浅谈隧洞通过不良地质段需注意事项

(四川兴鼎电力有限责任公司，成都 610041)

1 概述

晴朗水电站位于阿坝州黑水县晴朗乡俄多村，地处川西高原东南部、四川盆地西北部的高山峡谷地带，海拔1800～5000m，相对高差500～1000m，地势NW高SE低，属中高山地貌。区内山高坡陡，山势巍峨，西部有海拔4000m以上的羊拱山、鹧鸪山、邛崃山，东部有由海拔4500m山峰构成的南北向岷山山脉，南东侧为著名的北东向龙门山，海拔多在3000m以上。工程区右岸最高峰为洛斯波格峰，海拔3900m，左岸最高峰为占提克峰，海拔3266m。引水隧洞全长16328m，断面型式为平底马蹄形，净宽6.5m，净高5.8m。岩性主要为变质砂岩、板岩及千枚岩。隧洞进口及过沟断层带段岩体风化、破碎、节理发育稳定性较差，如施工方案不当，极易引起塌方。

2 隧洞不良地质条件的确定

隧洞内不良地质条件一般指洞内围岩存在岩体松散、软弱、破碎、断层带、高地应力、渗水涌水、偏压、岩溶发育等不良地质构造。当洞室穿越上述地段时，如何防止围岩塌方是施工中必须高度重视的关键问题。

3 隧洞不良地质洞段的施工原则

施工时采取浅钻孔、弱爆破、多循环、强支护、紧封闭等措施，尽量减少对围岩的扰动，同时要及时量测、及时反馈、及时修正支护方案。采取分部开挖、及时支护方法。每一循环掘进进尺控制在0.5～1.0m左右;支护施工应根据工程特性及实际施工能力，采取由弱到强、由简到繁、由易到难、逐步加强的支护方法，使前期临时支护能保证后期支护的施工安全。

4 隧洞不良地质洞段安全施工注意事项

a.根据设计工程地质资料制定施工技术措施和安全技术措施，并向作业人员进行交底。作业现场应有专职安全人员进行监护作业。

b.不良地质洞段的支护要严格按照施工方案进行，必须紧跟开挖工作面进行。在已开挖完成的工作面按设计要求完成全部支护施工内容并验收合格后方可进行下一个循环的施工;锚杆与喷混凝土支护在下一个循环爆破前，必须按规范要求达到一定时间，具备一定的强度。

c.当出现围岩不稳定、涌水及发生塌方情况时，所有作业人员应立即撤至安全地带。

d.施工作业时，岩石既是开挖的对象，又是成洞的介质，所有施工人员必须充分了解围岩性质，合理运用洞室体形特征，加强隧洞安全监测，依靠监测信息准确掌握围岩变形情况和支护时间，及时调整支护方案和支护参数，以确保施工安全。

e.在完成一开挖作业循环时，应全面清除危石，及时支护，防止落石。

f.在不良地质洞段施工，应做好工程地质、地下水类型和涌水量的综合地质超前预报工作，并设置排水沟、积水坑和充分的抽排水设备。

g.在软弱、松散破碎带施工，应待支护稳定后方可进行下一段施工作业。

h.在不良地质地段施工应按所制定的临时安全用电方案实施，设置漏电保护器，并有断、停电应急措施。

i.在不良地质条件下，采用单一的支护方法不一定能保证洞室的稳定，需要采用预固结灌浆、锚杆、挂网喷混凝土、钢拱架等多种支护方法。必要时，可采取喷射混凝土封闭开挖面、超前锚固、底拱锚固或封闭仰拱等多种措施，使其联合发挥支护作用，直至完成混凝土衬砌。

