小断面水工隧洞的临时支护措施

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工 程 技 术
小 断面水工 隧洞 的临 时支 护措施
王 祥 段 丛 伟 曲起 峰
( 南省 地质 工程 勘 察 总公 司 , 南 昆 明 6 0 0 ) 云 云 5 6 0
1 前 言
Leabharlann Baidu
对于 小断 面水 工隧洞 ,一 般均 采用 全 断 面掘进 法 进行 开挖 ,但小 型水 工 隧洞往 往 由 于建设 资 金紧 张 ,对 必要 的地 质勘 探 工作 没 有做 到位 ,缺乏 隧洞 所在 地段 的地 质 和水 文 地 质资料 , 不 明 , 水工 设计 人 员进 行 情况 致使 隧洞设 计 时 ,将 隧洞 轴线 选在 了不 良的地质 区域 , 没有 避开不 良地 层 : 如饱 和粘 土 、 流沙 、 堆 积层 ; 裂 、 皱带 ; 理 、 隙 发育 带 ; 断 褶 节 裂 含 有各 种不利 的软 弱结 构 的 围岩 , 以及溶 洞 、 陷 穴 等地质 不 良区域 。 当隧 洞穿 越不稳 定地 层 时 ,很 容 易发 生 塌方 。 地 下水 发育 的地 区和 地表 水渗 漏 明显 的 地段 , 隧洞 围岩 的强度 大 大降 低 , 之 空隙水 加 的作用 , 隧洞 开挖过 程 中 , 有可 能发 生 坍 在 极
洞段。
对于 岩面完 整 , 自稳 时 间短 , 水容 易垮 失 塌, 成洞 困难 的地段 , 必须 使 喷锚支 护 紧跟掌 子 面及时 跟进 。 喷锚 分为 : 系统 喷锚 、 混凝 土随机 锚杆 喷 及 随机 喷锚 三 种类 型 。施工 中视情 况 采用 ” 锚 喷 ””锚 、 网 喷 ”及 ”喷 锚 喷 ” 业程序 。 作 喷混 凝土 施工 方法 :喷混 凝 土采用 干喷 工艺 ,水 泥裹 砂法 ” 工 , 工艺流 程为 : ” 施 其 待喷 面处 理 、验 收一 挂 网一 喷混凝 土拌 制一 分层 施喷一 养护 喷混 凝土 材料 由矿 车运 进洞 内,现场按 设计 配合 比配料 、拌 和 ,经人 工铲 入 Z — B PV 干 喷机机 口, 按配 比加 速凝 剂 , 工抱 喷头 并 人 在平 台车 ( 改制 ) 上施 喷。 喷混 凝 土厚 5m、 于 5m分 别分一 次 、 c 大 c 二次 施喷 到设 计厚 度 , 其 终凝 后喷 水雾养 待 护 到龄期 。 喷 射作 业 中视 情 况作 生 产 性试 喷试 验 , 优化 喷混 凝土 配 比及喷 射参 数 ,以减少 回弹 量 , 证 喷射质量 。 保 为保证 喷射混 凝土 厚度及 表面 滑顺 , 置喷射 厚度 标志 , 设 喷混 凝 土施工 中按 招标 文件 《 技术 规范 》 关规 定取样 作 喷 有 混凝 土强 度试 验 ,监 测 喷混 凝土 强度 的保证 情况 。 4超前 小管 棚施 工 、 对于 围岩 断层破 碎带 , 性主 要 为片岩 、 岩 页 岩 、 岩且 夹 薄层 泥 灰岩 , 理 、 理 及裂 砂 节 层 隙 发 育 , 面交 错 , 层 风化 极 为严 重 , 压 碎状 呈 态 , 使 围岩 自稳 能力极 差 , 型困难 。可结 致 成 合施 工生 产要 素及 施 工生产 能力 ,按 照 ” 管 超前 、 严注 浆 、 开挖 、 ( 爆破 、 短 不 弱) 强支 护 、 快 封闭、 勤测 量 、 反 馈 ” 速 的施 工 原则 , 拱部 在 超前 小管 棚注 浆 预固结 围岩 的保 护下 ,采用 二 步法进 行施 工 。 