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【摘 要】 本文通过分析引水隧洞不良地质洞段的围岩状况，提出对不良地质洞段进行支护的方法和措施，即通过超前支护、钢支撑以及挂网描喷等方式，在达到促进施工安全的目的的同时，也为同类型的工程施工提供一定的借鉴。
【关键词】 围岩变形；支护措施；不良地质洞段
随着国民生产水平的不断提高，尤其是政府促进全面可持续发展战略的贯彻实施，使得西部大开发战略提上了日程。不论是在跨流域的调水还是在水电工程上，隧道方案都已经得到了广泛的认可。但是在具体的实施过程中，还是遭遇到了许多问题，如岩爆、涌水、塌方和有害气体等。如何解决这些问题，并且寻找到安全有效的防治措施是工程师们所要解决的首要问题。
一、引水隧洞不同地质洞段围岩的监测及支护形式分析
引水隧洞不良地质洞段的支护设计应充分考虑到围岩的松动圈和围岩的承载力，做好协调内水和外水压力的工作，通过二次高压固结灌浆从而达到加固围岩的目的，并通过采取描喷支护的措施，将描喷支护与围岩相结合，使其能够作为一种联合的承载机构。
另外，从引水隧洞的角度来看，虽然一方面高压固结灌浆和描喷支护可以为围岩保持长期的稳定，但是由于外水压力过大，且只能够由加固后的围岩承载圈来维持和担当，使得混凝土的薄衬砌不仅不能发挥其防止围岩风化和被冲刷的作用，也不能有效的改善其水学和力学的条件。
超前的钻孔探明以及地质预报联合辅助洞的施工，可以有效的缓解隧道中涌突水的情况，如果在隧道中发现有涌突水洞段，可以采取超前预注浆的措施对其进行封堵。当涌水量不大时，或者在隧洞中发现有岩面渗水或者滴水的现象时，可以考虑引水排水的处理措施或者后灌浆的措施。所有过程完成之后，就需要对隧洞采取衬砌支护和二次的高压固结灌浆的的加固措施，进一步提高加护圈的承载能力，确保围岩能够作为主要的承载结构。
就Ⅰ、Ⅱ类围岩洞段来说，主要依靠的是围岩自身的承载能力，隧洞围岩的岩体具有较强的稳定性且一般较坚固，即使只有少量的支护（随机锚杆），也能够保持岩体自身的稳定。隧洞的随机锚杆支护主要针对岩爆程度不大的情况；当岩爆强度变强，甚至发生极强岩爆时，随机锚杆支护就不能起到应有的作用了，这时就应使用钻设应力释放孔以及岩面湿润的防护措施，必要时应准备超前预应力锚杆以及喷钢纤维混凝土等联合支护手段对岩爆进行预防和治理。
Ⅲ类围岩由于其整体性差的特点，需要在开挖初期就采取相关的支护措施，以防由于围岩的塑性变形而产生的局部塌方或者破坏。由于该洞段的围岩节理及溶蚀裂隙的发育特点，使得滴水和渗水现象较为严重，甚至会在溶蚀裂隙中较为发育的洞段产生地下涌水等现象，针对这种现象，可采取的措施有将4.5至6m长的系统锚杆置于隧洞的顶拱及其两侧以及联合喷钢纤维混凝土支护的方式等。在岩爆的强度较大时，可以參照围岩的具体情况，对锚杆间距进行适当的加大，喷层的厚度进行适当的加厚。
Ⅳ类围岩主要是指岩体完整至较完整的软岩或者岩体较为破碎的坚硬岩洞段。由于软岩或较软岩具有易塑性变形的特点，而脆性岩又不能长期维持自稳，造成该洞段的围岩易发生大规模坍塌的现象。针对这种状况，工程在开挖时就应选择钢格栅及扇形的超前锚杆，在初期支护时就选择系统锚杆与喷钢纤维相结合的支护方式，在永久支护时选择50cm厚的模注钢筋混凝土进行衬砌。
Ⅴ型围岩是指不良地质洞段及隧洞断层破裂带，该洞段具有岩体破碎和自稳性极差的特点。针对这种状况，应采取强支护与极强支护相结合的措施，配合以初期支护的管棚、喷钢纤维混凝土、系统锚杆以及钢拱架，在以70cm后的厚模注钢筋混凝土作为符合支护结构形成永久衬砌。
二、引水隧洞不良地质洞段的支护措施分析
