白鹤滩右岸特大断面导流洞顶拱层快速安全开挖支护技术

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1、白鹤滩右岸特大断面导流洞顶拱层快速安全开挖支护技术　　摘要：本文笔者阐述了白鹤滩水电站工程概况，介绍了工程开挖施工方法，以及岩爆预测及防治措施。关键词：白鹤滩水电站；开挖施工；岩爆预测；防治措施Abstract:inthispaper,theauthorexpoundsthecraneprojectsummaryofletanhydropowerstation,engineeringexcavationconstructionmethodsareintroduced,andtherockburstpredictionandc

2、ontrolmeasures.Keywords:cranebeachhydropowerstation;Theexcavationconstruction;Rockburstprediction;Preventionandcontrolmeasures中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)1、工程概况7白鹤滩水电站工程施工导流采用全年挡水围堰、隧洞导流的方式，共布置5条导流隧洞，其中左岸布置3条，从左至右依次编号为1#、2#、3#，右岸布置2条，编号4#、5#。右岸导流洞平面上呈双弯、平行

3、布置，轴线间距60m(右岸上游洞段间距75m)，其中4#、5#导流隧洞下游段与引水发电系统的4#、3#尾水隧洞相结合。4#导流隧洞进口高程585.00m，出口高程574.00m，洞长1650.87m，纵坡0.903%，隧洞下游351.88m洞段与右岸4#尾水隧洞结合布置，与尾水结合洞段纵坡为平坡。5#导流隧洞进口高程605.00m，出口高程574.00m，洞长1945.63m，纵坡2.192%，隧洞下游439.66m洞段与右岸3#尾水隧洞结合布置，与尾水结合洞段纵坡为平坡。2、开挖施工方法右岸导流洞共布置3条施工支洞，每条施

4、工支洞分出上、下岔洞分别进入两条导流洞的上层和下层。上层采用自制移动平台车配气腿钻钻孔，并配合人工装药，钻孔孔径φ42，孔深1.5～4.0m，Ⅱ、Ⅲ1类围岩周边光爆孔间距55cm，Ⅲ2、Ⅳ类围岩周边光爆孔间距45cm。炸药为乳化炸药，掏槽孔和辅助孔孔内药卷直径φ32，偶合装药，周边光爆孔炸药直径φ25，不偶合间隔装药。起爆采用非电毫秒雷管导爆管，光爆孔采用导爆索引爆。渣料采用3m3侧卸装载机装20t自卸汽车出渣。为保证中层预裂钻孔施工，上层扩挖时，需对边墙进行技术超挖，超挖尺寸15cm。3、岩爆预测及防治措施74#、5#导流

5、洞前段（桩号分别大致0+200m、0+312m以前）轴线方向为N52.7°E，与最大主应力方向夹角32.7～77.7°，可能产生轻微岩爆及片帮，对隧洞围岩稳定性不利；中段（桩号分别大致在0+200～1+221m、0+312～1+413m）轴线方向为N2°W，与最大主应力方向夹角小于23°，产生岩爆及片帮的可能性相对较小；后段（桩号大致在1+231m、1+405m以后）轴线方向为N54°W，与最大主应力方向夹角为29～74°，极可能产生岩爆及片帮，对隧洞围岩稳定性不利。3.1岩爆预测右岸导流洞上层开挖岩爆预测采用多种手段进行综

6、合预测，主要采用以下三种手段预测：（1）宏观预测根据对岩爆研究成果表明，运用地质综合分析与预测、/Rb应力强度比、Rb/σm强度应力比预测、层次分析法－模糊数学综合预测、人工智能BP神经网络等方法，预测在尚未揭露的洞段是否将发生强烈～极强岩爆。（2）仪器法（声发射法）该方法源于岩石临近破坏前有声发射显现的实验观测结果。它是对岩爆孕育过程最直接的监测方法，也是最直接的预报方法。该方法的基本参数是能率石和大事件数频度N，它们在一定程度上反映出岩体内部的爆裂程度和应力增长速度。（3）围岩性质预测法7①岩石越新鲜、完整和干燥，岩性越

7、脆硬，岩爆发生的可能性越大。②抗压强度越大，发生岩爆的可能性越大。③在断层带附近的完整岩体部位易发生岩爆。④复杂的地质构造带容易发生岩爆。如褶曲、岩脉、断层以及岩层的突变等等。特别是向斜的轴部岩层存在较大的地应力，聚积有大量的弹性能，一旦进行开挖就有可能产生岩爆。⑤在钻孔过程中还可以获得诸如爆裂声、摩擦声和卡钻现象等具有辅助判断作用的动力响应信息。⑥岩爆部位以拱肩或腰部为多。3.2防治措施岩爆是否发生受到两方面因素的控制：第一，开挖轮廓线附近的地应力分布格局和应力量级；第二，开挖过程对围岩的扰动。因此，岩爆控制的主要方法也因

8、此可以分为两类，一类以降低开挖扰动为途径，另一类则以解除围岩应力为途经。（1）技术措施①、对中导洞未施工部位，先进行中导洞开挖，以降低岩爆发生概率和等级。②、应力释放孔7打设超前钻孔，钻也直径同爆破孔，按2m间距设置，孔深5m（2倍循环进尺）。③、应力解除爆破解除或降低高地应力集中区域的高