留拱 部核 心土 , 边采 用 预 周 风镐 开挖 。 41 艺原理 .工 在破 碎松 散岩 体 中超前 钻孔 ,打 入小导 管并 压注 具有 胶凝 性质 的浆 液 ,浆液 在注浆 压力 的作 用下 呈脉 状快 速渗 入破 碎松 散岩 体 中 , 将 其 中 的空气 、 分 排 出 , 并 水 使松 散 破 碎 体胶 结 、 胶化 , 形成 具有 一定 强度 和抗 渗阻 水 能 力 的以浆胶 为 骨架 的 固结 体 ,从而 提高 围 岩 的整体 性 、 渗性 和稳 定性 ; 超前小 管棚 抗 使 与 固结 体 形成 一 个 具有 一 定强 度 的 壳体 , 在 壳体 的保 护下进 行开 挖支 护施工 。 4 小 管棚及 注浆设 计 . 2 采 用 3~ r 根 的 中2m 4d r 5 m小 导管 布设 在 拱 部 ,外 插 角 5 一7 ,环 向 间距 2 。 。 0~ 3c 纵 向环 距 2 r, 0m, . 即每施 作一 排 小导 管 , O e 开 挖 支 护 2 m;压 注 11 泥浆 液 ,采 用 . 5 :水 55 通 硅 酸盐 水 泥 ,浆 液 中 掺 水 泥 用量 2#普 3 %的 4B ’ 玻璃 ,以缩 短 浆液 的胶化 —5 0 e水 固结 时间 , 控制浆 液 的扩散 范 围。
塌 冒顶 。
在来 不及对 洞身 进行 永久 性砼 浇筑 的情 况下 , 如不采 取积 极有 效 的临 时支付 措施 , 将 会使 隧洞成 型带来 积 大的 困难 。 2套拱 法支护 ( 时砼施 工 ) 、 临 适 用 于泥质 充填 带 , 出洞 口锁 口 , 进 断层 破碎带 , 地质 情况 复杂 , 易坍塌 等洞 段 。 所谓 套拱 法 ,实 际上 是对 隧洞 进行 普通 混凝土 衬砌 的支 护 方法 ,即在 极不稳 定 地层 中施工 隧洞 时 , 为确保 其稳 定 , 在设 计开 挖轮 廓线外 采取 简 易模板 模架 快速 浇筑 ,这 种浇 筑 可以分 块分 段进 行 , 实行 ” 扎稳 打 , 步 稳 步 为营, 确保 围岩稳 定 ” 的施 工 原 则 , 同时 , 也 可视情 况增 设 钢筋 ,也可 浇筑 与二 次衬 砌 同 标号 的普通 混凝 土 , 外观 及 型式 要求 不高 , 对 关键是 确保 稳定 及支 护及 时 ,它为 隧洞 进行 永久衬 砌创 造 了条 件 。 套 拱法施 工流 程 : 判 别 围岩 稳 定 性 一 制 作 架 设 模 架 、 模 板一 在开挖 轮廓 线外 分块 分段 进行 浇筑 混凝 土一进 行下 一个循 环 此 法 是 在 采 用 扩 大 开 挖 轮 廓 线 的基 础 上 ,进行 开挖 线外 的素混 凝土 或钢 筋混 凝 土 支护 , 一般厚 度为 2 — 5m 为宜 。 由于受 地 0 2c 质条件 的 限制 , 用护 拱法 临 时支 护时 , 采 应该 遵循及 时 开挖及 时 支护 的原则 ,支 护进 尺 应 根据 岩石 自稳程 度进 行 正确 判断 ,做 到砼 衬 砌成形 永远 在岩 石 自稳时 间段 之前 。在 进行 临时砼 衬砌 时 ,砼 最好 采 用与设 计 洞身 段永 久砼 同标号 的砼 进行 施工 ,同 时必 须保 证砼 质量 。 我 公 司 通 过 在 禄 丰 县 东 河 水 库 输 水 隧 洞 、祥 云县普 鹏水 库 导流 输水 隧洞 及牟 定龙 虎水库 的输水 隧洞 的施 工实 践 中证 明套拱 法 支护( 临时砼 施工 ) 具有 安 全 、 济 、 经 高效 和可 操 作性 的效果 , 值得 推广 。 3锚 喷支 护 : 于稳 定性 差 、 水 的 、 适用 无淋

