淺析田灣核電廠區(qū)引水隧洞各類臨時(shí)支護(hù)措施

摘 要：文章通過對田灣核電廠區(qū)引水隧洞臨時(shí)支護(hù)方法的總結(jié)，分析了不同地質(zhì)條件下隧洞施工中的臨時(shí)支護(hù)措施的選用。希望通過文章的分析，能夠?qū)ο嚓P(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：含巖塊二長淺粒巖；隧洞施工；臨時(shí)支護(hù)措施；田灣核電；引水隧洞

1 隧洞工程地質(zhì)條件

田灣核電廠區(qū)原地貌形態(tài)分三類，一種為海灘和海積平原，另一種為沖坡積裙，最后一種為丘陵。經(jīng)一期工程施工后地表存在大面積的填土層。廠區(qū)地層分三大部分組成：第一種為第四系全新統(tǒng)地層，包括碎石素填土和海積層粘土、粉質(zhì)粘土等；第二種為第四系更新統(tǒng)地層，巖性主要為粘土、粉質(zhì)粘土；第三種為中～上元古界海州群云臺組第三巖性段，基巖巖性為含巖塊二長淺粒巖，巖石狀況為微風(fēng)化～強(qiáng)風(fēng)化的含巖塊二長淺粒巖。局部有沿節(jié)理密集帶發(fā)育的綠泥石片巖層，呈透鏡狀?yuàn)A于含巖塊二長淺粒巖中，由基性脈巖變質(zhì)形成。

引水隧洞襯砌完成后斷面為內(nèi)徑2.0m的圓形，埋深15左右。隧洞穿過的地層主要為基巖層，巖性為微風(fēng)化～強(qiáng)風(fēng)化含巖塊二長淺粒巖，引水隧洞上覆巖層薄厚度不一，洞頂巖層厚度大于1倍洞徑小于3倍洞徑，為淺埋隧洞。部分區(qū)域圍巖為強(qiáng)風(fēng)化，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，圍巖呈破碎狀，極不穩(wěn)定，變形破壞嚴(yán)重，地質(zhì)條件較差。施工難度和施工安全風(fēng)險(xiǎn)較大。

2 臨時(shí)支護(hù)情況

隧洞采用爆破開挖，采用城門型、馬蹄形等形式開挖，支護(hù)形式按圍巖類別分5種支護(hù)形式。

2.1 素噴C25混凝土支護(hù)

開挖完成后立即對掌子面及周邊圍巖腰線以上部分噴射C25素混凝土。用于二類圍巖。此部分巖體整體穩(wěn)定性較好，采用此種支護(hù)形式可以很好的保證施工過程中圍巖的穩(wěn)定性，保證施工安全。施工過程中未發(fā)生不良地質(zhì)災(zāi)害。

2.2 錨網(wǎng)噴支護(hù)

在隧洞上半圓均勻打設(shè)系統(tǒng)錨桿，然后掛對掌子面及周邊圍巖掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片，然后噴射C25素混凝土。用于三類圍巖。由于田灣地區(qū)巖體節(jié)理發(fā)育密集，三類圍巖的穩(wěn)定性已較差，打設(shè)錨桿可以將被節(jié)理分割的巖體聯(lián)結(jié)在一起，在噴射混凝土的基礎(chǔ)上進(jìn)一步保證整體穩(wěn)定性。實(shí)際施工過程中證明此種支護(hù)形式效果較好。

2.3 鋼拱架聯(lián)合支護(hù)一

掌子面爆破完成后，先在掌子面上半圓部分打設(shè)超前錨桿，超前錨桿打設(shè)時(shí)，以向上傾斜15度左右打設(shè)，保證錨桿頭部位置與尾部高度滿足后續(xù)鋼拱架施工要求，然后對掌子面掛鋼筋網(wǎng)，并噴射混凝土。然后沿隧洞軸線均勻設(shè)置鋼拱架，間距0.5m～1m，鋼拱架采用工字鋼拼接制作而成，拱架之間采用鋼筋焊接連接成整體，并與先前打設(shè)的超前錨桿尾部連接，拱腳采用錯(cuò)桿錨定在隧洞底面上，然后在沿拱架掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片并噴射混凝土，使之成為一個(gè)整體。用于四類圍巖。由于田灣地區(qū)巖體節(jié)理發(fā)育密集，四類圍巖的穩(wěn)定性較差，很多時(shí)候開挖完成后即存在較多的掉塊現(xiàn)象。為保證圍巖的整體穩(wěn)定性，需額外提供受點(diǎn)才能保證圍巖的穩(wěn)定。通過超前支護(hù)和鋼拱架支護(hù)形成一個(gè)支護(hù)整體，減少爆破過程振動對周邊圍巖的影響，并提供一個(gè)受力體系保證系統(tǒng)的平衡受力。鋼拱架聯(lián)合支護(hù)的實(shí)際應(yīng)用效果顯著。

