浅谈高地温隧道开挖施工方法

浅谈高地温隧道开挖简单施工方法摘要：娘拥水电站引水隧洞全长15406.313m，为有压引水隧洞，在隧道施工过程中，遇到高地温洞段,岩面温度达81℃，环境温度超过50℃，其对隧道开挖的影响是非常大，必须采取特殊的施工方法和专门的爆破材料。为了保证现场能够继续施工，采取调整施工方法和采用一些简单的施工措施来保证隧道爆破施工的安全。关键词：隧道高地温影响简单开挖方法一、工程概况及地质情况娘拥水电站位于四川省甘孜州乡城县境内，为硕曲河干流梯级开发自上而下的第二个梯级电站，装机容量93MW。电站采用引水式开发，由首部枢纽、引水系统和厂区枢纽三部分组成。引水隧洞全长15406.313m，纵坡i=2.9248‰，为有压引水隧洞，工程区属云贵高原与青藏高原的过渡地带，地貌上表现为构造剥蚀类型的高原高山区，地形多以条形山体为主，地势上呈北高南低之势。工程区山顶高程多在3500～4500m之间，河流切割深度1000～2000m。出露地层主要有三叠系上统喇嘛垭组(T3lm)、拉纳山组(T3l)、图姆沟组(T3t)、曲嘎寺组(T3q)浅变质岩系及印支期()等。岩性主要为变质砂岩、板岩以及黑云母花岗岩。第四系地层(Q)主要有坡残积、冲积、崩坡积、冰水冰川堆积等成因的块碎石夹砂土、粉土，漂卵砾石夹砂以及黄土层、中细砂层等。工程区位于川西面状强隆区的理塘－木里断隆内，该断隆地处中国西部强烈隆升区，为一级新构造运动单元内的一个次级断隆，区内发育北东向、北西向和近南北向的断裂。断隆内新构造运动比较活跃，第四纪以来差异活动显著。地质构造主要成生于印支—燕山期，晚三叠世以来，受近东西向和挤压应力场作用，近场区内形成一系列走向NNW和近SN向的压性断裂。周边活动性较强的断裂主要有西侧的金沙江断裂、丽江段裂和东侧的中甸—大具断裂、理塘—德巫断裂。断隆内构造主要表现为一系列褶皱和规模相对较小、活动性较弱的断层。二、地温出现情况1、地质情况1#施工支洞位于热玉村上游约400m，硕曲河右岸，山体雄厚，进洞高程3060m，工区地层岩性为三叠系拉纳山组下段（T311）灰色厚～中厚层砂岩夹板岩。进入引水隧洞后实际揭露地层岩性主要以花岗岩为主。靠近地热高温段30m范围岩性为砂岩夹板岩2、引水隧洞温度变化过程2008年9月20日进入主洞施工，支洞与主洞交点桩号为K0+873.97。当下游施工进入至K0+905时，右侧边墙出现一小股涌水，用大气温度计测量水温达到60℃。2008年11月27日，当施工至里程K1+010时，洞内温度骤然升高，用大气温度计测量环境温度达到58℃，炮孔内温度达到74℃。2008年11月28日，由业主、设计、监理、施工四方现场共同测定，在K1+012左边墙处炮孔口水流温度高达70℃，岩面温度达到58℃，掌子面底板积水温度达到50℃。2008年12月10日，在K1+019底板处炮孔口水流温度高达81℃，岩面温度达到61℃，掌子面底板积水温度达到70℃。三、地温洞段的施工影响1、高地温在施工过程可能引发的不良影响经查阅相关的技术资料，高地温问题一方面影响施工进度，恶化施工作业环境、威胁施工人员的安全、加剧施工器械的磨损；另一方面还会对岩石力学性质、火工品使用等产生影响。在1#支洞及主洞施工期间我们在现场发现高地温可能对以下几方面产生影响：雹①搭、火工品宾的使用：趟当施工至油里脚程幻K1+0咳1直0摔时，炮孔绣内温度超颠过欣7换0疮℃敞，使用普罚通的硝铵骂炸药扶（莫φ匪3迈2单），开始卸产生膨胀贷甚至包装焦纸破裂；析导爆管发季生软化失淡去弹性，疑挤压后无扛法恢复原文状，因高滩地温影响恋可能发生铁火工品自极爆。旺②丹、影响作秃业人员身趴体健康：读由于洞内辜温度过高锤，作业人扔员经常出灯现呼吸苦弊难、胸闷齐、短暂晕逆厥现象，赔而且洞内雨外温差过畅大，作业聚人员下班标出洞时极差易感冒。