由于不良地质洞段围岩十分破碎的特点，施工队在进行塌方路段的施工时，往往会采取多种支护方式相结合的方法，如系统锚杆、随机锚杆、超前自进式锚杆、网喷、钢支撑及管棚等，在具体操作时，还应考虑到围岩的实际情况、工期及施工安全等因素。
1、锚杆支护方法
在引水隧洞中，锚杆支护的类型主要有随机锚杆、系统锚杆、超前锚杆以及锁脚锚杆等，在局部作业中，也可以采用预应力锚杆。
超前预应力锚杆大小长短不一，主要作业场地为成孔不易洞段或者塌方松散体内洞段，通常是依照拱顶钢支撑轮廓线，进行沿线布置，外插角度应控制在10°至30°之间，并且对于相邻的两排自进式锚杆，其搭接长度应大于2m。不良地质洞段的特点，使得钻孔时钻头的水孔容易堵塞，在钻孔时放慢速度，并留意水从钻孔中流出的情况，可以缓解水孔阻塞的现象。当水孔阻塞现象出现时，应先将锚杆撤后大约500mm，反复扫孔之后再慢慢的推进，知道达到设计的深度。
在施工时，根据锚杆长度不同分别采用“先插杆后注浆法”（适用于长度不超过6m的平置或下斜类锚杆）或“先注浆后插杆法”（适用于长度大于6m或上仰类锚杆，锚筋束，以及有特殊要求的锚杆）施工。锚杆批量作业前，需通过现场生产性试验确定砂浆配合比等实施性参数，并且浆液随拌随用，适当的掺入加速凝剂，在终凝前不允许扰动砂浆。需要注意的是，随机锚杆的孔轴方向应时刻与可能滑动面的倾角相反且交角要大于45°。
2、挂网及喷混凝土支护方法
钢筋网一般采取分块编制，固定时使用锚杆头进行点焊，在中间加密时则用铅丝扎牢网间的接头，最后与钢支撑或者钢格栅进行焊接。
混凝土的材料一般分为细骨料和粗骨料。细骨料是指中、粗砂，取其坚硬耐久性。粗骨料选用的则是机制砂。
3、钢支撑支护方法
钢支撑的选材一般选用型钢即Ⅰ16。在安装钢支撑时，要求能够做到紧贴岩面，当局部的钢支撑难以贴近到岩面时，则就该部位焊接工字钢以达到抵到岩面的效果。在安装钢支撑前，应做好现场测量和安装位置的考察工作，保证钢支撑能够不侵占混凝土设计，从而衬砌断面。钢垫板是钢支撑的底脚，作用是防止钢支撑下沉，并在同时对锁脚锚杆进行加固。钢支撑之间的钢筋是连接筋，间距为0.5至1m。
4、铁格栅支护方法
铁格栅所用的钢筋应分为两个单元进行加工，连接板与钢筋之间应做到焊接牢固，连接板与连接板之间则采用4个M18型号的螺栓来进行连接，在钢格栅的支脚设置钢垫板可以防止其沉陷，也可以用锁脚锚杆对其进行加强与固定。钢格栅之间的间距一般为0.8至1m，连接筋之间的间距为0.5至1m。
5、管棚施工支护方法
使用DN42mm的钢管加工小导管，顶部形状做成锥形，管壁周围小孔形状为梅花形，导管尾部进行焊接套箍。孔位布置于钢支撑设计轮廓线的外侧，间距为10至20cm，钢管入岩的长度以大于管长90%为佳，导管各部的纵向搭接长度为1.0至1.5m，小导管的尾部与钢拱架焊接连成一体。使用灌浆泵对小导管注入水泥-水玻璃双液浆，泥浆水与石灰的比例应控制在0.8：1至1：1之间，注浆压力在0.3至0.5Mpa之间，注浆时由拱顶向下逐孔注浆，先注无水孔后注有水孔，对于冒浆和串浆的现象，可以选择间隔一孔或几孔分次序的进行注浆。
三、结束语
在不良地质洞段应及时布置安排对于变形洞段监测点的监测，并推断围岩的稳定情况，对可能发生的危险采取有效的预防措施。其次引水隧洞或不良地质洞段的支护方式应直接作用在围岩上，提高围岩的自身承载力。在进行引水隧洞不良地质洞段围岩变形的监测和选择支护措施时，除了要注意研究隧洞的实际地质情况，制定有针对性的开挖支护措施，稳扎稳打，同时还要保证工期和施工的安全，建设高质量的工程。
参考文献：
[1]张照太，陈竹，马鹏辉.大伙房引水隧洞不良地质洞段围岩变形监测及支护措施分析[J].现代隧道技术，2007，44（5）.
[2]吴世勇，陈旭华，陈祥荣等.锦屏二级水电站引水隧洞不良地质洞段围岩稳定分析及支护设计[J].岩石力学与工程学报，2010，24（20）.
