大断面互层状软岩导流洞设计方案比选与施工

发布时间：2022-02-14 16:16

　　巴基斯坦卡洛特水电站导流洞断面大,隧洞穿越互层状砂岩及泥岩、粉砂岩,岩石属软岩且具有遇水崩解、失水干裂的特点,安全稳定问题突出。从工程地质条件、施工风险来看,导流洞岩石为互层状软岩,洞身围岩主要以Ⅳ类为主,Ⅳ类和Ⅴ类所占比例达到80%,且岩层产状与洞轴线夹角较小,围岩自稳时间较短,开挖后易塌方。为保证开挖过程中围岩稳定时间尽可能长,有效降低围岩变形速率,保证施工期安全,最终采用了3条导流洞的布置方案。根据工程枢纽布置和坝区的地形、地质条件,对导流洞洞身3种横断面形式:城门洞形、马蹄形、圆形进行结构应力分析和技术经济比较。结果表明:圆形隧洞虽施工条件稍差,但受力最好且投资最少,最终采用圆形断面。最后,通过分层开挖、跟进支护、动态监测,卡洛特水电站工程安全顺利完成,并安全运行近2a。研究结果可为其他类似隧洞工程提供参考与借鉴。 

【文章来源】：人民长江. 2020,51(S2)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

2条导流隧洞布置示意

从施工布置、截流水头、运行工况、投资的角度来看,2条洞方案与3条洞方案差别不大。从工程地质条件、施工风险来看,该工程岩石为互层状软岩,洞身围岩主要以Ⅳ类为主,Ⅳ类和Ⅴ类所占比例达到80%,且岩层产状与洞轴线夹角较小,围岩自稳时间较短,开挖后易塌方。洞室越大,所采取的分层分序步骤越复杂,支护工程量大,施工周期越长。为保证开挖过程中围岩稳定时间尽可能长,有效降低围岩变形速率,保证施工期安全,3条洞方案施工难度小及施工风险低,参考该流域已建的巴基斯坦MANGLA水电站(圆形 ?10 m)、N-J水电站(圆形 ?11.0 m)、DASU水电站(马蹄形 ?7 m)、Gulpur水电站(马蹄形 ?11.3 m)、Patrind水电站(圆形 ?8.3 m)隧洞尺寸,最终采用3条导流洞布置方案。根据工程枢纽布置和坝区的地形、地质条件,对导流洞洞身3种横断面形式:城门洞形、马蹄形、圆形(见图3～5)进行结构应力分析和技术经济比较(见表3),发现圆形隧洞虽施工条件稍差,但受力最好且投资最少,最终采用圆形断面。

根据工程枢纽布置和坝区的地形、地质条件,对导流洞洞身3种横断面形式:城门洞形、马蹄形、圆形(见图3～5)进行结构应力分析和技术经济比较(见表3),发现圆形隧洞虽施工条件稍差,但受力最好且投资最少,最终采用圆形断面。图4 马蹄形隧洞(单位:cm)

【参考文献】：
期刊论文
[1]模糊择近原则在隧洞围岩分类中的应用[J]. 韩桂武,刘斌,范鹤.  东北大学学报. 2006(07)
[2]巴基斯坦卡洛特水电站软岩地下洞室围岩分类及应用[J]. 尹春明,侯钦礼,沈金刚,潘路远.  水利水电快报. 2020(03)



本文编号：3624875