省③核、影响测傍量仪器的除稳定性：比在现场测特量中我们厦发现，在栋高温条件底下测量仪翼器测距失赢效。根据尖测量仪器扩操作说明识书，正常扩工作环境爪温度范围肚为席-2蛮0昼℃泳~缺4劲5位℃虑，在此温巡度范围内凭可以进行鲜温度校正秃，超出此比范围将不梨能正常工眼作。镇2虏、经查阅俯有关资料狭，当工作围岩面温度坚很高时，桨使用普通狮炸药就存载在安全隐坟患，如果觉炸药要用渐在高温条回件下，一恼般采用氮叛化铝做起谷爆剂的抗慌热雷管和勾高温使用踏的混有碳套酸钙硝甘畅炸药。笛四、简单坛的开挖施箩工方法抬工程地处步偏远山区命，火工品线由当地民独爆公司统极一提供，收氮化铝做仇起爆剂的惠抗热雷管刮和高温使朱用的混有趣碳酸钙的蛮硝甘炸药插由于很少挪使用，在废短时间内醒根本无法弹购买到，紧为了保证联隧洞能够终继续施工株，经过业督主、设计蝶、监理、方及施工单轨位现场研偏究，决定挑采用一些父辅助方法名，在保证斑施工安全尖的前提下跑隧洞能够浆继续施工盘。战㈠降低环观境温度挽用新购射买爱110k钢w×足2才的通风机肥代替原来夜的赢55kw填×锈2醋的通风机坐，通风布等挂至距离醉掌子观面密20谦m业左右，同宾时增加洞季内通风时难间和通风相量。将洞练内的环境侮温度降乐到聋25°~镜30揉°采范围。我㈡调整开胳挖方法帽1夕、当洞内缎环境温度梳降哥到往25°~饲30笑°店范围后，依工人可以颠进行正常栽的钻孔施界工，由于纯在底板部蚂位贤有艘81扫°蠢的地热水胃出现，为钩了防止发府生工人烫龟伤的情况虏出现，现戚场采用半嚼断面进行懒开挖（下坝断面采用鸡竖向钻孔克）。掩2暮、断面钻皮孔工序完影成后，开抛始对各个恢炮孔进行浑温度测量隙并作好记河录（各炮粘孔序号及包温度记录渴见下）。底3贸、炮孔降凯温（见下波图）锡当炮孔施吧工完毕后避，采用高梢压水管将尺洞外硕曲南河水引至音掌子面，丘通过专门赛制作的灌傲水管将水母引至各个做炮孔对其体循环降温依，每经浴过逐10~2但0俊分钟，对土各个炮孔注进行温度唤测量，当番所有炮孔萄温度降滑至蛾3涌0山多度时，吓快速采用坦普通火工乞品对各个痰炮孔进行毛装药，然身后起爆。悟台阶开挖势炮孔布置激示意图著钻孔完毕咳炮孔温度寸量测统计瞎表炉孔号蹲炮孔口温斯度塔炮孔底温威度楼孔号后炮孔口累温度混炮孔底摄温度稼孔号昌炮孔口筝温度裕炮孔底温它度弹孔烦号题炮孔口温违度墙炮孔底培温度漠1劲4惹7异℃押7谅3钻℃搬16营5淹0源℃顽7骡4谦℃革31热5饶1蚁℃枯7让1葵℃喇5建5键4触℃丛7援2裳℃便2首4若8宜℃叙7映4经℃恭17优5先1折℃搏7疏6迅℃屡32狠5谷0议℃饱7恰2睛℃床6旨5留2页℃闪7克0帽℃阿3接4简9新℃固7报2塑℃响18泳5后2怖℃输7劝5临℃佣33样4诚9咐℃樱7哨0作℃棵7勿5静1秘℃扮7辅1杏℃弃4脑5具2副℃饭7炊5呆℃拥19词5盼3谷℃帖7重4倍℃梅34卷5闪3立℃卫7闻3界℃斯8穿4根9抄℃疫7岂2爱℃应5朗5座1篮℃她7此6养℃移20把5葡2稀℃漫7较3悟℃仔35疲5沈4慧℃禾7逗3训℃怨9谜5兼0锅℃食7她5刘℃哈6债5禾3趁℃仅7谜3岗℃完21匆5饿1渡℃辩7份2贤℃快36街5冰2抵℃堆7归2僚℃肝10疫5慎1译℃越7组4骆℃爷7欧4缠9糟℃材7营5慢℃爪22法5铃3萌℃喂7意1慨℃记37谋5突1流℃护7训1限℃咳11呜5精2竖℃拒7脾3老℃临8黄4句8米℃寺7言4抱℃粥23性5惕2悉℃呀7渗5皆℃留38禾5怕2栽℃件7锤2闯℃竞12夸5堪3咏℃培7冠2抵℃疮9集5用0颠℃哲7叉6输℃叙24饼5笨3狱℃伴7描0倘℃鲜39嘱5事1悲℃瑞7赞3咐℃溜13演5华2帝℃装7文6谱℃脾10干5姻3茂℃招7经5减℃寇25监5顿0浪℃亚7恳2够℃心40耗5捐3戚℃铜7塑4她℃振14躺5冲1承℃倚7湾5匪℃带11魄5蛾5豪℃掩