[3]陈建芬，李文碧.瑞丽江水电站引水洞不良地质洞段的开挖与支护[J].云南水力发电，2012，24（5）.
【关键词】 围岩变形；支护措施；不良地质洞段
随着国民生产水平的不断提高，尤其是政府促进全面可持续发展战略的贯彻实施，使得西部大开发战略提上了日程。不论是在跨流域的调水还是在水电工程上，隧道方案都已经得到了广泛的认可。但是在具体的实施过程中，还是遭遇到了许多问题，如岩爆、涌水、塌方和有害气体等。如何解决这些问题，并且寻找到安全有效的防治措施是工程师们所要解决的首要问题。
一、引水隧洞不同地质洞段围岩的监测及支护形式分析
引水隧洞不良地质洞段的支护设计应充分考虑到围岩的松动圈和围岩的承载力，做好协调内水和外水压力的工作，通过二次高压固结灌浆从而达到加固围岩的目的，并通过采取描喷支护的措施，将描喷支护与围岩相结合，使其能够作为一种联合的承载机构。
另外，从引水隧洞的角度来看，虽然一方面高压固结灌浆和描喷支护可以为围岩保持长期的稳定，但是由于外水压力过大，且只能够由加固后的围岩承载圈来维持和担当，使得混凝土的薄衬砌不仅不能发挥其防止围岩风化和被冲刷的作用，也不能有效的改善其水学和力学的条件。
超前的钻孔探明以及地质预报联合辅助洞的施工，可以有效的缓解隧道中涌突水的情况，如果在隧道中发现有涌突水洞段，可以采取超前预注浆的措施对其进行封堵。当涌水量不大时，或者在隧洞中发现有岩面渗水或者滴水的现象时，可以考虑引水排水的处理措施或者后灌浆的措施。所有过程完成之后，就需要对隧洞采取衬砌支护和二次的高压固结灌浆的的加固措施，进一步提高加护圈的承载能力，确保围岩能够作为主要的承载结构。
就Ⅰ、Ⅱ类围岩洞段来说，主要依靠的是围岩自身的承载能力，隧洞围岩的岩体具有较强的稳定性且一般较坚固，即使只有少量的支护（随机锚杆），也能够保持岩体自身的稳定。隧洞的随机锚杆支护主要针对岩爆程度不大的情况；当岩爆强度变强，甚至发生极强岩爆时，随机锚杆支护就不能起到应有的作用了，这时就应使用钻设应力释放孔以及岩面湿润的防护措施，必要时应准备超前预应力锚杆以及喷钢纤维混凝土等联合支护手段对岩爆进行预防和治理。
Ⅲ类围岩由于其整体性差的特点，需要在开挖初期就采取相关的支护措施，以防由于围岩的塑性变形而产生的局部塌方或者破坏。由于该洞段的围岩节理及溶蚀裂隙的发育特点，使得滴水和渗水现象较为严重，甚至会在溶蚀裂隙中较为发育的洞段产生地下涌水等现象，针对这种现象，可采取的措施有将4.5至6m长的系统锚杆置于隧洞的顶拱及其两侧以及联合喷钢纤维混凝土支护的方式等。在岩爆的强度较大时，可以參照围岩的具体情况，对锚杆间距进行适当的加大，喷层的厚度进行适当的加厚。
Ⅳ类围岩主要是指岩体完整至较完整的软岩或者岩体较为破碎的坚硬岩洞段。由于软岩或较软岩具有易塑性变形的特点，而脆性岩又不能长期维持自稳，造成该洞段的围岩易发生大规模坍塌的现象。针对这种状况，工程在开挖时就应选择钢格栅及扇形的超前锚杆，在初期支护时就选择系统锚杆与喷钢纤维相结合的支护方式，在永久支护时选择50cm厚的模注钢筋混凝土进行衬砌。
Ⅴ型围岩是指不良地质洞段及隧洞断层破裂带，该洞段具有岩体破碎和自稳性极差的特点。针对这种状况，应采取强支护与极强支护相结合的措施，配合以初期支护的管棚、喷钢纤维混凝土、系统锚杆以及钢拱架，在以70cm后的厚模注钢筋混凝土作为符合支护结构形成永久衬砌。
二、引水隧洞不良地质洞段的支护措施分析
由于不良地质洞段围岩十分破碎的特点，施工队在进行塌方路段的施工时，往往会采取多种支护方式相结合的方法，如系统锚杆、随机锚杆、超前自进式锚杆、网喷、钢支撑及管棚等，在具体操作时，还应考虑到围岩的实际情况、工期及施工安全等因素。
1、锚杆支护方法
