引红济石调水工程引水隧洞不良地质洞段钻爆法施工段软弱围岩塑性变形施工方案研究

在水工隧洞施工中穿越较大规模断层、软岩及裂隙发育岩体破碎洞段及高地应力低弹模的围岩破碎带深埋洞段等不良地质洞段,极易发生围岩失稳变形失稳等突发地质灾害,造成一次支护的破坏,对施工安全造成威胁,特别是失稳后的二次加固其危险性和难度极大,本文结合陕西省引红济石调水工程实际施工经验,提出了一整套的软岩变形段施工处理方案,为工程的顺利实施提供了技术支撑。     

水工隧洞穿越典型断层破碎带加固施工技术

水工隧洞穿越破碎带是隧洞施工的难点和关键点,断层破碎带地质情况复杂多变,施工作业过程中或未采取有效支护措施时,掌子面和岩壁围岩失稳存在失稳的可能性。地质灾害一旦发生,将使得施工难度增加,同时施工危险性增加。文章以山西中部引黄输水工程的水工隧洞施工为例,通过分析地质情况,采取合理的穿越典型断层破碎带超前加固支护施工技术,达到安全施工目的。     

齐热哈塔尔水电站大深埋长隧洞关键技术难题及对策

齐热哈塔尔水电站工程发电引水隧洞存在隧洞长、埋深大、高地应力、岩爆和高地温等复杂工程地质问题,因此,对隧洞围岩稳定、施工期安全、隧洞支护荷载和衬砌型式等的研究至关重要。通过采用现场围岩变形和地应力释放测试、数值模拟反演分析和衬砌时机试验研究等方法,分析了深埋长隧洞高地应力与岩爆的产生机理、岩爆特征和破坏形式,以及高地温的成因,研究了高地应力、岩爆和高地温对施工、衬砌荷载和衬砌型式的影响。针对上述问题对策如下:对于高地应力围岩洞段,开挖完成后,初期支护采取时间滞后的方式消减高地应力;对于岩爆洞段,采取主动预防措施和强施工支护,确保施工安全,将岩爆发生的可能性及岩爆的危害降到最低;对高地温洞段开挖采取通风、在掌子面和风带口放置冰块、对掌子面和附近岩体喷水等降温措施,而且完善和优化了隧洞一次支护和二次衬砌设计。这些措施保证了引水隧洞的施工和运行安全,对类似地质条件的隧洞工程设计和施工具参考价值。     

高地应力软岩隧洞开挖扰动特征与规律研究

高地应力软岩隧洞由于地应力高,软岩强度及变形模量低,变形和破坏现象十分突出.以滇中引水工程香炉山隧洞为依托,研究了不同洞室形状和地应力场条件下,高地应力软岩隧洞围岩的变形和破坏特征.研究表明:隧洞开挖后,围岩应力、变形、破裂范围及支护结构受力均呈分区分布特征,大主应力传递轮廓和围岩变形轮廓基本呈垂直关系.对于高地应力软...     

大发水电站引水隧洞破碎带管棚支护技术

对四川田湾河大发水电站引水隧洞断层破碎带段采用管棚预支护、锚喷支护的施工技术进行详细论述,。此措施在田湾河电站引水隧洞曾多次运用、支护效果良好。     

“新奥法”在引水隧洞工程中的实践应用

将新奥法引入到河源市区水源工程引水隧洞围岩的施工过程。通过光面爆破、喷锚支护以及围岩变形监测等施工技术手段,有效地防止了破碎围岩及不良地质段围岩可能产生的变形、松动,围岩的完整性得到了维护,保证了施工安全,取得了良好效果,可供类似工程施工时参考借鉴。     

深埋长距离引水隧洞敞开式TBM施工不良地质灾害处置措施研究

为降低敞开式TBM穿越不良地质段时的施工灾害风险,文章依托新疆某深埋长距离引水隧洞,针对富水软弱破碎带、软弱围岩、高地应力和断层破碎带等不良地质条件引发的施工灾害问题,采用多种施工处置措施进行了现场治理,保证了TBM顺利通过不良地质段,减少了TBM施工灾害的发生。研究发现采用综合超前预报方法并制定相应的施工预案可有效降低施工灾害的影响。灵活组合复合灌浆、钢拱架支护、系统锚杆、换填混凝土、空腔回填等措施可增强围岩整体性。施作超前注浆锚杆以及超前注浆的方法加固围岩,或采用扩挖小导洞方式,可有效实现TBM卡机脱困。研究结果可为类似TBM隧洞工程提供施工指导。     

