引水隧洞不良地质洞段开挖施工技术

第３２卷第２４期　・２７４・　２００６年　１２月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．３２Ｎｏ　２４　Ｄｅｃ．２００６　文章编号：１００９—６８２５（２００６）２４—０２７４—０２　引水隧洞不良地质洞段开挖施工技术　洪应和　摘要：结合贵州大花水水电站引水隧洞的工程概况，介绍了隧洞开挖施工方法、爆破设计及围岩支护措施，以使隧洞在　施工期和运行期具有长期的稳定性，并总结了施工经验。　关键词：隧洞，开挖施工，爆破设计，锚杆支护　中图分类号：Ｕ４５５．４９　文献标识码：Ａ　１工程概况　１．１概述　水后承载力降低。若直接采取按设计断面进行爆破施工，可能会　造成上部钢拱架基脚悬空，具有掉拱的危险。鉴于此，采取了对　下断面拉中槽的开挖方式，即底部两侧各预留１　ｍ不开挖，只对　大花水水电站位于贵州清水河中游，是一座以发电为主，兼　顾防洪及其他效益的综合水利水电枢纽，为清水河干流水电梯级　开发的第三级，电站装机容量２００　ＭＷ。整个工程由碾压混凝土　抛物线双曲拱坝、引水系统、明厂房等水工建筑物组成。　本标段引水隧洞总长４　２６１．３１２　ｍ，坡度为５‰，开挖断面主　要为圆形，开挖直径有８．３　ｍ与９．７　ｍ两种形式，采用钢筋混凝　土全断面衬砌，衬砌厚度有５０　ｃｎ＇ｌ和１００　ｃｎ＇ｌ，衬砌后隧洞断面为　圆形，直径７．３　ｍ。　中部拉槽爆破，待拉槽后人工用风镐配合挖机再对两侧进行修整　处理，这样施工降低了掉拱的风险。考虑到泥岩遇水会软化，爆　破对底部的扰动范围较大，在有水的泥岩地段若按设计开挖边线　布孔，爆破后引起的超挖量很大，达到５０　ｃｍ～１００　ｃｎ＇ｌ。经过多次　实验后在爆破时预留５０　ｃｎ＇ｌ的保护层，爆破后再用挖机对基础清　底，刚好到未扰动的设计开挖线，这样的施工方法大大减少了超　挖量，节约了施工成本。　１．２施工简介　引水隧洞开挖采取先对上半洞约２４０。范围的岩体进行开挖，　２．２合理的爆破设计　为了控制爆破对围岩的扰动并有效地控制超挖量，采用了周　边光爆，斜眼掏槽，掘进眼和辅助眼线性爆破的方法。经过多次　爆破实验后得出在泥岩洞段围岩段采用如下爆破参数取得了较　好的效果：周边眼间距Ｅ＝４０　ｃｎ＇ｌ，最小抵抗线Ｖ＝５０　ｃｎ＇ｌ，Ｅ／ｖ＝　底部预留暂不开挖，待贯通后再进行下断面捡底。开挖过程中遇　到Ⅳ，Ｖ类围岩较多，围岩自稳能力极差，支护方式采取了小管棚　预注浆或超前锚杆等超前支护，并采用格栅钢架或型钢支撑强支　护，以确保围岩稳定。　０．７５。采用帕２　ｎ＇ｌｌＴｌ药卷，装药系数取０．５～０．８，爆破器材选用２　号岩石硝铵炸药。为保证光爆效果，周边孔采用忆２　ｎ＇ｌｌＴｌ细药卷，　并采用间隔装药结构，线装药密度０．１６　ｇ／ｍ。爆破采用由塑料导　２引水隧洞开挖施工技术　２．１开挖施工方法　‘　爆管并联及串联成爆破网络，毫秒延发雷管实现微差爆破。即：　结合本工程Ⅳ，Ｖ类围岩较多，开挖难度大，施工危险性高的　导火线＋火雷管一塑料导爆管＋传爆雷管一塑料导爆管＋非电　特点，文中主要介绍泥岩典型不良地质洞段的开挖和一期支护措　毫秒雷管一起爆炸药。　施。引水隧洞开挖采取凿岩台车配合人工持手风钻钻爆、自卸汽　车出碴的施工方式，单个作业面１Ｏ台风钻同时施工。　２．１．１上断面开挖　开挖时因围岩稳定性较差，开挖过程中严格执行了“短进尺、　小药量、弱爆破、强支护”的施工技术措施。首先，严格控制爆破　进尺与装药量。一次爆破进尺控制在１．５　ｍ～２　ｍ范围，周边孔　采用了光面爆破，非电毫秒雷管起爆，通过控制爆破的单孔装药　量以减轻爆破震动对围岩的扰动和破坏。其次，爆破出碴后，立　为了适当减少超欠挖，钻爆作业时针对各炮孔的深度、方向、　间排距进行严格控制（见表１）。当然根据围岩类别的不同钻爆设　计参数也要经过多次调整。　表１钻爆设计参数　起爆　雷管　炮眼　炮眼　孔深　装药　顺序　段别　名称　个数　ｍ　装药系数　单孔药量／　１　２　３　上　４　断　面　５　６　７　１　掏槽眼　８　３　掘进眼　９　２　５　２．０　０　７０　０．４４　０．４４　０　４４　０　４０　装药量／　１１　７６　６．３０　１０．５０　５　６０　１６　００　备注　１　４７　０　７０　０．