大断面互层状软岩导流洞设计方案比选与施工

摘要

巴基斯坦卡洛特水电站导流洞断面大,隧洞穿越互层状砂岩及泥岩、粉砂岩,岩石属软岩且具有遇水崩解、失水干裂的特点,安全稳定问题突出。从工程地质条件、施工风险来看,导流洞岩石为互层状软岩,洞身围岩主要以Ⅳ类为主,Ⅳ类和Ⅴ类所占比例达到80%,且岩层产状与洞轴线夹角较小,围岩自稳时间较短,开挖后易塌方。为保证开挖过程中围岩稳定时间尽可能长,有效降低围岩变形速率,保证施工期安全,最终采用了3条导流洞的布置方案。根据工程枢纽布置和坝区的地形、地质条件,对导流洞洞身3种横断面形式:城门洞形、马蹄形、圆形进行结构应力分析和技术经济比较。结果表明:圆形隧洞虽施工条件稍差,但受力最好且投资最少,最终采用圆形断面。最后,通过分层开挖、跟进支护、动态监测,卡洛特水电站工程安全顺利完成,并安全运行近2a。研究结果可为其他类似隧洞工程提供参考与借鉴。