2.4 鋼拱架聯(lián)合支護(hù)二

此種支護(hù)僅把鋼拱架聯(lián)合支護(hù)一中超前錨桿換為注漿小導(dǎo)管，進(jìn)一步加強(qiáng)上部圍巖的整體穩(wěn)定性，固結(jié)圍巖。用于五類圍巖及特殊地質(zhì)體。

3 效果分析

對于一類圍巖，圍巖具備自穩(wěn)能力，不需要進(jìn)行支護(hù)。對于二類圍巖，由于田灣地區(qū)圍巖節(jié)理較多，節(jié)理切割巖體，易造成掉塊，需噴射混凝土進(jìn)行支護(hù)。由于整體具備自穩(wěn)能力，不需再進(jìn)行額外支護(hù)。對于三類圍巖，由于田灣地區(qū)圍巖節(jié)理較多，節(jié)理切割巖體，主要施工風(fēng)險(xiǎn)為施工過程中局部圍巖掉塊，圍巖整體具體自穩(wěn)能力，所以需保證圍巖的整體性，此時(shí)系統(tǒng)錨桿保證了掌子面及及前方圍巖的整體性。鋼筋網(wǎng)加噴射混凝土保證了局部小區(qū)域圍巖面層的整體性。對于四類圍巖，節(jié)理發(fā)育較多，爆破開挖對圍巖的影響較大，此時(shí)圍巖在爆破過程中已不具備自穩(wěn)能力，需進(jìn)行鋼拱架強(qiáng)支護(hù)提供圍巖受力點(diǎn)，超前錨桿保證了爆破過程中前方圍巖的穩(wěn)定性，防止爆破開挖過程中大面積塌方。

對于五類圍巖，在鋼拱架聯(lián)合支護(hù)的基礎(chǔ)上增加了超前小導(dǎo)管支護(hù)形式，進(jìn)一步增強(qiáng)了掌子面前方圍巖的整體性，但在實(shí)際施工工，部分區(qū)域圍巖極差，經(jīng)開挖后顯示圍巖性況類似砂土，風(fēng)化情況極為嚴(yán)重。且上覆巖層較薄，圍巖已無自穩(wěn)能力，爆破后出現(xiàn)塌方，經(jīng)過現(xiàn)場查勘，確定需要采用如下措施：

（1） 及時(shí)跟進(jìn)鋼拱架支護(hù)，并加密鋼拱架支護(hù)。爆破后發(fā)生塌方的主要原因?yàn)閲鷰r自穩(wěn)能力差，需外力提供穩(wěn)定能力。故需及時(shí)進(jìn)行鋼拱架安裝，然后再進(jìn)行出渣等工序。并加密拱架間距0.3m左右，實(shí)際施工中對部分強(qiáng)風(fēng)化帶、特殊地質(zhì)體等圍巖極差區(qū)段，采用鋼管棚超前支護(hù)代替注漿小導(dǎo)管支護(hù)形式，以進(jìn)一步保證爆破施工過程中的施工安全。

（2） 采用小藥量爆破，短進(jìn)尺開挖，必要時(shí)取消爆破開挖方式，改用機(jī)械挖掘。進(jìn)一步減少爆破裝藥量，增加裝藥孔，并減短裝藥孔深度，以便大幅降低每孔裝藥量，極大的減少爆破過程中對周邊圍巖的擾動。必要時(shí)取消爆破開挖方式，改用機(jī)械挖掘，以減少對開挖過程對周邊圍巖的影響。

通過這兩種措施的采用，施工過程中安全性有了保證，施工圓滿順利完成。

4 結(jié)束語

對于一、二、三類圍巖，采用常規(guī)支護(hù)形式即可。對于四類圍巖、五類圍巖，不應(yīng)生搬硬套圍巖類別，當(dāng)發(fā)現(xiàn)可能圍巖無自穩(wěn)能力時(shí)，應(yīng)加大支護(hù)強(qiáng)度，采用鋼拱架等強(qiáng)支護(hù)形式。當(dāng)發(fā)現(xiàn)可能有局部掉塊時(shí)，可采用系統(tǒng)錨桿加鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)形式，以便封閉可能掉塊的區(qū)域。