７０　０　７０　０　６４　５　掘进眼　１５　２　０　７　掘进眼　８　２　０　９　内圈眼　２５　２　０　１１　周边眼　４５　２　０　１３　底眼　９　２　０　即采取喷射混凝土对围岩封闭，再进行超前导管、锚杆、格栅拱架　等支护，支护紧跟开挖工作面，随挖随支，以确保围岩稳定。开挖　过程中，地下水较丰富，较长洞段出现渗水甚至涌水的情况，对围　岩稳定极为不利，特别是泥岩地段，遇水便软化、膨胀，若不及时　排水，会对已支护的岩体予以极大的压力，造成很大的安全隐患。　所以在开挖施工的同时，对有水的地段进行及时打排水孔、埋排　水管后才能对围岩支护封闭。　２．１．２下断面开挖　０．１６　０　５０　０．２６　０　８０　１１．７０　７．加　小计　１１９　１　下　２　断　３　面　４　１　掘进眼　２　２　０　２　０　０　５０　０．５０　０　５０　０　１６　０　８０　０　８０　０．８０　０　２６　３　掘进眼　６　６９．０６　１　６０　４　８０　７．２０　６　５０　２０　１０　把２　２号岩　石硝铵　炸药　５　掘进眼　９　２　０　７　周边眼　２５　２　０　小计　４２　２．３支护施工　泥岩洞段在开挖后，围岩自稳能力极差，尤其是顶部围岩，松　在上断面相邻两工作面贯通后，便进行下断面的开挖施工。　散破碎，遇水膨胀变软，掉块剥落现象严重，需立即进行支护。处　先对已暴露围岩初喷５　ｃｎ＇ｌ厚混凝土封闭，然后再进行围岩　因上断面一期支护为格栅或型钢拱架，顶部围岩的稳定靠钢拱架　理时，支撑围岩主要采用系统锚杆、格栅钢架或型钢支撑，若遇顶　支撑，而钢拱架又主要靠两侧的锁脚锚杆承力，泥岩段的锚杆遇　支撑，收稿日期：２００６—０６—０９　作者简介：洪应和（１９６７一），男，高工，中铁十七局集团有限公司，山西太原０３００３２　维普资讯 http://www.cqvip.com

第３２卷第２４期　２００６年　１　２月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．３２　Ｎｏ．２４　Ｄｅｃ．２００６　・２７５・　文章编号：１００９—６８２５（２００６）２４—０２７５—０２　浅析公路沥青路面压实度的变异性　邵丽芳　摘要：对压实度变异性对路用性能的影响进行了分析，并从碾压速度、下承层面层的平整度、碾压温度等方面对造成压　实度变异的主要因素进行了阐述，并给出相应的解决措施，以保证公路沥青路面的工程质量。　关键词：沥青路面，路用性能，压实度，平整度　中图分类号：Ｕ４１６．２１６　文献标识码：Ａ　压实度是决定公路沥青路面工程质量的重要因素。压路机　上的轮迹带承受着大量重车的反复作用。在每年的高温季节，沥　在压实沥青混合料时因为不可能做到温度、遍数和速度都一样，　青混合料的强度和劲度都会大幅度下降，在大量重车的反复作用　即使是在同一路段，边上和中间也会不一样，早压和晚压的温度　下，轮迹带逐渐变型下凹，两侧还可能逐渐鼓起，形成车辙，并逐　　也不一样，压路机的吨位也会因为所加水的不断减少而稍有变　渐发展成辙槽。化，再加上铺到路上的温度本身有差异，所以路面混合料的压实　水和荷载的作用下，造成路面的早期破坏。　车辙或辙槽也就是行车道的轮迹带上产生的永久变形。此　作用下进一步压密产生的，可称其为压密变形；另一部分是因为　沥青混合料在高温时的强度不足以抵抗重轮荷载的反复作用，轮　度不可能一样，造成变异性，从而遗留下一些不可预见的隐患，在　永久变形由两部分组成，一部分是由沥青面层在行车荷载的反复　１压实度变异性对路用性能的影响　１．１　出现车辙　在高速公路上，交通量大、重车的比例大、车辆都按车道行　驶，形成渠道化交通，而且国内不少卡车超载行驶。因此，行车道　下的部分沥青混合料产生剪切变形逐渐被挤压到两侧，使两侧的　沥青面层鼓起，产生所谓的侧向流动。　据分析，由面层产生的车辙深度可能占总车辙深度的９０％　系统锚杆、连接筋，超前锚杆，小导管等焊接牢固。各单　部围岩很差或塌空区，还需进行超前锚杆支护、超前小导管预注　脚锚杆、元之间采用钢板螺栓连接，格栅背部尽量与围岩紧贴。喷混凝土　浆支护等。具体支护参数见表２。　表２支护参数　①　无水泥岩段　ｑｒ２５主筋格栅，格栅间距５０　Ｑ－ｉｆ，ｑｒ２５Ｌ＝４．５　ｍ系统锚　杆与锁脚锚杆，挂８＠１０　ｃｒｎ×１０　ｃｒｎ钢筋网片，ｑｒ２５Ｌ＝　４．