王風(fēng)民

【摘要】輸水隧洞是水利工程建設(shè)當(dāng)中的重要組成部分，在進(jìn)行隧洞開(kāi)挖的時(shí)候，由于應(yīng)力的重新分布，應(yīng)力變形和擠壓會(huì)對(duì)隧洞的安全形成威脅。為了保證水利工程建設(shè)中隧洞的安全，對(duì)其支護(hù)結(jié)構(gòu)的威嚴(yán)的穩(wěn)定性進(jìn)行探討分析十分的必要。本文從大西溝水庫(kù)隧洞的實(shí)際情況出發(fā)進(jìn)行隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的分析和圍巖穩(wěn)定性的探討，目的是要為水利工程建設(shè)中的隧洞安全保護(hù)提供理論上的支持和參考。

【關(guān)鍵詞】輸水隧洞；支護(hù)結(jié)構(gòu)；圍巖穩(wěn)定性

隨著西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的不斷深入推進(jìn)，新疆水資源的利用與開(kāi)發(fā)工程得到了極大的重視。在工程建設(shè)中，隧洞的開(kāi)挖是一項(xiàng)重要的內(nèi)容，保證其安全對(duì)于整個(gè)工程有著重要的意義。從隧道開(kāi)挖的具體實(shí)踐來(lái)看，要實(shí)現(xiàn)隧道開(kāi)挖的安全、保障隧洞的安全運(yùn)行，主要是針對(duì)隧洞實(shí)際情況確立科學(xué)的支護(hù)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)隧洞圍巖的穩(wěn)定性。

一、輸水隧洞的基本情況概述

烏魯木齊河大西溝水庫(kù)隧洞分為泄洪兼導(dǎo)流洞和放水灌溉洞，均布置在河床右岸，隧洞進(jìn)出口統(tǒng)一布置，從左向右依次為放水灌溉洞、泄洪兼導(dǎo)流洞，洞軸線間距25m。2條隧洞分有壓洞段、工作閘井段和無(wú)壓洞段，隧洞基巖以凝灰?guī)r為主。大西溝水庫(kù)海拔近2000m，正常蓄水位為1961m，河水主要為冰川水、雪水和基巖裂隙水，冬季較寒冷，最低溫度為-25℃。冬季施工時(shí)隧洞內(nèi)溫度較低，混凝土不易凝結(jié)；且從大西溝水庫(kù)隧洞開(kāi)挖的情況來(lái)看，由于受出口F360斷層的影響，隧洞出口段附近基巖破碎、完整性差。隧洞支護(hù)結(jié)構(gòu)的確立和基巖穩(wěn)定性的提升，需要采取多種形式的處理措施。

二、施工中存在地質(zhì)問(wèn)題和解決策略

泄洪兼導(dǎo)流洞進(jìn)口右側(cè)邊坡巖體風(fēng)化強(qiáng)烈，巖體較破碎、斷層較發(fā)育，施工中采取增加預(yù)應(yīng)力錨索加強(qiáng)錨固措施；高程1956m～1966m，增加20根錨索共2排；高程1946m～1956m，增加10根錨索共2排；高程1936m～1946m，樁號(hào)0-030m附近出現(xiàn)倒坡，增加2根錨索進(jìn)行加固。隧洞進(jìn)口邊坡采取加固處理措施后，邊坡穩(wěn)定性較好，滿足設(shè)計(jì)要求。

泄洪兼導(dǎo)流洞出口受F360斷層影響，出口擴(kuò)散段、消力池段巖石破碎，鋼筋混凝土底板厚度調(diào)整到1.5m，以增強(qiáng)基礎(chǔ)抗沖刷能力；出口0+466.832～0+481.18m段巖體破碎，遇水軟化，采用換填1m厚的砂礫石夯實(shí)處理后，效果較好，提高了基礎(chǔ)的承載能力。

三、輸水隧洞支護(hù)結(jié)構(gòu)分析

輸水隧洞的支護(hù)結(jié)構(gòu)是保證隧道安全的重要措施，所以分析隧洞圍巖的穩(wěn)定性并采取必要的加固措施，是保證隧洞安全的重要保障。

大西溝水庫(kù)泄洪兼導(dǎo)流洞為城門洞型，分有壓洞身段、工作閘井段和無(wú)壓洞身段。隧洞開(kāi)挖后0+000～0+103.305m段、有壓洞0+118.305～0+355m段，節(jié)理裂隙較發(fā)育，伴生有少量的小斷層，隧洞開(kāi)挖后綜合評(píng)定圍巖以Ⅲ類為主，少部分為Ⅳ類圍巖；施工中根據(jù)地質(zhì)預(yù)報(bào)，隧洞支護(hù)主要采取鎖口進(jìn)洞、超前錨桿支護(hù)措施。該段隧洞整體施工中，由于采取的支護(hù)結(jié)構(gòu)得當(dāng)，未出現(xiàn)塌方等不良地質(zhì)現(xiàn)象，保證了施工安全。