参 考文献 【 1 】向 帝 北.超 大 断 面 隧道 的设 计 与施 工 Ⅱ 】 地 下 空间与工程 学报 ,19,4 9 10). (

7 8一
中国新技术新产 品
摘 要 : 文针 对在 小断 面水 工隧洞施 工过程 中, 本 为保证 施工进 度 、 工安 全7 x质量 。对 于在施 工 中遇 到 的各种 不 良地层 , 施 L ̄ _ 如何 采 用不 同的 临时支护 措施 , 确保 围岩稳 定 , 了详 细的论 述 。并对各 种临 时措 施 施工从技 术 上进行 简要概 述和举 例 。 作 关键词 : 小断 面水 工隧洞 ; 塌 ; 塌 ; 坍 垮 破碎 ; 时支护 临
43 施 工 要 点 -
43 小导 管制作 .1 . 小导 管用 中2m 中空 锚杆 加工 ,中空 5m 锚杆 一端加 工成 尖锥形 , 距另一 端 8c 的位 0m 置 开始 至 尖 锥端 之 间 按梅 花 型 间 距 为 2 e 0m 布设 6 m 的孔 眼 6 , a r 排 以利 于小导 管推 进 和浆 液渗人 破碎 岩体 。 43 小 导管安设 .2 . 如岩 体松 软 , 用 Y ~8型风 动凿 岩 机 采 T2 直接 推送 , 如遇 夹有 坚硬 岩石 处 , 用 Y 一 8 先 T 2 型风 动凿岩 机钻 眼成孔 后再推 进就 位 。 在施 作小 导 管前 应 注意 :第 一 ,喷 3~ 5m厚 混凝 土 封闭掌 子 面作 为止 浆墙 ,为 注 c 浆作好 准备 工作 ; 第二 , 测 量隧道 中心 线 准确 和高程 , 按设计 标 出小导 管 的位置 , 并 误差 ± 1m 第 三 , 线绳 定 出隧道 中心 面 , 用 5 m; 用 随时 钢尺 检查钻 孔或 推 进小 导管 的方 向 ,以控 制 外插 角达 到设计 的标 准 ; 四 , 施工顺 序 第 灌浆 为从 两侧拱 脚 向拱 顶进行 ,为 提前 注浆 留好 作业 空间 。 43 注浆 _3 . 选 中压 泥浆泵 B 5/0 浆 , W205 注 采用 浆液 搅拌 桶制浆 。 为防止 浆液从 其他孑 眼溢 出 , L 注 浆前 对所 有孔 眼安 装止 浆塞 ,注浆顺 序从 两 侧拱脚 向拱 顶 。 由于 岩体孔 隙 不均 匀 ,考 虑风镐 环形 开 挖 的方便 ,同时 要达 到 固结破 碎松散 岩体 的 目的 , 开挖 轮廓 线外 环状岩 体 的稳定 , 保证 形 成有 一定 强度 及密 实度 的壳体 ,特 别是确 保 两侧 拱脚 的注 浆密 实度 和承 载力 ,采取 注浆
终压(8~1 M a 0 . . P) 2 和注浆量双控注浆质量 ,
拱脚 的注浆 终压 高 于拱腰 至拱 顶 。注浆时 相 邻孔 应分序 进行 , 以确保 固结效 果 , 又达 到控 制注 浆量 的 目的 。 5 结语 、 对 于不稳 定 的岩体 ,采用 正确 的施 工方 法是 保 护围岩 稳定 的重 要措 施 ;如 施工 方法 不合 理 , 不仅 影响 进度 , 使 围岩稳定 程 将 而且 度大 大降低 。 般 说来 ,保 护围 岩稳定 性 的途径 一是 保护 围岩 原有 的稳 定性 , 使之不 至 于降低 ; 二 是赋 予 岩体一 定 的强度 ,使其 稳定 性有 所提 高。 鉴 于此 ,在 不 良地质 洞室 施工 中必 须结 合现 场实 际 , 取合 理的 临时 支护措 施 , 者 采 或 多种 临 时支 护措 施并 存 的施工 手段 使其洞 身 岩体 稳定 。
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