超大直徑調壓井開挖一次支護及圍巖穩定分析研究

白俊嶺 李岳東 武帥

1 工程概況

新疆某工程發電引水系統調壓井為阻抗式，開挖直徑32.4 m，襯砌內徑28 m，井頂開挖高程1 009.5 m，井底開挖高程864.8 m，井筒開挖高度144.7 m，是目前亞洲最大的調壓井之一。調壓室位于廠房后邊坡上，所處地形較平緩，基巖裸露，天然坡度15°～25°，地面高程1 005～1 015 m。

調壓室附近巖性以灰黑色黑云母石英片巖為主，夾雜少量花崗偉晶巖脈。黑云母石英片巖片理發育，巖層總體走向NW300°～350°，傾向NE，傾角45°～55°。根據鉆孔資料，調壓井附近弱風化帶厚度32.5 m 左右，頂部0～32.5 m 處，巖體較破碎，以Ⅳ類圍巖為主，地面32.5 m 以下，多為Ⅲ類圍巖，局部為Ⅱ類和Ⅳ類圍巖。調壓井部位巖體風化厚度大，巖體較破碎，開挖時成井條件一般，開挖時須及時采取系統的一次支護措施。

2 調壓井一次支護參數確定

2.1 支護參數確定原則

超大直徑調壓井的開挖及圍巖穩定一直是工程中關注的重點問題，其主要特點是超大直徑調壓井開挖難度大，開挖過程中圍巖整體穩定性差，支護措施多，工期長，施工過程中易造成調壓井大規模坍塌，造成重大工程事故。結合國內外超大直徑調壓井的開挖支護經驗，支護參數的確定原則和主要開挖支護措施有：（1）當調壓井大部分巖體處于強卸荷帶、周圍巖體較破碎時，可在井口平臺上對井圈外圍一定范圍內的破碎巖體實施深孔預固結灌漿，填充圍巖裂隙，提高巖體整體穩定性；并對井壁采取“噴混凝土、系統錨桿、掛鋼筋網加鋼筋混凝土襯砌（倒掛混凝土）”的聯合支護措施。[1]（2）當調壓井上部破碎巖體范圍較小時，可采用一定高度的鎖口混凝土結合噴錨支護，錨桿可采用直徑25 mm 或28 mm，長度4.5 m和L=6 m 的系統錨桿。……