优化引水隧洞衬砌结构的设计和调整方案

根据引水隧洞不同洞段和不同地质条件，隧洞衬砌结构设计采取如下具体方案，并根据现场实际开挖揭露地质条件进行衬砌结构设计方案调整，以确保满足设计要求。

（1）引水隧洞调整为全长钢筋混凝土衬砌型式。前期设计阶段，引水隧洞围岩条件较好的洞段（每条隧洞分别有5～8km段）设计采用喷锚支护作为引水隧洞永久衬砌型式。但随着引水隧洞的掘进开挖，地质条件逐步揭露，现场监测、物探检测和地质分析表明这些洞段在开挖后较大范围洞壁围岩呈现高应力条件下的松弛、破损等现象，且松弛滞后效应明显。为确保引水隧洞结构的长期运行安全，降低大型长引水隧洞放空检修的概率，设计联合相关科研单位进行了引水隧洞全部采用钢筋混凝土衬砌结构的专题研究，最终确定引水隧洞全长采用钢筋混凝土复合衬砌结构。

（2）西端引水隧洞衬砌结构设计。西端引水隧洞沿线地层岩性相对复杂，岩溶、软岩等特殊地质洞段交替发育，结合现场施工组织情况，选择兼顾施工交通条件和衬砌应力条件的四心圆马蹄形断面，衬后过流断面洞径11.8m，衬砌厚度60～140cm，采用C25 W8衬砌混凝土，配置单层钢筋。

西端T1绿砂岩、绿泥石片岩Ⅳ类围岩洞段则为了适应高地应力软岩特殊的地质条件，对隧洞断面进行了二次扩挖和加厚底板处理，衬后采用衬砌应力条件更为优越的六心圆马蹄形衬砌断面，衬后过流断面洞径（宽×高）10.6m×11.2m，衬砌厚度60～250cm，衬砌采用C90 30 W8PV A纤维混凝土，配置双层钢筋。

西端砂板岩Ⅳ围岩洞段隧洞开挖断面扩大为14.3m四心圆马蹄形断面，衬后过流断面洞径11.8m，衬砌厚度125cm，采用C25 W8衬砌混凝土，配置双层钢筋。

（3）中部深埋洞段引水隧洞衬砌结构设计。引水隧洞中部埋深均在1900～2000m以上，地应力极高，施工期岩爆风险突出，作为维持围岩稳定的喷锚支护较强。为预留必要的围岩变形和支护所需空间要求，隧洞开挖断面选择适当扩挖的四心圆马蹄形断面，衬后断面根据现场施工需要和研究成果，选择平底马蹄形断面。衬后过流断面洞径（宽×高）11.8m×11.6m，衬砌厚度80～130cm，采用C25 W8衬砌混凝土，配置单层钢筋。特殊地质条件，如5+880涌水洞段，洞径适当扩挖至（宽×高）14.4m×14.2m，以增加衬砌厚度并配置双层钢筋。(www.xing528.com)

（4）东端钻爆法开挖引水隧洞衬砌结构设计。东端钻爆法开挖的引水隧洞原设计开挖及衬砌断面均为四心圆马蹄形。由于底板反拱衬砌压模浇筑施工难度较大，部分现场承包商不能很好解决混凝土的入仓、振捣、对底拱模板的抗浮以及混凝土表面气泡缺陷控制等问题。经研究，在结构应力、水力学条件满足设计要求的前提下，将引水隧洞衬砌弧形底板变更为平底。

东端钻爆法开挖引水隧洞一般洞段衬后过流断面洞径（宽×高）为11.8m×11.6m，衬砌厚度60～80cm，采用C25 W8衬砌混凝土，配置单层钢筋。

引水隧洞末端则通过适当加厚衬砌以有效减少内水外渗风险，衬后过流断面洞径（宽×高）为11.2m×11.2m，衬砌厚度约80cm，采用C25 W8衬砌混凝土，配置双层钢筋。

（5）引水隧洞TBM开挖洞段衬砌结构设计。在引水隧洞TBM开挖过程中，由于钢拱架制安、喷层厚度施工控制不严、掘进机开挖偏向等各种原因导致初期喷锚及拱架支护侵占引水隧洞衬砌断面净空。为此，经综合考虑，采用缩小引水隧洞洞径，增加混凝土衬砌厚度的方案作为解决TBM开挖洞段侵占混凝土结构内线的问题。

TBM开挖洞段衬后过流洞径（宽×高）为11.0m×10.8m，四心类圆形，衬砌厚度60～80cm，采用C25 W8衬砌混凝土，配置双层钢筋。特殊地质（如白山组不良地质）洞段，采用钻爆法二次扩挖以确保恢复足够的衬砌厚度并配置双层钢筋。