锦屏二级水电站引水隧洞岩爆段TBM穿越技术

锦屏二级水电站引水隧洞埋深大,地应力高,岩爆问题突出。结合该工程TBM岩爆段施工所遇见的岩爆现象、危害以及防治措施,总结了TBM岩爆开挖经验。     

锦屏水利枢纽辅助洞高压大流量突涌水防治

辅助洞作为锦屏水电枢纽工程(一、二级)水电站的前期控制性工程,既是沟通东、西雅砻江交通的重要通道,又是锦屏二级水电站引水隧洞的施工辅助洞和地质探洞.辅助洞(西端)施工过程中,实际揭露出的最大地下突涌水压力大于6MPa,最大涌水量达15.6 m3/s,洞口排水稳定流量最大达3 m3/s,丰富的地下水给辅助洞施工带来了极大的困难.经过两年多的努力以及几次大涌水防治的成功实践,积累了一定的经验,也逐步摸索出一套应对高压大流量突涌水隧洞的施工与防治方案.结合锦屏辅助洞(西端)的施工,分析了掘进过程中遇到的几次高压大流量突涌水的规律特征,对高压大流量突涌水具体防治措施作了总结归纳.辅助洞(西端)高压大流量突涌水防治经验和方法将对锦屏二级水电站引水隧洞的施工和今后类似工程建设具有借鉴作用.     

基于微震监测技术的隧洞强岩爆预测实践

岩爆监测与预报是岩土界公认的世界性难题。锦屏二级水电站的引水隧洞的高地应力和复杂的地质结构导致了该隧洞群开挖过程中岩爆频发,对人员和设备安全造成较大的影响和潜在威胁。以锦屏二级水电站某隧洞开挖过程中强岩爆为例,介绍基于微震监测技术的岩爆预测方法。分析显示,监测系统可以采集到岩爆较为明显的前兆信息,通过人工分析处理后,可对风险区域进行较为准确的预测预报,为工程安全施工提供了重要的参考依据。     

锦屏二级水电站引水隧洞TBM施工问题与对策探讨

大量的勘察资料及辅助洞施工情况表明,锦屏二级水电站引水隧洞施工存在两大工程难题:一是高地应力问题,其次是高外水压力及突涌水问题。通过对引水隧洞工程区工程地质条件进行分析,根据TBM施工的特点,探讨了TBM施工在正常岩体条件下可能出现的问题及对策;初步分析了岩体在高地应力条件下、高外水压力及涌水情况下可能引发的问题及优化方案,对锦屏二级水电站引水隧洞TBM施工提供了一些建议。     

基于岩体开挖卸荷效应的岩爆机理研究

针对锦屏二级水电站深埋引水隧洞开挖卸荷引发的岩爆问题,通过数值模拟研究了洞壁围岩卸荷范围和卸荷程度对岩爆的影响效应。研究结果表明:随着围岩卸荷范围和卸荷程度的增大,潜在的岩爆动力源区逐步向围岩深部转移,发生岩爆的可能性进一步减小。相比较而言,围岩的卸荷程度比围岩的卸荷范围对岩爆的影响效果更为显著。研究成果为深部地下工程岩爆防治提供了理论依据。     

锦屏二级水电站引水系统关键技术问题

锦屏二级水电站目前是世界上规模最大的引水式电站之一,许多重大技术难题已超出了现有的认识水平。雅砻江流域水电开发有限公司组织参建单位开展了一系列地下工程关键技术研究,在岩爆防治、地下突涌水处理、软岩洞段施工、施工通风、TBM法和皮带运输系统等方面取得了丰硕的成果,为工程按期投产发电奠定了坚实的基础。     

锦屏二级水电站西端引水隧洞主要施工技术

锦屏二级水电站4条引水隧洞单洞长度约16.67 km,开挖洞径13.0~13.8 m,埋深1 500~2 000 m,水文地质条件复杂,具有长洞线、高埋深、大洞径的特点。针对具体施工条件制定并实施了超前地质预报、岩爆防治、突涌水处理等技术措施,并引进了世界先进设备,自主研发水平曲面滑模,较好地解决了高埋深、高地应力、大流量突涌水、强岩爆等问题,可供类似工程借鉴。     

