隧洞纵坡0.5% , 首部起坡点桩号YO+O00.00.
底板高程1 032.O0 m, 尾部桩号Y2+514.O1 (接调
压井),调压井底部隧洞高程1 019.48 m。圆形断面
内径8.20 m, 衬砌厚度0.6 tn (Ⅲ 类围岩) 和0.8 Ill
(Ⅳ 、V 类围岩)。
2 开挖、支护设计及不良地址段处理
考虑引水隧洞混凝土衬砌段内径、围岩衬砌厚
度和开挖支护过程中挂网、喷混凝土的厚度, Ⅲ 、
Ⅳ 、V类同岩的开挖洞径分别为9.56、10.1,10.2
m。隧洞分两序开挖,第一序完成上半洞240。范围
开挖, 随后进行支护: 衬砌混凝土浇筑前完成下半
洞开挖, 不做支护。
Ⅲ 类围岩支护为: 顶部240。范同内采用喷混凝
土C20. 厚度8 em,随机挂网钢筋4,6.5@20x20 cm,
随机锚杆西22、L=3.1 113, 深入岩石3.0 m。
IV类同岩支护为: 顶部240。范围内采用系统喷
混凝土C20, 厚度15 cm, 挂网钢筋4,6.5@20x20
cm, 系统锚杆西22@1.5x1.5 m、L=4.5 m.深入岩石
4.4 In,梅花形布置。
V类围岩稳定性较差, 开挖支护采用全断面钢
格栅拱架支护,格栅断面15 cmx20 cm, 间距0.8~
1.2 m,并在顶拱140。范围内设 22、L=4.5 113超前
锚杆, 环向间距30(3m, 倾角(向外) 5。。全断面
设喷混凝土C20、厚度20 cm. 挂网钢筋4,6.5@15x
15 cm, 系统支护锚杆4,22@1.5×1.5 m、L=4.5 m,
深入岩石4.4 m,梅花形布置。
在Ⅳ 、V类围岩等不良地质洞段开挖时, 遵循
浅钻孔、弱爆破、多循环的原则, 同时网喷、锚杆
支护应紧跟掌子面。
2008年7月底,在引水开挖过程中,桩号Y1-I-
950.O0下游侧出现长度约6 m、高度约10~l2 m 的
塌方段。根据现场情况、参考类似工程经验。对塌
方段采取以下处理措施:
(1) 在塌方部位虚渣上喷聚丙烯纤维混凝土
(聚丙烯掺量为0.6~1.0 kg/m ), 使之成为挡墙。在
挡墙的掌子面立采用18号工字钢钢拱架(间排距
0.4~0.6 m),打超前管棚进行固结灌浆。管棚参数
为:4,48花管、L=6 m,在顶拱240。范围内, 每榀
拱架设两排, 内侧水平, 外侧外倾15。, 间距35
(3m。待固结完成后,进行虚渣清理,清理时控制每
次进尺不超过1 m。
(2)对塌方段影响部位(掌子面前约15 m),
作加固处理。即, 增加无盖重固结灌浆, 加密系统
锚杆。固结灌浆孑L径50 mlTl,花管西48, 孑L深6 In,
浆液水灰比采用1:0.8~1:l, 浆液中加入水玻璃(掺
量为水泥用量的2%~4% ), 灌浆压力采用0.1~0.2
MPa; 自进式锚杆, 25、L=6 m, 间排距1.5 mx1.5
m, 与系统锚杆间隔布置
(3) 经过一个月的处理, 引水隧洞顺利通过了
塌方段, 此间无人员伤亡事故。到2009年该部位混
凝土衬砌施工前, 一直未发现裂缝。
(4)2010年,灌浆工程施工过程中,对塌方段
顶拱空腔部位回填了C15混凝土。
3 结构设计
3.1 结构计算
(1)计算假定: ① 假定岩体稳定且相对均匀;
② 计算应力配筋中, 有内水组合作用时,不计外水
压力的折减;无内水作用时,外水压力不折减;③
裂缝验算过程中,有内水组合作用时.外水压力折
减系数取0.5;④ 地下结构忽略温度和地震荷载的影
响;⑤ 计算断面根据隧洞沿线围岩分类及内、外水
压力分布情况(内水压力取值分别考虑上游为正常
蓄水位1 071.O0 m、厂房正常运行时上游最高发电
水位(P=0.5% )1 074.58 m及调压井最高涌浪水位
l 096.1l m 求得。外水压力根据引水隧洞沿线地下
水位线求得,选取2O个典型断面进行计算;《⑥20o5
年,刘云和王亦维Ⅲ建议, 当水工隧洞进行了:有效的
一次支护, 在实际结构计算时衬砌的几何尺寸应计
入一次支护的尺度,或适当提高围岩的厂(隧洞围岩
牢固系数)、Ko(隧洞围岩单位弹性抗力系数)计算
值,对于后者建议 的计算值可比其原始地质
参数提高20%~30% 。考虑到本工程引水隧洞中Ⅳ 、
V类围岩段采用了较强支护,因此在计算中对于Ⅳ 、
V类围岩段的单位弹性抗力系数值提高了20% 。
(2)荷载与计算工况。荷载与计算工况:组合见
表1所示。
表1 荷载组合
注: 持久工况, 即为正常运行工况, 采用上游为正 曹蓄水位
1 071.O0 133时为正常发电的水位: 短暂工况. 即为厂房正芎运行时
的最高发电水位,采用上游为200年一遇校核洪水位1 074.58 m发
电时的水位:偶然工况. 即为在上游为正常蓄水位1 071.0o m时的
检修工况。
(3) 计算方法。根据DL,r 5195m 2004 《水工
隧洞