千枚巖的特征及地下水等諸多要素。在隧洞洞身開挖時，個別洞段起先未找到地下水，在短期內便有滴水，以至于出現股水。這是由于位于洞身的千枚巖層上側為板巖層（因受開挖斷面的嚴格限制，開挖時未被明確為板巖層）。大多數洞段因千枚巖已足夠厚，在洞身開挖后未曾找到地下水。塑性區的日益擴大與地下水的發育成熟相互促進和影響，降低了圍巖的穩定性能，使形變現象屢屢出現，誘發涌水、坍塌等多種病害。

3、 古城水電站（5# 支洞）引水隧洞施工的質量控制措施

3.1 一般先沿洞頂設置 Φ25 （Φ28）、L=4.5 或 6.0m 超前錨桿鎖固圍巖外壁，再進行開挖。開挖采用淺眼（1～2m）、密孔、短進尺、多循環的施工方案，輔以導洞領進二次擴挖成型施工，施工中嚴格控制裝藥量，盡量避免擾動周邊圍巖，開挖后采用掛網噴砼支護與鋼拱架結合及時支護周邊圍巖、回填塌落空腔，并設排水孔集中排水。針對地下水發育或涌水的地段，要設置數量不等的深排水孔并及時噴砼封閉巖面，集中引水，必要時可運用速凝砼或化學灌漿，堵引結合，采用掛網噴錨砼支護與鋼拱架結合的方法及時支護并加強周邊圍巖；必要時可采用管棚及超前灌漿等特殊措施進行施工。

3.2 由于引水隧洞洞挖段開挖尺寸較大，且位于地下水位線以下，巖石以灰色粉砂質千枚狀板巖為主，巖石破碎且強度低，故本段引水隧洞均以分層開挖、支護緊隨其后的施工方法。引水隧洞開挖總體分為上、下兩層進行,采用全斷面開挖上層并及時對頂拱進行錨噴支護；下層在上層開挖完成后進行開挖支護及混凝土澆筑施工。若地質情況不理想，Ⅴ類圍巖洞挖施工采用導洞領進 1～2 茬炮，與上層擴挖施工同時進行。下層保護層開挖在混凝土澆筑前采用液壓錘配合鉆爆的方式進行。開挖至結構面后及時對巖面進行錨桿及噴射砼施工，封閉圍巖使其形成整體。

3.3 開挖時要預防個別方位的坍塌，著力改善洞挖成形質量。開挖采用微震光面爆破的辦法，輔以人工風鎬的方法開挖。在開挖線上可預留消能減震孔，孔間隔長度為 30cm，與周邊眼的深度一致。

周邊眼在距離消能減震孔 20～30cm 處設孔，密切結合圍巖的地質狀況準備一卷或半卷炸藥。同斷面圍巖比較差的位置周邊孔的間隔長度也較小，裝藥量少。爆破后個別部位沒能沿著減震孔所掉落的位置，可用人工風鎬撬挖。

3.4 扒碴和裝碴運輸。裝碴借助 ZL50C 型號的裝載設備，自卸汽車運輸。

3.5 初期支護。初期支護選用鋼拱架+超前注漿小型導管\\(也可用超前錨桿\\)聯合支護：（1）立拱掛網。拱架錨桿選擇 準28mm 螺紋鋼，L=6m，排距 1.0m，矩形布置，錨桿外露部分端部做成彎鉤狀，與工字鋼焊成整體。鋼支撐采用 I18 型鋼，鋼拱架間距 0.5m，兩榀鋼支撐之間用 準25mm 螺紋鋼筋，并與拱架牢固連接，連接筋長度大于拱架間距 0.2 米，頂拱 120°的范圍內間距為 0.5m，120°范圍以外的兩側間距為 0.6m~0.7m，依照實際狀況對局部圍巖破碎段加密。準28 鎖腳錨桿，鎖腳錨桿采用 d42mm 管式注漿管,L=6m，每榀 6 根。18# 鋼支撐與巖壁空腔較大地段，采用徑向短工字鋼形成拱上拱，同拱架焊接為一個整體；鋼筋網設置一層，選擇 準8.0mm 的圓鋼焊制，網片網格之間的距離為 15cm×15cm。（2）噴射混凝土。噴射混凝土的標號為 C20。在短暫支護噴射混凝土中可適當地摻入微纖維，以將毛洞壁封閉，切實提高抗滲性，改善作業條件，縮短工期。噴射混凝土的厚度是 20cm，超挖處用噴射混凝土填充壓實，以全面提高初期支護強度。

4、 結束語

千枚巖的地質條件相對困難，短臺階、弱爆破、強支護、速排水、早封閉是隧洞安全開挖施工的重要原則，積極給予強大的支護，依靠所探測的關鍵信息積極穩妥地搞好各項施工任務，方能做到科學施工。

參考文獻：
[1]李銘.緬甸巴魯昌 3 號電站引水隧洞千枚巖地段施工技術[J].廣東水利水電，2010（10）.
[2]張景岳，霍吉才.水電站引水隧洞襯砌施工質量控制[J].水力發電，2009（3）.