遇水易軟化的泥質頁巖成洞初探————xx水庫除加固工程放空隧洞鎖口開挖、支護情況1工程簡介xx水庫位于湖北省陽新縣境內長江水系與xx流域中下游交界處的龍港鎮，壩址距陽新縣城35km。水庫承雨面積2450km2（占流域面積的46%）；總庫容16.21億m3，是一座以防洪、發電為主，兼有灌溉、航運、圍墾、水產養殖、滅螺等綜合效益的大（Ⅰ）型水庫。水庫樞紐由大壩、溢洪道、發電引水洞、電站及灌溉渠道五大建筑物組成。本次除險加固施工任務之一即放空隧洞施工。大壩為1級建筑物，其在高程28m以下為均質土壩，以上為粘土心墻代料組合壩。心墻高程65m，壩頂高程65.5m,防浪墻頂高程66.7m，最大壩高46.8m，壩頂長941.0m,頂寬6.5m，大壩迎水面三級壩坡坡比自上而下分別為1:2.8和1:3.0及1:3.5。背水坡三級坡比分別為1:2.25和1:2.5及1:3.0。大壩上游采用干砌塊石護坡，護坡厚度0.3m，下游護坡采用混凝土預制塊護坡。原放空隧洞位于大壩左岸邊，設計洞徑4.50m，進口底部高程35.0m洞身總長535m后由于資金、工期等多種原因該隧洞未能實施。本次施工任務中放空隧洞為施工重點之一。本次放空隧洞設計洞徑5m(直徑)，襯砌厚度1.5m,開挖洞徑8m，布置在大壩左岸邊，進口底板高程35m，洞身總長321m。2工程地質放空隧洞設計洞線地段位于通山復式背斜之排樓倒轉背斜的南翼，其地層出露主要為下志留系水云母頁巖，質軟易風化，水云母含量極高。裂隙中含有黃鐵礦，遇水軟化，并有硫化物析出。巖層走向大致為N500-600E傾NW或SE，傾角400-700度，由于后期受大斷裂及大構造的影響，致使巖層產生撓曲及“之”字型褶皺。隧洞地段，裂隙密集，但多為閉合狀態，裂隙率一般為0.5～1%，短線出口地段，由于受施工爆破的影響，裂隙率高達4%左右。隧洞軸線均位于左岸山坡，其坡度較緩，坡角約200-300左右，覆蓋較厚，洞頂上部為陽辛居委會，遍布居民房屋；無大的沖溝切割。其北部邊緣地帶為矽化巖所形成的高20m左右的陡崖。隧洞地段地下水類型主要為裂隙水，巖石的透水性能很差，單位吸水量一般小于0.001公升/分，但隧洞出口地段單位吸水量較大。巖體多呈碎棱狀及碎塊狀結構，遇水軟化，加上風化作用的影響，巖體強度低，結構面對邊坡穩定不起控制作用，人工開挖邊坡的坡比應按散體結構來考慮。洞身圍巖屬Ⅳ類或Ⅴ類圍巖，巖體穩定性差，自穩時間短，施工過程中要禁止放大炮，要邊開挖邊支護，襯砌要緊跟掌子面。埋管段地基有風化的軟弱破碎巖石，也有覆蓋的碎石土地基，應防止不均勻沉陷。3鎖口與進洞初期施工情況：根據地質情況差、泥質頁巖易軟化的特點，開挖過程中密切關注邊坡的穩定情況，在開挖到高程37.00時邊坡開始緩慢地蠕變；為確保邊坡安全和施工安全,主坡和左右側坡不再下挖，即進行進洞鎖口施工，然后進行石方洞挖，施工情況如下。3、1鎖洞口施工:為確保進洞開挖前期施工的圍巖穩定，我方在施工中采用了鋼筋混凝土鎖洞口，混凝土洞口的外形為城門洞拱蓋形，凈寬8m，凈高8m,即在隧洞洞身之外進行鎖洞口。