7渗7颜℃产26舅4饶9件℃亦7歉1呀℃夸41脑5咏2渔℃谦7斜3妙℃禽15粒5凭3栗℃告7皮4迁℃辟12自5午4征℃局7累6晒℃船27骑4谅8敏℃跳7垫3蜡℃恒1暴4绢9队℃驼7活2黎℃球16你5范2筝℃颂7搁3出℃码13稀5池3俊℃卵7妹4恋℃棋28料4得7趴℃泽7跪0芹℃犬2斧5雾0菌℃灿7遵3况℃炮17那5惠3救℃花7御6莲℃绞14钢5滚2眯℃径7陶5精℃扯29沈5蔬1响℃逮7哨3飞℃桂3麻5驱3瞎℃浙7井4涌℃扩18渣5罩2厚℃策7卖3铸℃销15为5借1郑℃均7分3钱℃煮30宋5优2惩℃筛7比2买℃远4伸5瓜2酿℃趟7炼3图℃剪19嗽5威1虹℃封7捡6跑℃削前锈面压1乔～蝇4末1碰为上台阶筛开挖炮孔持，后捆面逼1冠～暮1愤9糟为下台阶故开挖炮孔赵，下台阶屿出水点水夸温程在洲8娇6波℃求.直岩石边面申温油度素5若0协℃浮左开右盯.核空气温朽度河3牵5鄙℃延～律4践0烂℃辜.么冷却完毕逆炮孔温度田量测统计斥表蓝孔号稍炮孔底温登度覆冷却夸时间贿孔号择炮孔底叉温度背冷却毯时间望孔号救炮孔底温阁度更冷却叮时间萄孔哀号码炮孔底温爽度乓冷却庄时间兰1逮3只7啊℃松45mi序n阅16阁4晋0冶℃厨35mi练n蝶31颂3鸽7鼻℃馆17mi舒n柏5请4达2轿℃毫65mi嚷n每2居3绞8湖℃国42mi皆n塔17沿3劈1玉℃呆45mi敢n脚32邻4摆0两℃商22mi推n鼠6盗3鸡8汪℃劲47mi着n昌3毅3梢1末℃绞37筹min片18齿4贼2持℃挥36促min握33把3筒9抖℃垂27弹min傅7虽4朵1既℃校39溪min路4刻3撇5宇℃崇40mi联n承19利3乎8亲℃炊27mi正n宴34油4庆3跑℃抹14mi牧n病8河3商2佩℃歪40mi复n蜻5慢4炼1窄℃字25mi磁n夸20讯3仿6跳℃梯42mi仙n酒35新3容5资℃邀17mi箩n具9沸4乔0迹℃蝶37mi耕n字6鼓3充3泡℃叛27mi窗n嫂21某4营1竖℃边32mi胃n闯36慎3晕9炭℃字25mi寺n步10骂3蛇6孩℃脖40mi谜n浮7颈4甚2淹℃篮34mi勾n妨22起3处3狱℃狮25mi惧n川37症4日2辛℃倡24mi伶n土11诵3自0欢℃赴37mi崇n货8膛3废8带℃夕25mi创n员23胡3浩8蛇℃外27mi如n北38第3衫4禾℃艘28mi尖n已12们4廊3秤℃愉54mi韵n迁9丘4完0哨℃险27mi虾n绝24巾4互3写℃晌30mi乳n耽39叹3事9画℃化35mi者n摊13歉3叮8姨℃旬50mi给n戏10如3以2汪℃鸟26mi浇n距25绑3怒0灿℃捞31mi剩n售40包2克9任℃瓜32mi腾n打14牌3睁9世℃喉39mi成n息11萍4快5膜℃卧28mi极n随26幼3仆9孝℃讽42mi舅n秒41膏4都2罗℃处33mi层n父15搁4烂3乡℃任32mi图n程12繁3容4屠℃选27mi龄n背27兵3吃5贫℃恩22mi换n智1抄3凤0尸℃础27mi喝n迷16午3卵6哭℃炼46mi钻n庭13贼4博3在℃母31搜min狂28权3绞7缘℃胃17锣min验2既4转4堤℃鬼45烛min介17燕4厨3求℃灿57圾min分14漫3孝7粪℃绸25mi吨n舅29存3屿1握℃旋25mi临n衔3匹3秧9楚℃欲37mi藏n仁18哲3有7理℃互36mi浑n县15援3震8邀℃例30mi蹦n剪30哪4亿4说℃察22mi绑n漠4蛙2啊8茎℃让55mi吴n坡19特4层2语℃逼59mi装n咳前速面锡1质～网4陡1拦为上台阶芝开挖炮孔糠，后林面疾1圈～兼1四9英为下台阶艳开挖炮孔借，下台阶捧出水点水扩温邀在矮8行6回℃皱，岩石边毫面温覆度男5支0玻℃步左右，空扣气温酒度协3屑5陆℃还～猜4颗0狗℃联。根据温棒度统计上发断面鹅在邻45mi梢n江后快速进良行装药并是起爆，下则断拾面馒60mi劝n串后快速进尸行装药并像起爆。叼4倦、爆破完察毕后进行城