不良地质条件隧洞施工技术研究

《不良地质条件隧洞施工技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、不良地质条件隧洞施工技术研究1.引言在软弱的岩层中开挖隧洞，一直是地下工程的一个禁区，随着隧洞工程施工技术的发展，经过大量的水工隧洞工程实践，我国已经逐步掌握了处理各种不良地质情况的施工技术，并在施工中积累了丰富的经验。近年来我国陆续建成了一批软岩隧洞，具有代表性的有引黄入晋工程，地质条件多为湿陷性黄土，又具有较大的膨胀性，施工十分困难。又如引额济克工程通过的抗压强度仅有0.1Mpa的半胶结状态的砂岩和泥岩组成的软岩隧洞。这些工程在施工中，经过探索，采用了“短进尺、强支护、勤测量、快衬砌”的施工方法，特别是有些工程

2、，在支护措施上还采用了适应变形的柔性格栅拱架、超前锚杆等新技术。这些施工方法是对软岩隧洞施工禁区的新突破.但即使同为软弱地质，但不同地域的工程地质特征是各不相同的，施工处理的方法和技术侧重点也不同。在水工隧洞施工中，V类围岩自身强度和自稳差异最大，所以，其支护和超前预支护的手段、形式也是最多的。针对某一特定的V类围岩，采用合理的预支护方式和支护时间，与隧洞施工的安全、质量、进度、效益有着密不可分的关系。因此只有针对本工程的地质特征，仔细全面的分析工程具体情况，制定适合本工程的、合理的施工方案，才能确保建设目标的实现

3、。本文结合土卡河水电站导流隧洞的施工情况，对不良地质条件下地下工程的施工情况进行了探讨。2.工程概述云南李仙江土卡河水电站左岸坝肩岩体由页岩组成，岩体强风化，边坡均为反向坡，岩层以35～50°的倾角倾向岸里。左岸坡有F1断层分布，以34°的倾角倾向河床，坝基开挖后，断层面在坡角出露，对边坡稳定影响较大。洞室围岩为IV~V类，稳定性较差，尤以左岸导流洞出口段岩层挤压破碎严重，围岩岩体在地下水作用下呈泥夹碎块石状，围岩稳定条件差，应加强支护。洞身围岩普遍呈现软、弱、散等低强度的特点，围岩自稳能力差，成洞难度大。在400

4、m洞身段中有近230m的围岩为遇水、遇空气易软化坍塌变形的炭质页岩，给洞身的成型和施工安全，以及成型后的洞身稳定造成极大困难。因此从地质条件看两岸导流洞稳定问题是本工程的主要工程地质问题之一。在土卡河导流隧洞建设时期，虽然设计中对不良地质有了一定的认识，但实际施工中显示地质条件更为不利，因此施工中采取了与投标承诺中全断面开挖支护方式完全不同的一次上导洞和二次底板下卧方式。为保证洞身成型稳定和安全，通过设计优化将洞身底板整体抬高2m，修改后的上导洞标准段开挖断面为8.0×6.5m，底板下卧预留1.3m。在最底一层开挖

5、时开挖一段，衬砌（终砌。钢筋砼衬砌）一段。要求开挖超前仅一板砼的量，（钢摸台车6m）即开挖超前尺寸为6m。此为保证成洞安全，防止坍方的一个很重要的举措。同时增加了超前小导管和超前小钢管、锁脚锚杆、锁脚小导管、预应力树脂锚杆等加固方式，其它支护型式维持不变。3.主要施工方法3.1概述根据设计要求及地质条件、工期情况，结合类似工程的施工经验和上场机械设备情况，实际施工中采用了如下方案：表1导流洞开挖施工方法工程部位施工方案施工监测超前支护开挖方法支护进出口段及洞身断层破碎带注浆小导管开挖采用核心爆破周边轮廓采用风镐开挖

6、，开挖进尺为0.8～0.9m。开挖后立即架设格栅钢架、锚杆、挂网喷砼支护埋设锚杆应力计以及收敛观测点，定人、定时观测反馈信息指导施工Ⅳ类围岩注浆小导管拱部台阶超前4米，进尺0.8～1.0m，周边眼间隔装药，周边眼间距0.3m采用ф20小药卷，光面爆破。开挖后立即架设格栅钢架、锚杆、挂网喷砼支护及时埋设收敛观测设施，及时观测反馈信息，正确指导施工。Ⅴ类围岩注浆小导管分台阶法施工，台阶长度5.0m，进尺0.8～0.9m，采用核心爆破，预留周边配合风镐开挖。开挖后立即架设格栅钢架、锚杆、挂网喷砼支护及时埋设收敛观测设施，

7、加强观测和量测，指导施工。3.2开挖方法隧洞开挖施工方法主要由岩体质量、洞室断面的大小等因素决定，不同围岩类别、断面大小的洞室开挖方法不一样。对于围岩较好的小断面洞室，一般采用全断面开挖；对于围岩较差的中小断面的洞室采用短台阶法开挖；围岩较好的大断面洞室采用长台阶、分层分部开挖；围岩较差的大断面洞室采用超前导洞法或者预留核心土法进行开挖施工。已建工程以浅钻孔、多循环、弱爆破、强支护的原则进行开挖。控制台阶深度，调整爆破参数，尽量降低扰动围岩的程度。本工程导流隧洞主要采用短台阶开挖和支护，从底板上3.3m或4.2m为

8、Ⅲ部开挖断面，起拱线下3.3m或4.2m为Ⅱ部开挖断面，拱部为Ⅰ部形成台阶，台阶长度视围岩稳定状况控制在3～5m之间，采用预留周边轮廓爆破，周边轮廓采用风镐开挖。开挖一次进尺按1.5m控制，周边光爆孔间距按30cm控制，采用较为安全可靠的楔形大掏槽、周边光爆方式先行形成上导洞上台阶，下台阶扩挖拉中槽预留马口。底板扩挖及马口采用人工配合风镐,二次衬砌采用开挖一