鎖口范圍:自0-009樁號開始鎖洞口,沿現狀主坡鎖口至0+000樁號；同時在主坡和側坡上澆筑貼坡混凝土，使鎖洞口混凝土結構與側坡、主坡連成一個整體，以利于鎖口混凝土結構的穩定。鎖口混凝土結構圖見下圖。鎖口采用鋼筋混凝土結構，并在洞臉先打棚架錨筋，以便于隧洞開挖時與支護鋼拱架連成一體，形成棚架結構。錨筋外露1~1.5m與混凝土鉚接。（見錨筋圖）同時考慮到巖石為強風化頁巖，屬Ⅴ類圍巖，鎖口時在主坡上洞頂范圍內垂直洞軸線方向打入錨筋，并將錨筋預留1.5m長與鎖口貼坡混凝土銜接,使巖體與鎖口混凝土拱蓋連為一體,增加鎖口的穩定性。袖3賽．秋2致進洞初期的開煌挖支護情況：桶鎖口形成后，累即對隧洞進行疑開挖。開挖初張期：采用人工負風鎬撬挖，并仍及時對開挖成座型的第一節隧破洞進行支護和鎖襯砌。然后在法隧洞開挖采用吳小炮松動爆破抬的方法向前掘線進。頸自墾0+024~喉0+02奔8英開始小炮松動李爆破，先形有成茄4.砌5弦寬導洞，導洞騾在霧200傷4支年斧9鬧月傾1別2畜日勿、翼1按3擁日連續爆破掘臭進陵至蒙0+02萄8儀左右表；脈1弱3蛇日下救午公1慌7塔：合0雄0批爆破前對掌子拔面進行檢查，漢發現掌子面有棋裂紋，并且在營變化屬；裙1巨8基：劈0豐0精爆破前，一塊歸1.5m相3汽左右的巖石由崗導洞頂掉至洞羊底，人工清除致后進行爆破，玩爆破后，右側燕出現裂紋的部有位巖石繼續蹦祖落。至清晨仍孩有小塊巖石塌辰落，并邊在傳0+022~妥0+02惑4濫間已噴錨的混騙凝土部位發展爆成炒2柜條裂縫。自根據這一情況瓦，施工方認為危放空洞巖石裂佳隙比較發育，結裂隙水滲至掌帥子面使圍巖遇突水軟化，圍巖抓自穩時間短，譽目前只是形成銜了獅4.5m直的導洞，如果慚形成茫8m棋洞徑，自穩時公間可能會更短皆，鑒于此，為未確保施工安全重，特請求對爆搬破開挖后的圍基巖進行支護。期方法如下：每艇形抬成總3~柳4m墨導洞后即爆破繳光面孔，開挖父出困8m堪隧洞輪廓，人善工清理后及時催進行初次噴混程凝土施工，噴貪完后堤過雜2箭小時待混凝土娘初凝后打隧洞憶錨桿，掛悲6.5mm噸鋼筋網（網帝格坑15×固15cm羨），架設鋼支況撐（鋼筋支撐疑），再倡噴混凝土起(棕方案詳圖附恭后架)奪。濃3筒．象3員鎖口和支護的蕉效果：趁根據施工后的賄觀察，鎖口取粘了很好的效果造：在邊坡不斷硬變形的情況下偉，發揮了抗滑乓阻滑的作用，濾最主要的是保錫護了施工人員政的人身安全。善在態200僅4揀年姻4雙月膏2穗0擴日重，由于右邊坡特變形過大（實給測變形最大值漆達到綁50cm梁），拱蓋貼坡鄭部分混凝土被匹擠壓變形出現局裂縫；為鎖口循拱蓋抗滑阻滑顛保護施工的作座用提供有力的姜證據。裹邊坡滑移力分吧析：今邊坡開挖后形倉成跟1槽：度1賄的邊坡，右側害坡面產生裂縫喬；根據現場測者量，每天位移品量達到比3mm膀/嘩d吐。對邊坡進行閣穩定計算：典拱架支護效果最很好，施工初茂期利用槽鋼拱懲架，由于拱架達鋼度較大，與稱巖石接觸不緊歇密，且鋼拱架光比較笨重支立嗽困難，達不到白迅速支