锦屏二级引水隧洞新型锚杆施工技术经济比选

锦屏二级水电站引水隧洞支护采用了涨壳式预应力中空锚杆、楔缝式预应力锚杆、防冲抗爆恒阻大变形锚杆等新型锚杆,对岩爆防治和塌方处理的起到良好效果,本文通过技术经济比较,得出各自适用条件,可为类似项目借鉴。     

深埋长大引水隧洞施工应急警报系统布置

长大隧洞施工中突涌水及岩爆防治技术，在国内外工程界均未有成熟的经验可以借鉴，仍是世界性难题，大多仍然只能采取被动预防的方法。锦屏二级水电站4条引水隧洞平均16.67 km,施工中如发生突涌水等事故时,将严重威胁施工人员的生命安全。为此，根据对隧洞突涌水水量的分析，设计了险情应急报警系统，制定了应急逃生预案。施工中，针对可能发生的涌水事故，组织了逃生演习,对预警系统的优缺点进行了分析总结。所设计的预警系统基本能满足应急逃生需要,也有需要完善的地方。     

TBM通过强岩爆洞段的施工

介绍了四川锦屏二级水电站引水隧洞TBM通过强岩爆洞段施工所采取的措施,包括导洞开挖选型、掘进参数的确定、掘进注意事项、结果分析等。结果表明,由于措施合理,TBM顺利通过强岩爆洞段。     

珊溪水电站引水隧洞下平段施工支洞二期封堵设计初探

珊溪水电站引水隧洞在建设期为了后期布置小机组,在施工支洞预埋了一段引水钢管,端头用闷头封堵,洞内常年积满水,现长期处于水下,极有可能会因为环境潮湿而锈蚀等原因发生渗漏甚至涌水等事故,严重威胁到开关站和发电厂房的运行安全。为了消除原封堵体预埋钢管运行期间的安全隐患,开展该封堵段的二期封堵处理设计探讨。     

长大隧道涌水量影响因素评价分析的模糊层析分析法

采用模糊层析分析法(FAHP),建立长大隧道涌水量影响因素层析分析模型,并进行分析计算。依据模糊层析分析法,确定各因素的权重系数,并对其进行分析、排序。结果表明:地层岩性、断层破碎带长度是影响长大隧道涌水量的主要因素。该FAHP的应用为涌水量预测和相应防治措施的制定,提供了科学的理论依据。     

浅论下坂地水利枢纽工程引水发电洞洞挖岩爆处理

下坂地水利枢纽地处帕米尔高原,临近地震活动带并处于高地应力区,引水隧洞的最大埋深达1 400 m,高地应力问题较为突出。施工阶段初期即出现了明显的岩爆现象,预计随着开挖深入山体、地应力逐步升高,岩爆问题将越来越突出。结合下坂地引水发电洞工程建设过程中的岩爆预防实际,针对性地提出了措施,对预防岩爆、推动工程进度具有一定的借鉴作用。     

岩石隧洞工程的预灌浆与后灌浆

在隧洞灌浆中有两种完全不同的灌浆方式:开挖前灌浆(预灌浆)和开挖后灌浆(后灌浆)。前者的优点很少引起施工者的关注,而在许多工程中反复经历的是靠后灌浆来阻水。如果在开挖中遇到大的含水层,开挖后灌浆不仅耗时多、成本高,而且比预灌浆的效果差得多。文中通过隧洞可能出现的涌水部位、规模与两种灌浆的适用条件,论述岩石隧洞涌水、突水的预灌浆阻水的可靠性与优越性,试图引起施工者的重视。     

