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1、深埋引水隧洞工程软岩力学特性研究1,2李烁(1.四川绵九高速公路有限责任公司,四川成都610041;2.四川高速公路建设开发总公司,四川成都610041)摘要:依托某深埋软岩引水隧洞,对深埋引水隧洞施工中侧宽而西侧窄;山麓和冲沟内多见崩坍堆积物及倒石堆,在存在的问题进行了分析,并采用扫描电镜、能谱分析实验、三沟口形成冲积锥。山高、谷深、坡陡,是工程区地形地貌的基轴压缩实验等先进实验方法探讨了千枚软岩的物理化学特本特点。点,通过三轴压缩实验获得了深埋软弱岩体的力学特性,为隧洞沿线上覆岩体一般埋深1500~2000m,最大埋深后面隧洞开挖及支护措施的优化研究提供了极其重要的参约为2
2、525m,其中埋深大于1500m的洞段长度占全洞长的考数据。试验研究结果一方面在力学试验中得到印证,另一75.2%~76.4%,钻爆法施工的洞段开挖直径13~14.6m,方面说明了采用扫描电镜-能谱分析实验等手段对工程软具有埋深大、洞线长、洞径大的特点,为超深埋特长大断面隧岩的研究是可行的。洞工程。采用钻爆法开挖,四心圆马蹄形断面(见图1),隧关键词:引水隧洞;软岩;扫描电镜;能谱分析;三轴压缩实验洞开挖直径13.0~14.6m。掌子面分上下两层开挖,上层先中图分类号:TV554文献标志码:A开挖8.5~9.3m,然后完成下层4.5~5.3m开挖。隧洞采文章编号:1672-40
3、11(2017)02-0096-03用全断面钢筋混凝土衬砌结构,混凝土衬砌后洞径11.8m,DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2017.02.043衬砌最小厚度50cm。衬砌施工为先底拱,后边顶拱浇筑,纵0前言向水平施工缝设置于底拱起拱线以上30cm处。以千枚岩、泥岩和板岩为代表的岩体是一种典型的工程软岩,其岩质软弱,可直接用手掰断,完整性极差,遇水后呈泥状。在软岩地段进行隧洞开挖极易发生软岩大变形,并引发生拱架扭曲、喷混凝土开裂、围岩收敛不稳定等严重的工程现象,严重情况下甚至发生塌方事故,给隧洞施工带来了很大困难。根据国内外工程调研与查新,尚未有埋深大
4、于1500m(a)喷锚支护断面遇到软岩隧道工程案例。根据新奥法理念施工,如不及时处理大变形的问题,将大大增加隧洞建设成本,严重影响施工安全及工期。本专题采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、膨胀性实验、三轴压缩等先进实验方法探讨了软岩的物理化学特点,并通过三轴压缩实验获得了软岩的力学特性,最后归纳统计了深埋软岩洞段围岩的工程现象,为后面隧洞开挖及支护措施的优化研究提供了极其重要的参考数据。实践证明,基于(b)混凝土衬砌断面该研究成果的开挖和支护措施优化是合理的,并能为今后类图1隧洞典型断面图(钻爆法开挖)似工程提供借鉴。该隧洞绿泥石片岩出露洞段的地层主要为三迭系下统1工程概况(T
5、1,以绿砂岩、绿泥石片岩等为主,夹杂大理岩)、三迭系中统杂谷脑组(Tz,以大理岩为主,夹杂绿砂岩、砂板岩等),各2研究依托某水电站深埋引水隧洞施工,该隧洞位于四川地层岩性具体出露情况如下。省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界处的雅砻江干1．1三迭系下统(T)1流锦屏大河湾上,该河谷呈典型的“V”形断面,两岸山坡陡该地层由绿砂岩、绿泥石片岩、绿砂岩与灰白色或浅肉峭。除东、西雅砻江两岸及局部沟谷外,整个隧洞沿线地形红色大理岩组成,呈互层状。单层厚度在20~60cm,其中绿起伏,高程均在3000m以上,最高山峰达4125m,由白山组泥石片岩的各向异性明显。产状变化较大,以SN~N
6、20°大理岩组成地形主分水岭。该主分水岭两侧地形不对称,东EW/NW∠75°~85°为主,该地层构成落水洞背斜的核部。收稿日期:2016-12-16该套地层岩性复杂,岩相变化较大,根据其岩性变化特征,大作者简介:李烁(1984-),男,四川成都人,工程师,研究生,研究方1234向:道路与桥梁,项目管理。致可分为四个亚层(T1、T1、T1、T1)。·96·1．2三迭系中统杂谷脑组(T)大理岩根据工程实际需要和现场施工现状,绿泥质地层洞段隧2Z该组岩性复杂,岩相变化较大,主要为一套碳酸盐岩地洞施工存在如下工程问题。层,分布在引水隧洞上游,与下伏地层呈整合接触关系。其1)由于极高地应
7、力的影响和绿泥石片岩低强度的特性,下部为白~浅肉红色巨厚层状白云质大理岩,间夹有较多灰加上设计预留变形量不够、支护措施不足及支护不及时,导绿色绿泥石、绢云母片岩条带或透镜体;上部为灰白色~深致了揭露T1地层的大部分洞段围岩产生持续变形,出现了灰色中细晶大理岩,中厚层状,少量薄层状,夹少量绿砂岩透“缩径”并侵占衬砌净空的情况。镜体或灰黑色砂板岩团块。岩层产状一般为N40°~70°2)为了确保洞室安全,防止“缩径”的发生,需采用合理ENW∠60°~80°,至洞桩号1200~1700m段受褶皱影响