在引水隧洞中，锚杆支护的类型主要有随机锚杆、系统锚杆、超前锚杆以及锁脚锚杆等，在局部作业中，也可以采用预应力锚杆。
超前预应力锚杆大小长短不一，主要作业场地为成孔不易洞段或者塌方松散体内洞段，通常是依照拱顶钢支撑轮廓线，进行沿线布置，外插角度应控制在10°至30°之间，并且对于相邻的两排自进式锚杆，其搭接长度应大于2m。不良地质洞段的特点，使得钻孔时钻头的水孔容易堵塞，在钻孔时放慢速度，并留意水从钻孔中流出的情况，可以缓解水孔阻塞的现象。当水孔阻塞现象出现时，应先将锚杆撤后大约500mm，反复扫孔之后再慢慢的推进，知道达到设计的深度。
在施工时，根据锚杆长度不同分别采用“先插杆后注浆法”（适用于长度不超过6m的平置或下斜类锚杆）或“先注浆后插杆法”（适用于长度大于6m或上仰类锚杆，锚筋束，以及有特殊要求的锚杆）施工。锚杆批量作业前，需通过现场生产性试验确定砂浆配合比等实施性参数，并且浆液随拌随用，适当的掺入加速凝剂，在终凝前不允许扰动砂浆。需要注意的是，随机锚杆的孔轴方向应时刻与可能滑动面的倾角相反且交角要大于45°。
2、挂网及喷混凝土支护方法
钢筋网一般采取分块编制，固定时使用锚杆头进行点焊，在中间加密时则用铅丝扎牢网间的接头，最后与钢支撑或者钢格栅进行焊接。
混凝土的材料一般分为细骨料和粗骨料。细骨料是指中、粗砂，取其坚硬耐久性。粗骨料选用的则是机制砂。
3、钢支撑支护方法
钢支撑的选材一般选用型钢即Ⅰ16。在安装钢支撑时，要求能够做到紧贴岩面，当局部的钢支撑难以贴近到岩面时，则就该部位焊接工字钢以达到抵到岩面的效果。在安装钢支撑前，应做好现场测量和安装位置的考察工作，保证钢支撑能够不侵占混凝土设计，从而衬砌断面。钢垫板是钢支撑的底脚，作用是防止钢支撑下沉，并在同时对锁脚锚杆进行加固。钢支撑之间的钢筋是连接筋，间距为0.5至1m。
4、铁格栅支护方法
铁格栅所用的钢筋应分为两个单元进行加工，连接板与钢筋之间应做到焊接牢固，连接板与连接板之间则采用4个M18型号的螺栓来进行连接，在钢格栅的支脚设置钢垫板可以防止其沉陷，也可以用锁脚锚杆对其进行加强与固定。钢格栅之间的间距一般为0.8至1m，连接筋之间的间距为0.5至1m。
5、管棚施工支护方法
使用DN42mm的钢管加工小导管，顶部形状做成锥形，管壁周围小孔形状为梅花形，导管尾部进行焊接套箍。孔位布置于钢支撑设计轮廓线的外侧，间距为10至20cm，钢管入岩的长度以大于管长90%为佳，导管各部的纵向搭接长度为1.0至1.5m，小导管的尾部与钢拱架焊接连成一体。使用灌浆泵对小导管注入水泥-水玻璃双液浆，泥浆水与石灰的比例应控制在0.8：1至1：1之间，注浆压力在0.3至0.5Mpa之间，注浆时由拱顶向下逐孔注浆，先注无水孔后注有水孔，对于冒浆和串浆的现象，可以选择间隔一孔或几孔分次序的进行注浆。
三、结束语
在不良地质洞段应及时布置安排对于变形洞段监测点的监测，并推断围岩的稳定情况，对可能发生的危险采取有效的预防措施。其次引水隧洞或不良地质洞段的支护方式应直接作用在围岩上，提高围岩的自身承载力。在进行引水隧洞不良地质洞段围岩变形的监测和选择支护措施时，除了要注意研究隧洞的实际地质情况，制定有针对性的开挖支护措施，稳扎稳打，同时还要保证工期和施工的安全，建设高质量的工程。
参考文献：
[1]张照太，陈竹，马鹏辉.大伙房引水隧洞不良地质洞段围岩变形监测及支护措施分析[J].现代隧道技术，2007，44（5）.
[2]吴世勇，陈旭华，陈祥荣等.锦屏二级水电站引水隧洞不良地质洞段围岩稳定分析及支护设计[J].岩石力学与工程学报，2010，24（20）.
[3]陈建芬，李文碧.瑞丽江水电站引水洞不良地质洞段的开挖与支护[J].云南水力发电，2012，24（5）.