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工程设计方案优化——针对水流突涌进行纵坡调整

更新时间:2025-01-08 工作计划 版权反馈
【摘要】:在实际施工中,由于东端遇到多次大流量突涌水,严重影响工程施工进度,导致东、西端分标界桩号从K8+000调整到K9+500,东端设计纵坡相应调整,从BK13+660桩号开始按照-2.29%~-2.5%纵坡施工,以利于加快该施工洞段的排水流速,加大排水流量。图2B线辅助洞人字形开挖纵坡及纵坡调整示意图

锦屏辅助洞为深埋长隧洞,东端工程长约8 km,由三叠系中统白山组T2b和盐塘组T2y碳酸盐岩地层组成[1],岩石抗压强度达80~120 MPa,以Ⅱ类、Ⅲ类围岩为主,少量Ⅳ类围岩。洞轴线由一系列紧密复式褶皱构成,构造裂隙、溶蚀空洞等发育,上覆山体厚度达到2500余m,山体自重压力较大,三维地应力场反演分析结果表明,最大主应力(σ1)约70.1 MPa,中间主应力(σ2)约38 MPa,最小主应力(σ3)约31 MPa[2]。工程区岩溶地下水以大气降雨、降雪补给为主,地下水运移与富水构造密切相关,主要受NNE向主构造与横向(NWW、NEE)扭-张性断裂交叉网络影响;岩溶水的排泄以泉水或地下潜流形式分散排入雅砻江;根据渗流场计算,在不考虑衬砌防渗的情况下,单条辅助洞的稳定流量为5.90~7.29m3/s,单点突涌水量5~8m3/s,前期勘探洞(比辅助洞低约200m)揭露的出水带封堵后,实测最大水压达到10 MPa以上。

长隧洞、高地应力、富含高压地下水是本工程的主要特点,经反复论证和方案比选,锦屏辅助洞工程最终采用A、B两孔单车道平行布置的设计方案,城门洞形,两孔中心间距35m,并与其北侧的锦屏二级水电站4#引水隧洞的轴线间距为60 m。其中,A线辅助洞设计断面宽5.5m,净高5.7m;B线辅助洞设计断面宽6.0m,净高6.25m,见图1。

图1 锦屏辅助洞截面布置图(单位:m)

与单洞双车道布置方案比较,本工程具有以下设计特点:

(1)采用两孔单车道布置设计,有利于减小隧洞开挖断面,降低洞室开挖对地应力的扰动影响,从而达到减小岩爆破坏的目的。

(2)采用双车道间隔35 m平行布置,可以起到互为施工排水洞的作用。即在其中一孔揭露大流量地下突涌水导致施工受阻时,可以集中力量在另一条隧洞进行突破,待掘进超前后,绕行至受阻工作面前方反向掘进贯通。(www.xing528.com)

(3)为解决长隧道独头掘进的施工通风问题,采用每间隔500~800m布置一条横通道联通A、B洞,以利于实施巷道式通风的设计方案。横通道轴线同辅助洞轴线的交角为40°,交叉部位扩挖成紧急停车带,按单心圆拱马蹄形设计。

(4)此外,为便于施工中的自流排水,辅助洞采用人字纵向断面设计方案。初期方案西端纵坡0.2%~0.3%,东端纵坡为-2.5%~-0.365%。在实际施工中,由于东端遇到多次大流量突涌水,严重影响工程施工进度,导致东、西端分标界桩号从K8+000调整到K9+500,东端设计纵坡相应调整,从BK13+660桩号开始按照-2.29%~-2.5%纵坡施工,以利于加快该施工洞段的排水流速,加大排水流量。B线辅助洞人字形开挖纵坡及纵坡调整示意图见图2。

(5)为减小隧洞内柴油动力排烟对空气的污染,设计采用电瓶动力有轨运输出渣方案。

图2 B线辅助洞人字形开挖纵坡及纵坡调整示意图

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