绳索取芯技术在活动性断裂带中的应用研究

为解决隧洞内极软岩、破碎散体结构、泥质等地层在超前地质预报钻探取芯的技术难题,文章应用金刚石绳索取芯钻进工艺和无固相泥浆技术对狮子山隧洞穿越F₁₆活动断裂带进行水平深孔取芯钻探。结果表明：绳索取芯技术在破碎或极软岩地层隧洞的超前水平钻探中能够有效钻取岩芯,采取率大于80%;金刚石绳索取芯工艺和无固相泥浆钻探技术能够确保钻孔区域范围内的岩芯所包含的地质信息不失真,有利于提高特殊不良地质洞内钻探结果的准确性与可靠性。研究结果对狮子山隧洞及类似工程的断层破碎带勘探或超前钻探地质预报具有一定的借鉴和参考作用。     

复杂地质条件下引水隧洞围岩稳定性分析

地下工程具有广阔的发展前景,而其围岩的稳定性关系到工程的施工安全以及运行安全。采用有限元分析方法,对计算模型的有限变形原理、洞室参数的选择进行了介绍。依托柳坪水电站引水隧洞工程,依据相关设计参数,建立三维整体模型,模拟了复杂地质条件下引水隧洞在开挖不支护、开挖支护完成后、地震工况条件下围岩稳定性计算结果,说明隧洞围岩主要受到压应力的作用,且通过衬砌能有效地控制围岩变形。并对结果对比分析,得出了3种工况的安全系数均大于1,隧洞围岩结构稳定性较好,且引水隧洞垂直方向变形均大大超过水平方向等结论,为施工及结构设计提供参考。     

滇中引水工程香炉山隧洞TBM开挖围岩卸荷响应特征

针对滇中引水工程香炉山隧洞TBM掘进洞段地质条件复杂、施工技术难度大等特点,采用现场监测和三维数值仿真2种手段,对典型洞段围岩开挖卸荷响应特征进行了分析。通过对TBM掘进洞段围岩变形和钢拱架受力监测数据分析可知,围岩类别和隧洞埋深均是影响围岩变形量值和收敛时间的重要因素,TBM上的撑靴结构对钢拱架受力影响显著。根据香炉山隧洞敞开式TBM施工特点,提出了敞开式TBM开挖施工的仿真模拟技术,获得了典型断面围岩变形及支护结构受力随掌子面推进的变化规律,可为TBM洞段支护设计优化及掘进过程中卡机问题的预测和判断提供参考。     

广蓄二期尾水洞不良地质段大断面开挖施工

广州抽水蓄能电站二期工程尾水洞出口段开挖施工针对围岩软弱破碎、地下水渗漏量大、浅埋隧洞及水下大断面开挖的特点，采用从地表预先灌浆、洞内超前预灌浆、从地表往下找锚杆预行锚固、洞内超前锚杆1超前管棚支护、先墙后拱法分部开挖、分部分台阶开挖、喷锚支护跟进掌子面等工程措施和施工方法。依据不同地质条件采用不同施工方法或几种方法联合应用，灵活调整喷锚支护参数，并采用变形监测指导施工，洞内未发生任何塌方。     

第三系泥岩隧洞围岩大变形成因及应对措施

围岩大变形是软岩隧洞建设中危及隧洞施工及长期安全的重大工程灾害之一。结合第三系泥岩隧洞出现的显著围岩大变形及支护结构破坏等现象的工程现场调查,通过开展围岩监测、室内试验及数值模拟等工作,获得了第三系泥岩隧洞围岩大变形的主要成因和发生机理。研究表明:触发该隧洞围岩大变形的主要因素是低岩石强度条件下隧洞开挖卸荷引起的塑性变形以及地下水对围岩的软化作用,围岩挤压膨胀变形和不同岩层间的非一致变形共同主导了支护结构的破坏;围岩大变形的发生机理主要体现在第三系泥岩洞段横穿一条常年流水的冲沟,加之隧洞中部透水性良好的砂砾岩层,使得隧洞开挖后围岩含水率显著增加,第三系泥岩遇水泥化、软化,强度显著降低并呈现出一定的膨胀性,最终促使围岩产生显著的大变形。在此认识的基础上,提出了提高钢拱架型号、增强钢拱架之间的纵向连接、增设底拱外八字锁脚锚管、施加初期支护与二次衬砌之间的聚乙烯缓释消能层等应对措施,实施后的现场监测结果表明,所提出的控制措施有效解决了第三系泥岩洞段开挖过程中的软岩大变形难题。     

构皮滩水电站尾水隧洞特大断面软岩开挖支护

构皮滩水电站尾水隧洞软岩不良地质洞段占尾水隧洞全长的70%以上,确保软岩洞段的安全快速开挖是尾水隧洞施工的关键,尤其一次支护的强度对洞室稳定影响极大。为此,施工中根据软岩的地质特点及尾水隧洞开挖的断面尺寸,采取分层开挖和超前锚杆的施工方式和型钢拱架进行一次支护。根据监测结果,围岩变形很小,一次支护效果良好,表明构皮滩水电站尾水隧洞大断面软岩采取的开挖方式和一次支护方式是成功的。     