5 隧洞不良地质洞段锚杆施工注意事项

洞内锚杆宜采用多臂钻、锚杆台车等先进设备。目前常用的手风钻钻孔，存在的最大弊端就是钻孔角度与设计要求偏差较大，不能满足设计要求。而在不良地质条件下，如钻孔角度偏差较大，则系统锚杆不能形成“承载拱”，直接影响到洞室的稳定。因此在采用手风钻钻孔时必须注意采取以下措施:

a.选择技术过硬、责任心强的施工作业人员。

b.采用自制作业台车进行锚杆作业时，台车的设计必须合理，方便施工。另外锚杆尤其是洞室拱顶锚杆的注浆饱满度必须满足设计要求，在注浆过程中除精心施工外，还要严格控制浆液的稠度。

6 隧洞不良地质洞段喷射混凝土施工注意事项

不良地质条件洞段开挖后，岩石暴露时间应控制在2～4h以内。在支护施工开始前，应首先初喷4～5cm厚混凝土封闭岩面，然后进行锚杆、钢筋网及拱架安装的施工。对于设有拱架部位的喷混凝土，应先喷射钢拱架与岩面之间的混凝土，后喷射钢拱架之间的混凝土。在挂网完成后，及时喷射混凝土至设计厚度要求，完全覆盖钢筋网，尤其是在有钢拱架支护的地段，必须完全将钢拱架覆盖，以形成喷混凝土与拱架联合支护。初期支护应及时进行，本着“早封闭、快成环、控制变形”的原则，对于软弱地层，应采用潮喷混凝土，不宜采用湿喷混凝土，从而阻死围岩裂隙，形成由围岩组成的承载拱。

7 隧洞不良地质洞段拱架施工注意事项

e.钢拱架应与周边系统锚杆焊接牢固，拱架与拱架之间也要用钢筋连接牢固。

a.一般条件下，在需要安设拱架的不良洞段，拱架均按设计要求事先制作成型备用，其尺寸大小很难改变。因此在开挖施工中，周边光爆孔钻孔必须严格保证质量，确保超欠挖控制在规范要求的偏差范围内，以免钢拱架无法按设计位置进行安装，从而进行二次开挖扰动围岩，造成塌方。

b.钢拱架安装必须符合设计位置要求，拱架与围岩之间的空隙严禁采用片石等填充，以免出现“两层皮”现象，致使拱架没有起到真正的承载作用。在缝隙较大时，可用钢楔楔紧，喷混凝土时首先细致地将拱架与岩面部位充填密实，然后再大面积喷射。施工中必须加强对此道工序的控制。

c.由于安设钢拱架的部位围岩条件较差，对钢拱架受力要求较为严格，因此钢拱架在安装时要做到横纵两个方向等强度、等刚度、等稳定度。

d.钢拱架立柱应支立于可靠的基础上，不得支立于浮渣上，并用锁脚锚杆锁紧。对于底脚岩石较差无法开挖至硬基或锁脚锚杆无法钻设无法起到牵拉作用时，应视具体情况采用纵向托梁或扩大拱脚等措施进行加强。

8 隧洞不良地质洞段爆破完成后拱部危石的处理注意事项

爆破完成后，有些危石已处于极限平衡状态，钻设锚杆孔时，震动极有可能使其塌落。对于拱部危石，为了确保施工安全，先素喷一层混凝土，可提高其安全度;再打设较短的随机锚杆，利用短锚杆挂一层钢筋网;再喷一层混凝土，可以进一步提高其安全性;在此基础上，再按设计要求施工系统锚杆，可以对危石进行彻底的加固。对于边墙较高部位的危石，为了保证安全，一般应采用边挖边锚的施工方案。

9 结语

隧洞不良地质洞段成因较复杂，围岩变化频繁，施工过程中应结合现场实际情况，采用相应的施工方法对不良地质洞段进行处理，通过上述施工注意事项能更好地保证在隧洞不良地质洞段处理过程中不发生大的塌方，保证施工的安全、质量和进度要求。通过晴朗水电站工程实践，上述隧洞不良地质洞段施工注意事项能保证不良地质洞段处理的安全、质量和进度要求。