高地应力地区大断面隧洞快速掘进施工
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
辍
啮
３ ． ｇＰ ；０ ５７ ａ ＂ ２量值一般为 １ ￣２ ＭＰ ，Ｏ 量值一般 为５ ０ ０ ａ ＂ ３ ～ １ ＭＰ 。大理岩单轴 抗 压强 度为 ４ ～ ８ ＭＰ ，岩石 强度 ０ ａ ０ ０ ａ
应 力 比 （ ／ 一 ） 多 为 １ ５ ， 围岩 强 度 应 力 比 Ｓ （ — 尺ｂ ． ～４ Ｓ
①、 ②
３ ４ 施 工 的重点 及 难点 ．
（ ）高 地 应 力 大 型 洞 室 开 挖 支 护 适 时性 问题 。 １ （ ）由 于埋 深 长 ，空 气 质 量 差 ，施 工 环 境 恶 劣 ，尾 水 ２ 隧 洞 开 挖 期 通 风 散 烟 问题 突 出 。 （ ）近 似 平 行 江 布置 ，埋 深 水 面 以 下 ２ ￣ ３ｍ ，施 工 ３ ０ ０
及 尾 调室 开挖 施 工通 道 ，布 置 于弯段 后 １ ～ ２ｍ 位 置 ， Ｏ ０ 便 于后期混凝 土衬砌 施工 。
空间要求 ，上 层层 高 为 ８ ７ ｍ，采 用 中上 导洞 超前 、两 ．５ 侧扩 挖滞 后 、系 统 支 护跟 进 的施 工 方 法 ；下 部 分 三 层
（ 个 ４ ５ 层 高 ，预 留底 板 １ ５ １ ９ 保 护 层 ）施 工 ， 两 ．ｍ ． ～ ．ｍ 逐层 开 挖 逐 层 支 护 。不 预 留 保 护 层 的 中 上 导 洞 开 挖 有 利 于地 应 力 的 释 放 ，能 够 及 时 进 行 系 统 支 护 ，确 保 施 工 安 全 。尾 水 隧 洞 开 挖 分 层 见 图 ２ 。
期渗水 问题突 出。
３ ５ 尾 水 隧 洞地 下洞 室 围岩 的变 形破坏 分 析 ．
锦屏 一级水 电站尾水 隧洞 围岩最 大主 应力 均大 于
１ＭＰ ，一 般 为 ２ ～ ３ ＭＰ ，部 分 应 力 集 中 区 （ 要 是 ５ ａ ０ ０ ａ 主 水 平 埋 深 ２ ０～ ２ ０ 区 域 ） 超 过 ３ ＭＰ ， 最 大 达 ０ ７ｍ Ｏ ａ
Ｒｂ ／ Ｋｖ ）一 般介 于 １ ５ ３ ． ～ ，属 于高 ～极 高 地 应 力 区 。 尾水洞岩体走 向与地应力关系见 图 １ 。
图 ２ 尾 水 隧洞 开挖 分 层 图 （ 位 ：ｃ 单 ｍ）
４ ２ 临建 设计 ．
临建布置主要根据洞室断 面、施工方法 ，通 过数学 规 划分析 ，确定风 、水 、电及抽排水投入 ，配 置满足施 工生 产 的最优的变电站系统 、供 风系统及抽排水 系统。本工程
地 下 工程
通道布置 于两条尾 水洞 的中部 ， 目的为 在 上层 开挖 时尽 早形成上 、下游 两个 工 作 面的格 局 ，实 现 隧洞 的快 速施
工 ；下 层 施 工 通 道 为 尾 水 隧 洞 下 层 开 挖 、混 凝 土 浇 筑 以 层 分 块 开 挖 ，逐 步 释 放 地 应 力 ，同 时 达 到 适 时 支 护 的 目 的 ，保 证 洞 室 稳 定 。 为 满 足 ３３ ５ Ｅ三 臂 凿 岩 台车 及 混 凝 土 喷 车 最 有 效 施 工
轮廓 面光 面爆破 ；下层 边 墙 预裂超 前 ，分层 开挖 ，层厚
４５ ． ｍ。搭 设 样 架进 行 边 墙 预 裂 孔 造 孔 ，孑 深 ４ ５ Ｌ ． ｍ，孔 距
４ 施工方案及措施
４ １ 施 工总体 方 案 ．
针 对 高 地 应 力 、 大 断 面 洞 室 开 挖 ，尾 水 隧 洞 采 取 分
于 初 始 地 应 力 高 ，原 始 处 于 高 围 压状 态 下 的 岩 体 ，开 挖 后 必 向临 空 面 卸 荷 回 弹 ，从 而 造 成 围 岩 强烈 劈 裂 破 坏 。
４ ３ 爆破 设计 ．