基于解析法的隧洞施工对地下水环境影响预测

涌突水是岩溶隧洞工程建设中经常会遇到的一个突出性问题。以滇中引水工程玉溪红河段(新庄-蒙自)的小扑隧道为例,介绍地下水环境影响评价过程,提出分段运用解析法对其20个桩段进行涌水量预测。主要采用大气降雨入渗法和地下水动力学法预测正常涌水量,采用地下水动力学法预测最大涌水量。结合现场调查发现施工区内有溶洞、落水洞、暗河,隧洞施工过程中可能袭夺暗河地下水导致较大涌突水灾害发生。根据解析和现场调查结果,提出了科学合理的防治对策和工程措施,以规避可能的重大地下水环境影响。     

长距离小断面引水隧洞涌水及渗水处理方案探讨

大山哨隧洞全长8641 m,最大开挖断面仅为4.4 m×5.243 m,整条隧洞均位于地下水位以下,岩溶和裂隙较发育。针对该隧洞轴线长、断面小特点,以及在开挖中出现多处涌水和多段渗水情况,通过采取一系列系统的工程处理措施,有效解决涌水和渗水对施工开挖和混凝土衬砌质量的影响,为同类工程施工积累了丰富的经验。     

深埋隧洞开挖岩爆数值模拟与预测

为能更好地反映深埋隧洞岩爆的脆性破坏特征,在岩爆的数值模拟中采用了一个复合破坏准则弹脆塑性本构模型,并结合锦屏二级水电站辅助洞工程,综合运用各种判据和方法建立岩爆的预测体系,对开挖过程中岩爆的发生情况进行了预测,判定在洞肩和洞底角点处发生岩爆可能性较大,这与锦屏二级水电站辅助洞岩爆实际发生情况基本一致。对岩爆的预测具有一定的参考价值。     

水电站引水隧洞围岩稳定分析及支护设计

水电工程引水隧洞施工具有开挖路线长、工程量大、开挖洞径大等特点。在施工过程中受不良地质的影响容易出现涌泥、涌水、坍塌等事故。本文以良湾水电站引水隧洞为例,对围岩稳定性进行计算分析和论证,并对围岩初期支护方案进行设计,为洞室结构施工提供有效参考。     

基于漂移度的隧道涌水量组合解析预测方法

隧道涌水量解析预测方法众多,各种解析法预测结果往往存在不一致性。为解决上述问题,引入组合预测思想,采用线性加权组合形式对常用的隧道涌水量解析计算方法进行组合。基于"少数服从多数"的原则,以目标方法外其他方法的整体预测趋势作为参考系,引入漂移度指标对各单项解析法进行可靠性评价,运用合理的权重分配方式建立了组合解析预测方法。以广州某地铁隧道工程为研究对象,选用了裘布依模型等4种常用的解析法对隧道正常涌水量分别进行了单项和组合预测。结果表明:在最佳预测方法未知的情况下,组合预测方法能较为准确地预测隧道实际涌水量,验证了该方法的可靠性。     

深埋隧洞岩爆防控技术及典型工程应用现状综述

结合岩爆的分类、机制、评价预警方法及防控原则,对深埋隧洞施工期岩爆主动和被动防控措施进行了梳理,重点分析其作用机理、适用范围与防控效果。对比了钻爆法和全断面隧道掘进机(TBM)法施工下岩爆的不同特征规律及防控重点,调研了典型水工隧洞的岩爆防控技术应用情况,包括锦屏二级水电站引水隧洞、引汉济渭工程秦岭隧洞、N-J水电站引水隧洞和滇中引水工程香炉山隧洞。结果表明:岩爆的主动防控措施包括钻孔应力释放、超前应力解除爆破、先导洞、高压喷水、钻孔注水、超前锚杆和预应力锚杆支护;被动防控措施包括喷锚支护、钢支撑、钢筋网(柔性钢丝网);钻爆法的岩爆防控重点是及时封闭支护,TBM法则需通过主动防控规避强烈-极强岩爆;当前大型水工隧洞的岩爆防治普遍采取主动+被动联合防控,主动措施以超前应力释放为核心,被动措施则采取“喷锚网+钢拱架”共同加固围岩,且注重使用快速柔性支护型式;岩爆的动态防控、量化精准防控以及发展更高效的超前应力释放技术和柔性吸能支护体系是值得进一步研究的方向。