隧洞0+355～0+435m段由于受出口F360斷層影響，隧洞開(kāi)挖后的圍巖類別與前期勘察不一致，差異較大。該段為F360斷層影響帶，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石破碎，局部洞頂和側(cè)壁有塌方現(xiàn)象，成洞條件差，綜合評(píng)定圍巖以Ⅳ類為主，施工中采用光面預(yù)裂爆破、短進(jìn)尺、多循環(huán)、小炮量的施工方法，盡量減少爆破對(duì)隧洞圍巖的破壞，提高圍巖的自穩(wěn)能力；開(kāi)挖后的隧洞，巖體破碎不易長(zhǎng)時(shí)間裸露，應(yīng)盡快對(duì)其進(jìn)行封閉和支護(hù)，使其形成封閉的受力結(jié)構(gòu)，采取邊開(kāi)挖邊支護(hù)的施工措施。經(jīng)噴錨掛網(wǎng)和鋼拱架支護(hù)后的隧洞，提高了隧洞圍巖自身的承載能力和圍巖的穩(wěn)定性，保證了隧洞支護(hù)系統(tǒng)的安全可靠，提高了隧洞施工的進(jìn)度。

在輸水隧洞支護(hù)結(jié)構(gòu)的分析中發(fā)現(xiàn)，由于大西溝水庫(kù)海拔近2000m，河水主要為冰川水，冬季較寒冷，-25℃，隧洞內(nèi)溫度低，混凝土不易凝結(jié)。因此在進(jìn)行混凝土噴護(hù)時(shí)，采取封堵洞口、用油筒作火爐的方式，使洞內(nèi)溫度明顯升高，在合適的溫度下，混凝土的凝固效果得到加強(qiáng)，支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量有了保證。簡(jiǎn)言之，在輸水隧洞的支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)化中，一方面要強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)的整體性，這種強(qiáng)調(diào)會(huì)將支護(hù)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)方面的承壓變形等情況進(jìn)行避免，另一方面是要強(qiáng)調(diào)混凝土的凝結(jié)效果，因?yàn)楦玫哪Y(jié)效果會(huì)提升混凝土剛度、硬度以及承壓力和荷載力。這樣，支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性會(huì)明顯的提升。

四、輸水隧洞圍巖穩(wěn)定性探討

輸水隧洞圍巖的穩(wěn)定性也是隧動(dòng)開(kāi)挖時(shí)需要重點(diǎn)注意的一項(xiàng)內(nèi)容。就隧洞的穩(wěn)定性來(lái)看，主要的措施是將破碎的圍巖做統(tǒng)一性的處理，這樣，圍巖得到了基礎(chǔ)的統(tǒng)一，其受力、荷載等也會(huì)變得更加均勻。在水輸水洞圍巖穩(wěn)定性的處理中，一項(xiàng)重要的措施是水泥樁柱法的利用。所謂的水泥樁柱法指的是利用高壓噴射噴頭將水泥漿液注入到圍巖縫隙中進(jìn)行圍巖統(tǒng)一性處理的方法。這種方法的利用需要注意兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

一方面是注漿位置的選擇。在注漿中，位置選擇的不正確可能會(huì)造成圍巖的坍塌，因此科學(xué)分析并進(jìn)行選點(diǎn)十分的重要。就選點(diǎn)來(lái)看，應(yīng)該將存在裂縫但是又具有相對(duì)完整性的基巖部位作為水泥漿液注入的點(diǎn)，這樣的選點(diǎn)一方面是保證了漿液能夠通過(guò)縫隙進(jìn)行擴(kuò)散，另一方面是避免了漿液沖擊力過(guò)大出現(xiàn)的基巖破裂。在基巖位置的科學(xué)選擇之后便是進(jìn)行漿液的灌注，為了達(dá)到較好的效果，灌注的漿液需要滿足一定的比例，在實(shí)際漿液灌注中，按照工程要求進(jìn)行水泥漿液配比，然后做好分析檢查，確定其配比無(wú)誤后即可進(jìn)行灌注。通過(guò)漿液在縫隙當(dāng)中的凝結(jié)，圍巖的穩(wěn)定性目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

結(jié)束語(yǔ)：

輸水隧洞在水利工程的建設(shè)中普遍存在，尤其是在一些山區(qū)進(jìn)行水利工程建設(shè)的時(shí)候，隧洞的數(shù)量會(huì)比較多，這時(shí)候，保證隧洞的施工質(zhì)量會(huì)成為工程整體質(zhì)量提升的關(guān)鍵?？茖W(xué)的分析隧洞施工區(qū)域的地質(zhì)情況，在掌握地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上對(duì)隧道開(kāi)挖的方式方法進(jìn)行改進(jìn)，然后在探討隧洞的支護(hù)結(jié)構(gòu)合理性和圍巖的穩(wěn)定性，這樣，隧洞施工質(zhì)量得以全面性提升。

參考文獻(xiàn)：

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