2023年第2期水利技术监督工程实践DOI:10.3969/j.issn.1008-1305.2023.02.061富水粉细砂地层引水隧洞注浆加固方案研究李君华(江西省水利水电开发有限公司，江西南昌330000)摘要:针对富水粉细砂地层引水隧洞开挖过程中易出现掌子面垮塌、初始支护结构开裂和拱顶大面积塌腔问题，提出采用超前帷幕注浆加固方式取代原有的超前小导管注浆支护方式，并利用数值模拟方式对2种注浆加固措施的效果进行对比分析。结果表明:在上覆水位60m的最不利工况下，采取小导管注浆时可将孔隙水压力、拱顶沉降、仰拱隆起、水平收敛变形、掌子面挤出变形和塑性区体积分别降低2.5%、11.2%、3.2%、3.6%、3.5%和17.2%，而采取全断面超前帷幕注浆时，可分别降低2.85%、70.5%、73.7%、85.9%、93.3%和81.9%。在超前帷幕注浆加固方式下，围岩稳定性得到有效提升。关键词:富水粉细砂地层;引水隧洞;小导管注浆;超前帷幕注浆;数值模拟中图分类号:TV554;TV543.5文献标识码:B文章编号:1008-1305(2023)02-0246-04收稿日期:2022-10-17作者简介:李君华(1971年—)，男，工程师。E-mail:tujifanqb5@163.com1工程背景某引水式水电站引水隧洞全长16.82km，海拔1350～1500m，最大高差150m，埋深150～200m，跨度13.5m，高度12.8m，属于大断面引水隧洞。隧洞区年平均降雨量为1415.1mm，年平均温度18.3℃，自上而下可划分为上覆土(碎石、角砾)、基岩(泥岩、炭质泥岩、砾岩和砂岩)、粉细砂层(节理裂隙发育，富含地下水)。引水隧洞大部分位于粉细砂层中，粉细砂遇水自稳性差，支护结构变形收敛大，洞身埋深较大，地表加固难度很大。经现场地质勘察，得到粉细砂土体的平均含水率为9.8%，平均干密度为1.673g/cm3，稍密，平均比重为2.59，孔隙比为0.548，孔隙率为35.5%，平均黏聚力为8.1kPa，平均内摩擦角为36.4°，不均匀系数为50.3，曲率系数为16.8，属于级配不良土。当引水隧洞开挖至DK12+785处时，由于受到大埋深、高水压的作用，掌子面出现了掌子面垮塌，初始支护结构开裂和拱顶大面积塌腔等问题［1-3］，如图1所示。原设计超前小导管注浆超前支护型式可能无法满足富水粉细砂层的超前支护，故提出超前帷幕注浆加固型式对该洞段进行超前支护［4-6］，并进行了相应的计算论证。图1隧洞掌子面现场情况2引水隧洞开挖模型构建2.1有限元模型利用FLAC3D构建隧洞开挖模型，整个模型的左右宽度距离隧道侧面的距离为45m，地面与隧道底部的距离为45m，纵向长度为40m，在模型上部施加均布面荷载，在模型底部施...
