軟弱地層小斷面引水隧洞超前小導管加固效果分析

薛小攀　韓福　馮秋豐　李伯平

摘要：為研究小斷面引水隧洞施工過程中穿越軟弱松散土層和不良地層時，不同超前小導管布置方案對隧洞圍巖穩定性的影響，利用MIDAS/GTS NX軟件建立三維有限元模型，對無小導管、空心小導管、實心小導管和小導管注漿擴散至圍巖0.5 m四種工況下的隧洞圍巖變形和襯砌受力情況進行模擬。結果表明：布置小導管后，隧洞圍巖水平位移和豎向變形減小;布置為實心小導管時隧洞圍巖變形未發生變化，漿液擴散后圍巖變形進一步減小，控制變形量較為顯著。

關鍵詞： 超前小導管; 圍巖變形; 引水隧洞; 軟弱地層

中圖法分類號：TV543 文獻標志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2022.07.008

文章編號：1006 - 0081（2022）07 - 0050 - 07

0 引 言

中小型水電工程的引水隧洞斷面小、線路長，地質條件復雜，洞內操作空間狹小，使用大型設備安全隱患大，導致開挖進度難以保證。引水隧洞施工開挖方式基本以全斷面開挖為主，手持式鑿巖機造孔，扒渣機裝渣，小型運輸設備出渣，人工安裝支護結構，機械化程度較低。地質條件對工程能否順利實施影響較大，不良的地質條件可能會造成塌方、冒頂、爆炸、突泥、透水、涌水等現象。保障隧洞圍巖穩定是工程實施的關鍵，支護措施是保障圍巖穩定的主要手段。目前，超前小導管支護技術廣泛應用于隧洞軟弱松散土層、不良地層施工中[1-3]。工程實踐表明：在初期襯砌發揮作用前，因隧洞開挖產生的地層沉降量在最終沉降量中占比較大 [4-8]，這意味著對開挖面前方地層進行超前預支護，在有效控制地層沉降、保障圍巖穩定、保證施工安全方面是非常重要的。……