龙胜县仙洞水电站隧洞复杂地质段施工.docx

广西水利水电GXWATERRESOURCESHYDROPOWERENGINEERING2011(1)

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·施工技术·

龙胜县仙洞水电站隧洞复杂地质段施工

唐强

(广西桂林市天力水利电力建筑安装工程公司，广西桂林541001)

[摘要]分析了龙胜县仙洞水电站工程引水隧洞的工程地质情况，论述了以普氏理论与新奥法相结合指导隧洞开挖施工，采用“短开挖、弱爆破、木支撑、钢筋混凝土衬砌”的方法及施工质量控制工艺。

[关键词]引水隧洞；工程地质；施工

[中图分类号]TV554[文献标识码]B[文章编号]1003-1510(2011)01-0063-02

1工程概述

仙洞水电站位于龙胜县平等乡蒙洞村，为引水式径流电站。电站水头360m,装机4×630kW。引水隧洞为无压隧洞，总长4km,有2km多的隧洞其表层为水田，地质软弱，局部覆盖层还较薄。隧洞设计断面为圆拱直墙式，宽1.8m,高2.4m。

仙洞水电站是几年前小水电大开发时期兴建的，勘察设计工作做得较粗浅，特别是对引水渠系隧洞的地质情况没有作较详细的勘察分析。在施工时，只好在施工放样测出洞轴线实际穿越的地带后，再对隧洞沿线的地质情况作初步分析，据施工开挖情况，再作出隧洞支护衬砌措施。鉴于该电站隧洞地质的复杂性，工程指挥部决定由施工单位根据施工可行性提出设计及施工方案。

经研究，我们认为该电站隧洞设计、施工应当处理好几个问题，一是弄清地质情况，二是根据相关洞室岩石力学理论，选择设计施工方案，三是根据设计计算结果，并以相关理论作指导进行施工。

2隧洞地质情况

仙洞水电站区域大地构造，位于龙胜褶断带，三门一瓢里一平等深大断裂两侧，主要岩性为变质含砾砂岩，含砾泥质不等粒砂岩夹板岩。坡残积层(d1Q+elQ):为浅黄色、黄色粉砂质粘土及腐植土夹风化块石，局部有大飘石，广泛分布于隧洞区山脊及山坡，厚度一般1.5-10m,局部30m。

仙洞水电站共有7个隧洞，总长4km。除1号、7号洞以外，其余都穿过水稻田。1号洞基本为岩石，石质较硬；但较破碎，几乎都是大大小小的裂隙，裂隙中有滴水，有些地方渗水成纤状；其余隧洞进出口均为残坡积，沿洞轴线穿越长度30-150m不等。因其上为水田，当地又有泡冬水田的习惯，一年四季田中都有水，故洞开挖时都带有渗水。4号、5号洞至深部还有流塑状软弱层，成洞困难。其余处于隧洞中部地段多为弱风化或接近强风化的岩石，也基本上都要作临时支护。

隧洞地质状况复杂，几乎都属软弱地质，而且各自的地质特性差异又较大，这就必须针对隧洞各地段的具体条件来确定施工开挖、临时支护及衬砌的方案。

3隧洞开挖支护方案的选择原则

3.1隧洞开挖支护的理论依据

目前，洞室岩石力学实用理论可归结为两种：一种是“松弛荷载理论”。其核心内容是：稳定的岩体有自稳能力，不产生荷载：不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支撑。这样，作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力。这是一种传统的理论，也称为“普氏理论”。适用于较松散围岩。

另一种是“岩承理论”。其核心内容是：围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力：不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的(即岩石具有流变性),如果

[收稿日期]2010-07-29

[作者简介]唐强(1977-),男，广西全州县人，桂林市天力水利电力建筑安装工程公司助理工程师，二级建造师，从事水利水电工程施工及管理。

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在这个过程中提供必要的帮助或限制，则围岩仍然能够进入稳定状态。这是一种比较现代的理论。应用岩体力学的理论，通过对隧道围岩变形的量测、监控，采用新型的支护结构，尽量利用围岩自承能力指导隧道设计和施工的方法，称为“新奥法”。适用于岩石较为完整的围岩。

3.2隧洞开挖支护的方案选择

仙洞水电站隧洞地质情况复杂，由弱风化至残坡积都有，且还有渗水的特软弱层。因此，从“普氏理论”到“新奥法”都适用。

现在的问题是，在哪些地段用普氏法，哪些地段用新奥法。又如何用这些理论去解决面临的隧洞开挖和衬砌问题。

仙洞水电站是一个民营小水电站，考虑施工成本，不能完全按新奥法作现场施工围岩监测，也不能采用成本较高的喷混凝土、打锚杆，因此，不能按新奥法进行测后设计施工。相对普氏理论无需现场监测，依据理论和经验可进行粗略的计算，为设计施工提供依据。但这不是说新奥法的理论不能用，新奥法的“岩承论”及岩石应力流变性，正是指导我们进行开挖和支护的理论基