５　ｍ超前锚杆，喷（７２０混凝土封闭　８主筋格栅，格栅间距３０　ｃｍ，￣ｔ￣２５Ｌ＝４．５　ｒｎ系统锚　杆与锁脚锚杆，挂８＠１０　ｃｒ／２×１０∞ｌ钢筋网片，凹５Ｌ＝　６　ｒｎ超前小导管预注浆，喷（７２０混凝土封闭　进行覆盖时，先喷格栅钢架，然后格栅钢架之间空隙，直至完全覆　一　ｍ０　３结语　在贵州溶岩地区典型不良地质条件下，对于隧洞在浅埋软岩　地段，自稳性差的软弱破碎围岩、严重偏压地段、岩溶泥流地段、　断层破碎带以及涌水塌方冒顶地带，通过具有针对性的施工工艺　②　有水泥岩段　除上述支护外，脱空区大于５０　ｃｍ时，在最大脱空处埋　③　格栅背后有脱空　设ｑ￣１３５钢管，另埋Ｏｒ／０排气管，进行（７２０泵送混凝土　或顶部塌空区　回填；脱空区小于５０　ｃｍ时，埋设Ｏｒ／０注浆管和排气管，　回填水泥砂浆或掺和粉煤灰充填密实　改进，采用预留核心土稳定开挖面、喷射混凝土封闭工作面、超前　锚杆或超前小导管锚固前方围岩、管棚超前支护、注浆加固围岩　采用上述方案支护必须在开挖后及时进行，做到随挖随支、　步步为营，这样可有效的稳定围岩，确保了开挖过程的安全。但　在一些应力释放较大、渗水严重的地方，单层格栅钢架支护后不　足以抵挡围岩的变形，导致格栅钢架变形，喷混凝土开裂、剥落，　严重危及已支护地段安全。为了解决这一问题，在开挖时预留了　和堵截渗透水、超前小导管注浆、超前深孔帷幕灌浆、钢格栅或型　钢支撑等联合支护措施，以获得隧洞在施工期和运行期的长期稳　定性。通过贵州大花水水电站不良地质洞段的开挖支护施工认　识到，在溶岩地区典型碳质泥岩夹煤层和大型塌方冒顶高危洞　段，只有采取具有针对性和可靠性的施工方法，严格控制工序过　程质量，才能使工程达到一劳永逸的稳定效果。　参考文献：　［１］ＤＬ／Ｔ　５０９９—１９９９，水工建筑物地下开挖施工技术规范［Ｓ］．　支护空间，可在不减小结构断面的前提下在第一层拱下紧贴一层　内拱或工字钢，再喷混凝土封闭，起到了有效支护的效果。　在以上支护过程中严格控制每道工序质量，格栅钢架要与锁　Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ　ｔｕｎｎｅｌ　ｉｎ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｕｎｆａｖｏｒａｂｌｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　．ＨＯＮＧＹｉｎｇ－ｈｅ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：（ｂｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｄｉｖｅｒＳｉｏｎ　ｔｕｎｎｄ　ｗｏｒｋｓ　ｉｎ　Ｄａｈｕａ　ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　ｔｈｅ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｕｎｎｄ　ｉｓ　ｉｎ—　ｔｆ　ｕｃｅｄ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｄｅｓｉｇｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　ｏｆ　ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｒｏｃｋ．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ　ａｙｅ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｕｎｎｅ１．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌ，ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｂｌｓｔｉａｎｇ　ｄｅｓｉｎ，ｂｏｌｇｔｉｎｇ　ｓｕｐｐｏｒｔ　收稿日期：２００６—０６—３０　作者简介：邵丽芳（１９７２一），女，硕士，副教授，浙江交通职业技术学院，浙江杭州３１１１１２