根 据 分 区分 块 部 位 ，逐 一 设 计 。 中 上 导 洞 临 空 面 少 ， 采 用 中下 部 楔 形 掏 槽 ，掏 槽 孔 布 置 ２ ３排 ，计 ６ ９孔 ， ～ ～ 控制面 积约 ４ 。扩 挖采 用 光 面爆 破 控 制 结 构轮 廓 线 ， ｍ２ 适 当减 弱 爆 破 装 药量 。 整 个 洞 室 采 用 毫 秒 雷 管 微 差 爆 破 ，上 层 边 顶 拱 设 计
为辅。
裂 、弯折为主 ，局部压碎 ，主要表现 为在 靠江侧拱脚起 至 三分之二的半拱位置 出现 片帮剥落 ，边墙锚杆孔 塌孔 、喷 层监测电缆保 护套管压扁 ，地质钻取芯后 形成饼状岩 芯等 现象 。围岩变形破坏 的形式与特 点 ，除与岩体 内的初始应 力状态和洞形 有关外 ，主要取决 于围岩的岩性 和结构 。由
图 １ 尾 水 洞 岩 体 走 向与 地 应 力 关 系示 意 图 （ 位 ：ｃ 单 ｍ）
在尾水洞开挖过程中高地应 力调整 明显 ，靠江侧拱腰
表 层 原破 坏 形 式 以劈
掌子 面采用 高亮度 的移动投光灯 。
通 风 设 计 ：前 期 以 机 械 通 风 为 主 ， 具 备 条 件 后 及 时 形 成 ２条 通 风 竖 井 采 用 自 然 通 风 为 主 ， 机 械 通 风
３ ￣５ ｃ ０ ０ ｍ，围岩差 取小 值 。为保证 预 裂效 果 ，每次 爆破
长度为 ５ ￣６ｍ。采用竹 片绑 扎药卷 间隔 １ ｃ 装药 ，底 ０ ０ ５ｍ 部 ｌ ｍ加强 为 线 密度 的 ２ ５倍 ，导 爆索 起爆 ，药 卷直 径 ．
￣５ ２ ｍｍ，不 耦 合 系 数 １６ ，线 密 度 １ ０ ２ ０ ／ ．８ ５ ～ ４ ｇ ｍ， 围 岩
的尾 水 隧洞 上层 施 工 共 ４ 工 作 面 ，配置 ２０ ／ ｎ 风 个 ０ ｍ３ｍｉ 压 站 ，一 台 １ ０ ｋ ０ ０ ＶＡ 变 电站 ，一 处 ９ ０ ／ ０ ｍ３ ｈ抽 水 泵 站 。 临
建设施 布置 于施 工支洞的旁通洞及扩 挖后形 成 的配 电室 、
抽水泵站室 。
洞 内照明按 照技术条款要求 的采 光度 配置照 明灯具 ，
啮
３ ． ｇＰ ；０ ５７ ａ ＂ ２量值一般为 １ ￣２ ＭＰ ，Ｏ 量值一般 为５ ０ ０ ａ ＂ ３ ～ １ ＭＰ 。大理岩单轴 抗 压强 度为 ４ ～ ８ ＭＰ ，岩石 强度 ０ ａ ０ ０ ａ
应 力 比 （ ／ 一 ） 多 为 １ ５ ， 围岩 强 度 应 力 比 Ｓ （ — 尺ｂ ． ～４ Ｓ
①、 ②
３ ４ 施 工 的重点 及 难点 ．
（ ）高 地 应 力 大 型 洞 室 开 挖 支 护 适 时性 问题 。 １ （ ）由 于埋 深 长 ，空 气 质 量 差 ，施 工 环 境 恶 劣 ，尾 水 ２ 隧 洞 开 挖 期 通 风 散 烟 问题 突 出 。 （ ）近 似 平 行 江 布置 ，埋 深 水 面 以 下 ２ ￣ ３ｍ ，施 工 ３ ０ ０
及 尾 调室 开挖 施 工通 道 ，布 置 于弯段 后 １ ～ ２ｍ 位 置 ， Ｏ ０ 便 于后期混凝 土衬砌 施工 。
空间要求 ，上 层层 高 为 ８ ７ ｍ，采 用 中上 导洞 超前 、两 ．５ 侧扩 挖滞 后 、系 统 支 护跟 进 的施 工 方 法 ；下 部 分 三 层
（ 个 ４ ５ 层 高 ，预 留底 板 １ ５ １ ９ 保 护 层 ）施 工 ， 两 ．ｍ ． ～ ．ｍ 逐层 开 挖 逐 层 支 护 。不 预 留 保 护 层 的 中 上 导 洞 开 挖 有 利 于地 应 力 的 释 放 ，能 够 及 时 进 行 系 统 支 护 ，确 保 施 工 安 全 。尾 水 隧 洞 开 挖 分 层 见 图 ２ 。
期渗水 问题突 出。
３ ５ 尾 水 隧 洞地 下洞 室 围岩 的变 形破坏 分 析 ．
锦屏 一级水 电站尾水 隧洞 围岩最 大主 应力 均大 于
１ＭＰ ，一 般 为 ２ ～ ３ ＭＰ ，部 分 应 力 集 中 区 （ 要 是 ５ ａ ０ ０ ａ 主 水 平 埋 深 ２ ０～ ２ ０ 区 域 ） 超 过 ３ ＭＰ ， 最 大 达 ０ ７ｍ Ｏ ａ
