浅谈某水电站泄洪隧洞塌方原因分析及教训

《浅谈某水电站泄洪隧洞塌方原因分析及教训》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、科研与管理水利规划与设计2010年第2期某水电站泄洪隧洞塌方原因分析及教训王正哲赵云(中国水利水电科学研究院北京100048)【摘要】影响围岩稳定性的主要因素有围岩本身的结构特征、顶部块体的自重应力、工程力(爆破震动力、支护力)、地下水作用等。正是这些因素的共同作用造成了某水电站泄洪隧洞进口段较大的塌方事故。区域性大断裂带是工程区不良地质条件的控制性因素；隧洞洞轴线岩体的水文地质和工程地质条件是造成围岩体不稳定并导致此次大塌方事故的内因；人为的未能按照相关技术规范要求进行的爆破活动是导致最终塌方的直接诱

2、因；而施工方支护措施有效性不足使得岩体失去了最后的一道屏障并最终导致塌方。从该事故中取得的教训是：要重视前期选址时地质勘探工作；施工中做好超前预报工作；严格按相关技术规范施工。【关键词】隧洞塌方围岩体稳定性工程力教训【中图分类号】TV698．2【文献标识码】B【文章编号】1672—2469(2010)02—0052—03稳定性的主要因素有围岩本身的结构特征、顶部块1工程及塌方事件概述体的自重应力、工程力(爆破震动力、支护力)、地下水作用等。某水电站是以发电为主的水电水利枢纽工程，(1)结构特征。岩体由于

3、受层面和裂隙等结工程等级为Ⅱ等大(2)型工程。水电站装机容量构面的切割在顶拱形成不稳定结构体。开挖后，顶3×60MW，正常蓄水位以下库容3．0亿m。工程部岩体处于极限平衡状态，在没有采取及时有效地主要建筑物有泄洪(兼导流)洞、心墙堆石坝、支护措施的情况下，一旦改变任何稳定边界条件，溢洪道、引水隧洞、厂区枢纽、开关站等。其中泄譬如受到自然外力和人为扰动，顶部大面积岩体在洪洞洞身段全长700m，断面形状为圆形，内径自重应力的作用下都有塌落的可能。为10．0m。(2)爆破振动力。由于对岩体实施的正常爆在施工过

4、程中，尽管已经进行了锚喷等临时支破，其振动荷载对空间回弹较大，具有一定的弹性护措施，泄洪洞进口段仍然发生了一次较大的塌方效应，在岩体内产生了法向(拉压和切向剪)应事故，塌落最大高度约24m，总塌方量约5000m。力波，具有颤动和振荡特性，叠加振动效应将导致左右。塌方使得整个水电站工程工期滞后了3个多岩体裂隙面剪断贯通，更使得如炭质泥岩等软弱面月，造成了一定的经济损失。、上重要稳定指标黏聚力C值减小，内摩擦角减小。也就是说，由于爆破振动力导致c和咖值的2影响洞室围岩稳定性的一般性因素减小，从而使得本来处于

5、极限平衡状态的围岩洞室围岩的稳定是一个相对概念。它是指在一失稳定的时间内，在一定的地质力和工程力作用下，洞室岩体不产生破坏性的剪切滑动。所以，影响围岩作者简介：王正哲(1977年一)，男，工程师。·52·科研与管理水利规划与设计2010年第2期(3)地下水活动。此外，地下水的渗入也潜不可避免。因此，岩体结构面发育是塌方的最主在的软化和破坏岩体的结构面，进一步使得其抗要内因。黄河小浪底等大型水电工程的施工经验剪强度降低，减小软弱结构面上的C和值。故表明，在这种V类极差围岩地质条件下施工，尽此地下水活动也是

6、造成围岩体不稳定的因素管采取有力措施，导流洞入口处塌方还是发之一。生了。(4)支护力。根据新奥法，如果锚喷等支护(3)地下水情况。隧洞整体处于断层、褶皱不与围岩紧贴在一起，就不能够充分发挥和利用围和层问挤压带比较发育的山体内，地下水较丰岩的“自承”作用，支护对围岩就不起什么作用，富，均为基岩裂隙水，地下水主要来源为大气降抵抗不了围岩的变形，起不到“以柔克刚”的作雨补给。在地下水的浸润作用下，洞顶或洞侧粉用，这样也容易使得围岩失稳而塌方。砂质泥岩、泥质粉砂岩岩块因软化而强度急剧降低，首先往临空面掉落(顶部

7、)或滑落(侧墙)，3本次塌方事故原因分析进而破坏了大的岩体的稳定，而炭质泥岩夹层遇根据此次塌方段所揭露的具体的工程地质条件水软化后，对上部相对较硬的岩体就失去了支和水文地质条件，在塌方前所采取的临时支护措撑，因此丰富地下水的存在也是造成此次大塌方施，以及是否有爆破等人为活动，从区域地质特的内因之一。征、围岩体地质及结构特征、地下水特征等内因方(4)爆破活动。塌方之前，隧洞只剩下最后面及爆破活动和支护措施等外因方面对造成此次塌2m即将贯通。该段围岩体属V类围岩，按照SDJ方事故的原因进行了分析。212—8

8、3《水工建筑物地下开挖工程施工技术规(1)区域构造地质情况分析。在工程区通过范》规定，V类围岩开挖应该按照短进尺、强支一条区域性的大断裂带，走向基本上沿隧洞北东方护、多循环的原则施工，单循环进尺一次不可超向延伸，断裂带内及附近的岩层发生褶皱、断层，过1．5m。因此，对本段开挖应分两个循环进行。致使工程区地质构造复杂，各级结构面均比较发但施工单位为了追求进度，将爆破装药量加大，育，地貌形态多样，岩石软弱破碎。这种地质构造力图一次贯通。可正是这