沙坪水电站引水隧洞开挖施工技术

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1、沙坪水电站引水隧洞开挖施工技术1工程概况沙坪水电诂工程位于四川雅安青衣江一级支流周公河中下游，是周公河梯级开发的第四级电站，工程地处成都市西南侧雅安市雨城区沙坪镇和周河乡境内，距成都市约168km,距下游雅安市23km。沙坪水电站水库正常蓄水位高程为703iii,总库容0.0286亿贰，总装机容量56MW,年发电量为1.6亿kw・h,为三等中型工程。沙坪水电站工程枢纽主要由混凝土挡水坝、右岸引水系统、地面厂房等建筑物组成。右岸引水隧洞全长5.3km,开挖及衬砌均为全圆式断面；隧洞开挖肓径为8.05m〜8.85m,开挖一期支护形式为型钢拱架、挂网及混凝土锚喷联合支护体，洞室永久衬砌为双层钢

2、筋和C20混凝土衬砌。整个引水隧洞施工共布设3个施工支洞，施工支洞为城门洞形，每个施工面开挖控制范围约800m。2地质条件工程区位于川西平原西部边缘山区，地处峨眉山与龙门山接壤地带，区内岩石软硬相间,在风化等地质引力作用下，易形成单而山、条状山脊及陡崖地形。第四系松散堆积物广布于河谷两岸及河床部位，区内出露地层主要为寒武系、奥陶系、二亞系、三叠系、侏罗系、白垩系等地层。引水隧洞基木沿沙坪背斜两侧布置，地面高程EL.750.00〜EL.870.00m,隧洞埋深人于30m,局部最人埋深可达190mo引水隧洞轴线与岩层走向小角度和交，揭露地层为J2S紫红色泥岩夹砂岩，岩体新鲜，围岩类别以IV类

3、为主，所占•比例约为97%,局部

4、韦

5、岩段为III类、V类围岩。周公河流域属于四川盆地亚热带湿润气候区，夏季受孟加拉湾西南季风影响，将人量水汽带入木流域，加上特殊地形影响，极易降眾雨，是全国有名的暴雨区，全年降雨时段达2/3之多。山于洞家围岩软泥岩占多数和层间夹层发育，总体稳定性较差；且大部洞段处于地下水位以下，岩体易风化崩解，遇水易软化围岩稳定性降低。3施工程序3.1施工难点（1）隐蔽性人，未知因素多。本工程丽期地质勘探较为粗略，所捉供指导施工地质详细资料较少，致使地下工程施工带来较大隐蔽性，多数洞段围岩详细情况只有在开挖至附近才能判断确定。（2）圆形断而开挖，施工难度大。由于引水隧洞

6、开挖断而为圆形，开挖施工全断而爆破钻孔及体形控制要求较高。⑶

7、节

8、岩稳定性差，施工循环性强。工程区人部分洞段为IV类和V类围岩为主，加之多数洞段渗水严重，开挖爆破控制稍微不当就会造成超挖，将增加后期衬砌混凝土而造成经济损失，同时对洞室围岩稳定和安全不利；循坏工序多，为达到及时、有效支护，每个循坏屮的各各工序必须连续良好衔接。3.2施工程序根据洞室开挖施工工艺，结合泥岩地质条件，开挖施工每循环主要包括工序有：施工准备、测量放点、围岩类比描述及判断、测量布孔、钻孔、装药爆破、通风排烟、排险安全处理、出渣洁面、掌子面支护处理等，各循环内T序根据围岩类别和特殊地址进行补充，泥岩地质条件洞室开挖施

9、工工序见示意图lo下循环图1泥岩地质条件洞室开挖工序示意图4施工技术控制根据地下工程施工特点，洞室开挖施工重点在于超挖控制和围岩稳定安全；由此，泥岩地质条件下洞室开挖，主导思想围绕泥岩特点展开技术控制。根据沙坪水电站引水隧洞地质条件，主要针对泥岩的破碎、层状及层间咬介力差、遇水易泥岩特点展开施工方案的拟定，施工主要应用“新奥法”思想，采用“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤观察”方法，其中对围岩地质较差洞段采用锚喷、钢筋网、型钢拱架联合系统进行加强支护。4.1地质预报技术矩期超前地质预报的距离为拿子面前方15〜30m,釆用了岩层岩性及层位预测法和条带状地质体影响隧洞长度预测法，同时对部分

10、构造复杂、不良地质多发区的地段进行了超前钻孔探测，包括：钻进速度、孔内情况、涌水量、岩芯描述等，分析、判断不良地质体的位置。其屮简单常用的岩层岩性及层位预测法主要工作方法和步骤如卞。（1）対掌子血已揭露出的岩层进行地质编录（观察岩石的矿物成分及英含量、结构构造特征和特殊标志），给予准确定名，测最岩层产状和厚度。⑵测量该岩层距离已揭露的标志性岩层或界面的距离，并计算其垂直层面的厚度。（3）将岩层与地表实测地层剖面图和地层柱状图相对比，确定其在地表地层（岩层）层序屮的位置和层位。（4）依据实测地层剖面图和地层柱状图的岩层层序，最终推断出掌了面前方一定范围内即将出现的岩层在隧洞中的位置和规模。

11、通过超前地址预报技术的使用，给丿施T建立了指导理论基础，为有效爆破控制及后期支护施工提供了有效的依据。4.2开挖施工技术由于本工程引水隧洞开挖洞形为全圆性，为考虑洞内运输通行，开挖分上、下两层（下层预留，待引水隧洞贯通后处理）进行钻爆开挖，局部用人工或风镐开挖。根据引水隧洞地质条件及岩性、技术规范要求、开挖方法、有关经验公式和以往施工经验，爆破设计按“馬进尺、弱爆破、少扰动、勤观察”的原则进行,，采用导爆管族法联结爆破网络，导火索、