Ｒｂ ／ Ｋｖ ）一 般介 于 １ ５ ３ ． ～ ，属 于高 ～极 高 地 应 力 区 。 尾水洞岩体走 向与地应力关系见 图 １ 。
图 ２ 尾 水 隧洞 开挖 分 层 图 （ 位 ：ｃ 单 ｍ）
４ ２ 临建 设计 ．
临建布置主要根据洞室断 面、施工方法 ，通 过数学 规 划分析 ，确定风 、水 、电及抽排水投入 ，配 置满足施 工生 产 的最优的变电站系统 、供 风系统及抽排水 系统。本工程
地 下 工程
通道布置 于两条尾 水洞 的中部 ， 目的为 在 上层 开挖 时尽 早形成上 、下游 两个 工 作 面的格 局 ，实 现 隧洞 的快 速施
工 ；下 层 施 工 通 道 为 尾 水 隧 洞 下 层 开 挖 、混 凝 土 浇 筑 以 层 分 块 开 挖 ，逐 步 释 放 地 应 力 ，同 时 达 到 适 时 支 护 的 目 的 ，保 证 洞 室 稳 定 。 为 满 足 ３３ ５ Ｅ三 臂 凿 岩 台车 及 混 凝 土 喷 车 最 有 效 施 工
轮廓 面光 面爆破 ；下层 边 墙 预裂超 前 ，分层 开挖 ，层厚
４５ ． ｍ。搭 设 样 架进 行 边 墙 预 裂 孔 造 孔 ，孑 深 ４ ５ Ｌ ． ｍ，孔 距
４ 施工方案及措施
４ １ 施 工总体 方 案 ．
针 对 高 地 应 力 、 大 断 面 洞 室 开 挖 ，尾 水 隧 洞 采 取 分
于 初 始 地 应 力 高 ，原 始 处 于 高 围 压状 态 下 的 岩 体 ，开 挖 后 必 向临 空 面 卸 荷 回 弹 ，从 而 造 成 围 岩 强烈 劈 裂 破 坏 。
４ ３ 爆破 设计 ．
根 据 分 区分 块 部 位 ，逐 一 设 计 。 中 上 导 洞 临 空 面 少 ， 采 用 中下 部 楔 形 掏 槽 ，掏 槽 孔 布 置 ２ ３排 ，计 ６ ９孔 ， ～ ～ 控制面 积约 ４ 。扩 挖采 用 光 面爆 破 控 制 结 构轮 廓 线 ， ｍ２ 适 当减 弱 爆 破 装 药量 。 整 个 洞 室 采 用 毫 秒 雷 管 微 差 爆 破 ，上 层 边 顶 拱 设 计
为辅。
裂 、弯折为主 ，局部压碎 ，主要表现 为在 靠江侧拱脚起 至 三分之二的半拱位置 出现 片帮剥落 ，边墙锚杆孔 塌孔 、喷 层监测电缆保 护套管压扁 ，地质钻取芯后 形成饼状岩 芯等 现象 。围岩变形破坏 的形式与特 点 ，除与岩体 内的初始应 力状态和洞形 有关外 ，主要取决 于围岩的岩性 和结构 。由
图 １ 尾 水 洞 岩 体 走 向与 地 应 力 关 系示 意 图 （ 位 ：ｃ 单 ｍ）
在尾水洞开挖过程中高地应 力调整 明显 ，靠江侧拱腰
表 层 原破 坏 形 式 以劈
掌子 面采用 高亮度 的移动投光灯 。
通 风 设 计 ：前 期 以 机 械 通 风 为 主 ， 具 备 条 件 后 及 时 形 成 ２条 通 风 竖 井 采 用 自 然 通 风 为 主 ， 机 械 通 风
３ ￣５ ｃ ０ ０ ｍ，围岩差 取小 值 。为保证 预 裂效 果 ，每次 爆破
长度为 ５ ￣６ｍ。采用竹 片绑 扎药卷 间隔 １ ｃ 装药 ，底 ０ ０ ５ｍ 部 ｌ ｍ加强 为 线 密度 的 ２ ５倍 ，导 爆索 起爆 ，药 卷直 径 ．
￣５ ２ ｍｍ，不 耦 合 系 数 １６ ，线 密 度 １ ０ ２ ０ ／ ．８ ５ ～ ４ ｇ ｍ， 围 岩
的尾 水 隧洞 上层 施 工 共 ４ 工 作 面 ，配置 ２０ ／ ｎ 风 个 ０ ｍ３ｍｉ 压 站 ，一 台 １ ０ ｋ ０ ０ ＶＡ 变 电站 ，一 处 ９ ０ ／ ０ ｍ３ ｈ抽 水 泵 站 。 临
建设施 布置 于施 工支洞的旁通洞及扩 挖后形 成 的配 电室 、
抽水泵站室 。
洞 内照明按 照技术条款要求 的采 光度 配置照 明灯具 ，