积石峡水电站位于青海省循化县境内积石峡出口处, 是黄河上游干流“龙青段梯级规划”的第五个大型梯级电站, 据上游在建的公伯峡水电站60km, 距省会西宁市公路里程206km, 距循化县城、民和县城分别为30km和100km。
积石峡水电站主要任务是发电, 该工程水库为日调节水库, 正常蓄水位1856m, 最大坝高100m, 总库容2.635亿m3, 总装机容量1020mw, 工程枢纽建筑物有混凝土面板堆石坝、左岸表孔溢洪道、左岸中孔泄洪洞、左岸底孔泄洪排沙洞、左岸引水发电系统以及坝后厂房组成。
1 水工隧洞布置
积石峡水电站左岸为一河湾地形, 水工隧洞截弯取直的布置于此处, 含1条泄洪洞、1条排沙洞及1条导流洞, 在平面上基本呈平行状布置, 水工隧洞布置上, 左岸中孔泄洪洞长276.887m, 0+000~0+030.00为泄洪洞闸基, 在进口之后用抛物线斜坡段及反弧段与较低的导流洞相连接, 其主要开挖断面为13.0m×16.0m (宽×高) 的城门洞形断面。
底孔泄洪排沙洞全长516.8m, 由圆形有压洞及城门洞形段组成。城门洞形段长1 8 2.3 m, 断面尺寸9 m×7 m (宽×高) , 0+45.5~0+3 82段为圆形有压隧洞, 隧洞直径11.6m、10.6m。
泄洪洞、排沙洞依次穿越k1′~k5′砾岩夹条带状中细砂岩上, 陡倾角裂隙发育, 走向主要以NE、NW、SW为主, 隧洞沿线有p jn 19、p j n2 3等软弱夹层, 有F 5、F 2 7等断层。
2 施工的特点
2.1 一洞多用, 施工灵活, 工程量小, 功能大 (以底孔泄洪排沙洞为例)
除进口通道外, 积石峡水电站水工隧洞还布置了导流洞施工支洞、排沙洞施工支洞、排沙洞施工交通洞等, 用于保障施工高峰期的交通畅通, 兼用于导流洞的开挖和后期衬砌施工通道。
2.2 开挖与衬砌脱离, 确保施工质量和进度 (以中孔泄洪洞为例)
大断面洞室传统的是个方法是采用分布开挖, 边挖边衬, 对于大断面洞室不良地质情况更是经典的做法。已衬砌砼受爆破震动及衬砌分块多, 接头多的影响, 砼衬砌质量下降;施工程序多, 工期长。特大断面洞室的泄洪洞, 开挖断面为16m×13m, 如按传统施工方法不能满足节点工期的要求, 必须切实认真按“新奥法”施工, 做到一期支护全断面成洞后, 再进行砼衬砌, 从而简化施工程序, 从而简化施工程序, 保证施工进度。
(1) 整个洞段, 隧洞分上、中、下三层进行开挖, 开挖完成后进行衬砌。周边进行光面爆破。采用“新奥法”理论及时进行一期支护。一期支护保证隧洞全断面开挖后施工期的安全, 根据检测数据及时进行参数修改。
(2) 隧洞进口穿越pjn19软弱夹层时, 风化速度快, 局部塌方严重, 成洞后稳定性较差, 施工安全问题突出。严格按“新奥法”理论施工, 开挖钻爆按照“短进尺、弱爆破、早喷锚支护、勤量测”的原则施工。
(3) 对可能遇到断层、软弱夹层等洞段, 设计预先发出地质预报, 采用超前钻探等措施, 探明其规模和发育情况。利用“管棚法”原理进行超前支护, 短进尺推进, 循环进尺小于1.5m, 锚、喷、网和钢支撑尽是跟进加强支护。
(4) 新技术的运用体现在喷钢纤维砼上, 喷砼中加入钢纤维后, 能提高其断裂韧性、延性、抗震性和抗冲击性能。由于喷钢纤维砼的施工简单、快捷、方便, 与传统的挂网喷砼比较, 节省了大量的时间和劳动力。对于地质情况比较复杂的洞段, 喷钢纤维砼能做到适时支护, 更好的符合新奥法的原则。工程经验表明:喷射钢纤维砼的厚度和挂网喷砼相比可节省厚度25%~30%减少回弹20%, 节省工期20%~30%。
3 结语
在隧洞开挖时, 洞室围岩的初始应力状态发生变化, 在洞室周边某些部位 (形状突变、薄弱区) 出现应力集中, 对围岩的稳定不利。由于地质条件存在不确定性, 在施工过程中岩石即是成洞开挖的对象, 开挖后又是支护对象, 岩石在开挖后, 原有的岩体结构和受力平衡被破坏, 岩体在自重的作用下, 应力重新分布, 构成新的受力平衡体系。因此, 充分了解围岩的性质和围岩的自稳能力, 准确掌握地质情况, 以采取合理有效的开挖方法和之后措施, 能有效预防洞室塌方的发生, 保障施工安全, 节省工期和工程投资。
摘要：通过对积石峡水电站水果隧洞结构类型, 稳定性探讨。提出工程施工中应详细掌握工程地质构造及特点, 采用新技术、新工艺及合理的施工组织设计, 有利于加快施工进度, 促进施工安全, 节约工程投资。
关键词：积石峡水电站,水工隧洞,施工