巨型地下厂房创新支护技术应用

白鹤滩水电站地下厂房位于高地应力区,洞室群规模巨大、挖空率高,围岩以Ⅲ1类玄武岩为主,大型层间层内错动带、柱状节理玄武岩和陡倾角长大裂隙等不良地质构造发育,洞室群效应明显,围岩稳定问题突出,开挖成型困难。为此,地下厂房开挖过程中拟采用硅粉喷射混凝土、新型锚索锚固材料,以达到快速支护的目的;利用全螺纹树脂锚杆提高岩锚梁成型质量;采用混凝土提前置换错动带以有效控制围岩变形。详细介绍了上述一系列支护技术的应用情况及控制技术。工程实践证明,上述措施实施后很大程度上保证了地下厂房开挖成型与围岩稳定。     

糯扎渡水电站大直径尾水隧洞穿越断层施工技术

糯扎渡水电站尾水隧洞位于厂区地质最差的地区,岩体蚀变严重,高岭土化、泥化强烈。针对断层和影响带的地质特性以及尾水隧洞开挖断面直径大的特点,开挖施工中合理划分了开挖分层,采取了超前支护、钢支撑、锚杆和锚筋桩、喷钢纤维混凝土等综合支护手段,重视监测工作,成功穿越了F3断层,且施工过程中未发生任何塌方事故。施工完成后的监测结果显示,尾水洞变形主要发生在开挖初期,支护完成后,围岩变形逐步稳定。     

阿尔塔什水利枢纽埋藏式调压井穹顶施工数值仿真

鉴于新疆阿尔塔什水利枢纽工程发电洞地下埋藏式调压井上部围岩较薄、开挖跨度大、地质条件复杂等突出问题,本文结合施工单位提供的初拟开挖方案,采用三维有限元法验证了该施工方案的合理性。得到无支护与有支护条件下岩体的应力变形特性,并提出了更合理的开挖顺序与支护方案,为竖井安全施工提供了保障。同时,探明了地下洞室开挖施工模拟,系统锚杆、锚索的预应力施加方式等计算方法的有效性,本文成果为今后类似地下洞室开挖施工方案优化提供借鉴。     

南沙水电站导流洞地质不良段开挖施工处理

软岩洞段的安全快速开挖是导流洞施工的关键。施工中根据软岩的地质特点及导流洞开挖的断面尺寸，采取分层开挖和超前锚杆的施工方式和型钢拱架进行一次支护并对坍方进行处理。根据隧洞施工过程所存在的渗漏水问题，提出注浆堵漏的整体性防水理念，论述注浆堵漏技术的设计和施工。     

夏特水电站隧洞围岩初期支护稳定性分析

为探讨在同等地质参数下隧洞开挖初期采用不同的支护类型对隧洞稳定性的影响,结合夏特水电站工程实例,通过现场原位试验取得围岩参数,利用有限元强度折减法,通过有限元模拟软件定量分析了Ⅲ类、Ⅳ类、V类围岩在开挖初期裸洞、混凝土喷护、系统锚杆等支护方式时隧洞稳定性的变化规律.结果表明,施加锚杆支护相较于无支护的开挖方式,隧洞的安...     

不良地质引水隧洞开挖支护应力变形数值模拟研究

选取围岩强度低、变形量大的不良地质段为代表断面进行计算分析,建立了FLAC3D模型,研究隧洞开挖支护围岩的变应力变形情况。结果表明:隧洞的开挖破坏了围岩的原始应力场,隧洞径向轴力释放,切向应力集中,隧洞顶拱位置形成了比较明显的开挖松动圈。隧洞支护后,支护措施承受部分围岩压力,围岩应力得到改善,隧洞围岩变形明显减小,开挖断面变形整体趋于均匀,隧洞周边塑性区有所改善,因此支护措施对围岩变形起明显的限制作用。     

引汉济渭工程隧洞施工若干技术问题探讨

基于引汉济渭工程隧洞施工实际,结合我国现有技术规范要求,对比分析了引汉济渭工程隧洞动态设计、超前地质预报、隧洞开挖方式、隧洞支护时效及衬砌与掌子面距离等五个方面的问题,得到了适宜引汉济渭工程隧洞施工特点的动态施工技术方法。针对不同围岩条件实施隧洞动态设计,采用了不同的开挖和支护方式。对物探发现的异常区进行钻探验证,以提高地质超前预报及涌水预测精度。地质复杂区段按照"物探先行,钻探验证,有掘必探,先探后掘"的原则组织施工。在实际施工中,应提倡利用围岩在无支护条件下的允许暴露时间也就是围岩的自稳时间实现短距离的掘进与支护分离。对硬岩(Ⅰ—Ⅲ)围岩采用"钻爆设计、光爆施工、工序组织、快速施工"的思路,对软岩(Ⅳ—Ⅴ)围岩采用"围岩量测、确保安全、遵守设计、按部就班"的思路。