天花板水电站3^#施工支洞围岩变形分析

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发布时间：2021-08-17

资料介绍

岩不断变形并向洞室内部逐渐位移，一些强度低的

岩石由于应力达到强度极限值而破坏，产生的山岩

压力作用于支护上。3 施工支洞围岩泥质页岩软

弱，易于破坏，由于隧洞工程的进展，一部份泥质

页岩发生了破坏，伴随着时间的延长，发生了破坏

的围岩数量及范围越来越多，产生了较大的山岩压

力作用于支护上，支护发生了变形，最终出现了各

种异常现象。

3．2 工程地质分析

3 施工支洞围岩工程地质分类为Ⅳ 类，围岩

岩体破碎，隧洞的开挖与形成，加大了围岩岩体的

破碎程度，加大了地下水的排泄空间与通道，地下

水的活动加强了，泥质页岩受地下水的影响程度加

大了，喷混凝土支护、混凝土衬砌阻止了地下水直

接排泄到隧洞内，加长了地下水的排泄渗径，受大

气降水影响，隧洞上方的地下水位抬高了，被抬高

的地下水对围岩支护的压力增大了，同时，加大了

泥质页岩的软化速度与范围，加大了围岩变差的速

度与范围。被软化的泥质页岩在地下水作用下局部

出现了流失现象，导致围岩内局部出现了小的联通

性空洞，这又加大了围岩变形空间，加速了围岩变

形速度，这样，失去自承能力而破坏了的围岩越来

越多，作用在支护上的应力越来越大，导致了支护

发生了反应，出现了各种异常现象。

桩号0十25～0十86m段围岩不断的塑性变化、

破坏，在地下水作用下，产生破坏的围岩内部细颗

粒物质易被水流带走，岩体变得松动、松散，与之

相联的桩号0+0～O+25m段围岩和主洞桩号y2+

540~y2+565m 段的围岩不断向松动、松散的岩

体卸荷、变形，将已发生松动破坏的围岩岩体进行

加密，这一过程加大了主洞围岩变形范围和速度，

形成的山岩压力对支护产生了很大的作用，最终导

致主洞桩号y2+540～y2+565m 段钢格栅产生了

不均一变形，出现了围岩支护上混凝土拉裂开缝现

象，同时也加大了3#施工支洞桩号0+25m段附

近围岩的变形，出现了该段衬砌混凝土变形和局部

混凝土剥落现象，导致洞脸边坡及其附近边坡喷混

凝土层受影响而出现了异常变化。

3．3 支护分析

3 施工支洞围岩层理发育，层理倾角较陡，

3m长的系统锚杆大部份是沿层理面伸人到岩体内

部的或锚杆大部份穿行于泥质页岩中，伴随围岩泥

质页岩的软化，锚杆作用不断减弱，最终导致了部

份锚杆逐渐失去了作用，同时，隧洞的形成，增加

了地下水运动通道和排泄空间，加大了地表水与隧

洞围岩的联系，加速了泥质页岩软化速度，这样，

支护的锚杆发挥作用越来越弱，洞壁的位移量和位

移速度越来越大，同时，在隧洞形成开始阶段，钢

格栅支护与围岩没有完全接触，围岩变形完全接触

到钢格栅支护时，围岩塑性变形范围和洞壁位移量

其实已经很大了，失去自承能力的围岩已经很多

了，产生了很大的山岩压力作用于钢格栅上，因为

围岩岩体的不均一性，再加上系统锚杆、网喷混凝

土的作用，钢格栅出现了不均匀受力、局部出现了

受力过大的情况，因为钢格栅是一种相对柔性的拱

形支护，对围岩顶拱的支护力要高于对两洞壁的支

护力，支护力强的地方变形相对要小一些，各种作

用下钢格栅出现了不均匀变形现象，引起钢格栅支

护段上混凝土拉裂开缝和水平支撑变形现象。

3．4 综合分析

地下水对泥质页岩的软化作用，地下水运移带

走一些细颗粒物质，厂房后边坡的开挖，压力管道

的爆破等加剧了围岩塑性变形速度，导致了部份围

岩变形过大，致使一部份支护作用减弱，失去自稳

能力的围岩增多，对支护的应力增大，同时，支护

本身的不均一性，最终导致出现了一系列异常现

象，这也说明了该区隧洞发生了破坏的围岩占整个

隧洞围岩的一部份，且这些破坏的围岩是逐渐形成

的，隧洞在支护作用下整体是稳定的。加强整个

3 施工支洞的排水和加强对一部份围岩的支护是

保障隧洞稳定的关键。

4 工程处理

在隧洞的顶拱区增设了4m 长、间距4m、玫

花型布置的系统排水孔，完善桩号0+25～0+

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