浅谈沙湾水电站引水隧洞施工中控制塌方的技术措施.pdfVIP

浅谈沙湾水电站引水隧洞施工中控制 塌方的技术措施 1 2 1 2 周延国 吴其文 郭晓峰 黄震山 （1.地质工程院;2.四川二滩国际工程咨询有限责任公司 成都 610000） ［摘 要］总结了沙湾水电站引水隧洞开挖及一期安全支护施工中防止或减少塌方的一些技术措 施，包括开挖前的地质预测预报，控制爆破、围岩稳定性评价、围岩变形监测等。 ［关键词］围岩分类 稳定性评价 支护 沙湾水电站 1 概述 沙湾水电站位于四川省木里县境内的木里河（雅砻江支 流）上。电站采用低闸引水式发电，总装机容量 240MW。主 要由首部枢纽、引水系统、地面厂房等建筑物组成，其中引 水隧洞布置在木里河右岸，全长约18.7km，为有压圆形洞， 全线共设8 个支洞，开挖断面直径分别有7.8m （Ⅲ类围岩）、 8.2m （Ⅳ类围岩）、8.4m （Ⅴ类围岩），成形过水断面为7.2m。 沙湾水电站引水隧洞开工以来，各洞段频频出现塌方现 象，以至引水隧洞的开挖支护进展非常缓慢，几乎处于停滞 状态。作为控制工期的引水隧洞主体工程，如何有效防止或 减少塌方现象成为控制工期和工程投资的关键环节。以下对 沙湾水电站引水隧洞开挖及一期支护中有效防止或减少塌 方的技术措施进行总结。 2 引水隧洞工程地质条件 工程区位于“川滇菱形”断块内的次级断块“稻城断块” 东缘，地质构造较复杂。引水隧洞发育4条规模较大横切隧 洞的断层—圆宝山、尼都、机落、茶布朗断层。机落断层规 模较大，破碎带宽达 100～200m，其余 3 条断层的破碎带一 般宽约 20～40m。破碎带主要由碎裂岩、糜棱岩、角砾岩、 少量断层泥、裂隙密集带组成。 引水隧洞沿线出露岩性主要为奥陶系下统瓦厂组（O1w） 板岩夹变质石英砂岩、千枚岩，人公组（O1r）的变质石英砂 岩夹板岩、千枚岩，少量三叠系下统领麦沟组（T1l）的板岩 夹千枚岩、硅质板岩，志留系下统（S1 ）的板岩夹千枚岩、 硅质岩，岩层总体产状：N30～40°W/SW∠30～50°。隧洞 区地层挤压揉皱强烈，层间挤压破碎带、随机小断层及各类 结构面均较发育。整个洞段Ⅳ类围岩约占 65%，Ⅲ类围岩约 占 30%，Ⅴ类围岩约占5%，围岩条件相对较差。穿越断层洞 段、层间挤压错动强烈的洞段、千枚岩及地下水较发育的洞 段均易发生大塌方，对施工不利，施工过程中必须采取安全、 稳妥的支护措施，防止或减少塌方的发生。 3 引水隧洞开挖及一期支护控制 工程实践证明，只有做好以下五个环节，才能有效防止 或减少塌方： ①开挖前的地质预测预报； ②开挖过程中的控制爆破； ③开挖后的围岩类别鉴定及围岩稳定性评价； ④开挖后支护形式和支护参数的选择； ⑤支护后的围岩变形监测。 3.1 开挖前的地质预测预报 根据水利水电施工地质规程规范，地质预报不仅要进行 围岩类别的划分，而且还要对未开挖地段的地质情况和可能 出现的工程地质问题：可能失稳或塌方段、涌沙、涌水的位 置、桩号、规模及发展趋势等进行预报，以便预先采取措施。 由于地质编录与预报占用施工时间很短，设备简单，不干扰 施工，成果快速，而且能为整个隧洞提供完整地质资料的优 点，本工程主要根据开挖时揭露出来的实际地质情况对前期 勘察资料修正进而进行较为准确的预报。故地质编录工作中 要详细收集地层岩性、岩体结构、构造和节理裂隙发育情况、 地下水状态、围岩稳定性等基本地质资料，地质工程师还要 加强地质巡视，只有这样才能尽可能准确地进行地质预报。 另外，对预测预报围岩条件较差的洞段，施工单位应布 置超前勘探孔和勘探洞，以直接查清尚未开挖岩体的地质情 况，以便指导施工。 3.2 开挖过程中的控制爆破 用光面爆破方法施工，岩层能较精确地沿设计轮廓断裂 下来，使岩面平整，规则，并使围岩的整体性和稳定性不遭 受明显的破坏。光面爆破设计涉及到很多方面的内容，包括 炸药的选择，起爆器材的