引水隧洞主洞超前及临时支护技术方案

1、1、施工方法、工艺1.1 超前支护1.1.1 V级围岩超前支护关州水电站C4标段引水隧洞5#洞上游9+2359+352.19，长117.19m;6#洞下游14+195.9314+287，长91.07m,设计均为V级围岩，易出现断层、冲沟及破碎带，为保证施工质量安全，需进行超前支护。V类围岩开挖前沿拱部设计开挖轮廓线外10cm施作超前小导管(42,L=4.5m,2030cm排距3.0m),初喷C20硅35cm,打设25,L=3.5m系统锚杆，间排距1.0m,挂(|)8mm1515cm钢筋网、架立钢支撑并复喷C20硅1015cmi超前小导管外插角为510°,纵向搭接长度不小于1.5m,采

2、用YT28型风枪进行钻孔并顶进超前小导管，小导管插入孔内的长度不小于管长90%尾部与型钢钢架焊接固定，JYZ2型注浆泵进行注浆作业。制作钢花管：42mm超前小导管在钢构件加工场制作。前端做成尖锥形，尾部焊接08mmi冈筋加劲箍，管壁上每隔15cm交错布置注浆孔，孔眼直径为68mm详见图1注浆小导管加工图。小导管安装：采用ZM-12T型煤电钻钻设锚杆孔后，将小导管按设计要求插入孔中，外露端支撑于开挖面后方的钢架上，与钢架共同组成预支护体系。50cm15cmVV注单者备平用 Jyz 2州注a-VW1吝不科M207PWJVXJV)|_U1VI。=/'78mm加劲箍42mm普通钢管图1 注浆小

3、导管加工图1|的配合比由现场试验确定，在管口处设止浆塞。水泥砂浆采用小型砂浆搅拌机拌制，注浆压力一般为0.50.8MPa注浆前先喷射混凝土35cm封闭掌子面作止浆盘，若注浆未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，直至符合注浆质量标准，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均为浆液充填，方可终止注浆。注浆先从拱顶开始向下注，先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况适当调整。注浆作业中认真填写注浆记录，随时分析和改进，并注意观察施工支护工作面的状态，试挖掌子面，无明显渗水时，即可进行开挖作业。质量要求：钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角。并对每个孔进行编号。钻孔仰角

4、的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定，一般控制在5O10°,钻机最大下沉量及左右偏移量为钢管长度的1%左右，并控制在4cm6cm之间。严格控制钻孔平面位置，小导管不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。工艺流程图：参见图2小导管施工工艺框图2小导管施工工艺框图地质调查浆液选择1.1.2 IV配比试验关州叫电站七4标师引水隧洞 现场试验6#洞下游13+608.4014+195.93,汴脓一勒11Lzjv><A为w级围埠长587.53m米.主要以千枚岩、二可

5、学为主、岩”软沛用桧杏_-I_诏名淮-弱，层理发音工！部有节理水发育，设计米用超前锚钻进行叟真叫V4 管材加工杆型式来嘴施赛25喇I锚杆1,长度 45mt搭接长居 由 1.5m。-T 材料准备透水软管的安设方式和间用III喷射硅封闭岩面。软管则埋在喷射硅层内，在拱脚处露出硅层一定的富余量与纵向设置的中80透水盲沟相连。让渗水通过软管流到集水井当中然后通过抽排设备排至洞外。1.2临时支护1.2.1 V级围岩临时支护关州水电站C4标段引水隧洞V级围岩临时支护采用锚、网、喷、型钢钢架联合支护的方式进行支护。锚杆采用25的锚杆，拱墙全断面布设，长度为3.0m,间距为1.0mx1.0m（环x纵）全断面铺

6、设。6.5钢筋网，间距15cmx15cmi喷射C20混凝土为10cm,采用I18型钢钢架进行支护，间距为0.51.5m（中至中）。1.2.2 IV级围岩临时支护关州水电站C4标段引水隧洞IV级围岩临时支护采用锚、网、喷联合支护的方式进行支护。锚杆采用25的锚杆，拱墙全断面布设，长度为3.0m,间距为1.5mx1.5m（环X纵）全断面铺设©6.5钢筋网,间距20cmx20cmi喷射C20混凝土为10cm进行临时支护。1.2.3 m级围岩临时支护关州水电站C4标段引水隧洞田级围岩临时支护采用锚、网、喷联合支护的方式进行支护。锚杆采用25的锚杆，拱墙全断面布设，长度为3.5m,间距为2.0

7、mX2.0m（环X纵）全断面铺设©6.5钢筋网,间距20cmx20cmi喷射C20混凝土为8cm进行临时支护。1.2.4 II级围岩临时支护关州水电站C4标段引水隧洞n级围岩临时支护采用随机锚杆和喷射5cm厚C20混凝土作为临时支护。1）25锚杆施工工艺锚杆采用先注浆后插杆体法施工。锚杆钻孔在各台阶上利用简易自制台架施钻，按照设计间排距，尽可能垂直结构面打入，高压风吹孔。成孔后注浆，注浆需要达到成孔体积的三分之二，再用风枪将锚杆送入孔内，并使杆体位于孔位中央。锚杆尾端焊接在型钢支撑上，以便共同受力。施工工艺流程见图3。图3砂浆锚杆施工工艺流程图钢筋网片采用06.5钢筋焊制，全部集中在

8、钢筋加工场内加工。先用钢筋调直机把钢筋调直，再截成1.5m长的钢筋条，然后焊接成1.5x1.5m的钢筋网片（为方便洞内安装，此规格可根据钢架间距及布设位置作调整）。钢筋焊接前要先将钢筋表面的油渍、漆污、水泥浆和用锤敲击能剥落的浮皮、铁锈等均清除干净；加工完毕后的钢筋网片应平整，钢筋表面无削弱钢筋截面的伤痕。制作成型的钢筋网片必须轻抬轻放，避免摔地产生变形。钢筋网片成品应远离加工场地，堆放在指定的成品堆放场地上。存放和运输过程中要避免潮湿的环境，防止锈蚀、污染和变形。按图纸标定的位置挂设加工好的钢筋网片，钢筋网片使用前清除锈蚀，绑扎固定于先期施工的钢架之间和系统锚杆之上，再把钢筋片焊接成网。用混

9、凝土块衬垫在钢筋和围岩之间，以保证钢筋和围岩之间保持3050mm）间隙。3）I18或I20型钢钢架隧道钢架支护V级围岩采用I18或I20型钢钢架，全断面按1根/0.51.5m设置；设计为全断面支护，台阶法进行开挖和支护，上部台阶高度为35m,钢架采用分段加工，洞内现场拼装。在洞外加工时根据设计图纸放出大样图，并确定分段长度，加工完成后需进行现场预拼装，根据拼装效果隧道各部开挖完成初喷砼后，分单元及时安装钢架，采用与定位锚杆、径向锚杆的方式固定钢架，针对洞口浅埋土质围岩地段，在每一台阶开挖两侧拱脚增设两根锁脚锚杆，采用22钢筋，长度为3nl钢架环向采用1822钢筋进行连接，环向间距为1mi并内外

10、侧交锚布置。钢架之间铺挂6.5钢筋网，然后复喷混凝土到设计厚度，并及时进行围岩监控量测。型钢钢架施工工艺流程图见图5。加工场地用硅硬化，精确抹平，按设计放出加工大样。钢架弯制采用型钢弯制机按照隧道断面曲率分节进行弯制，弯制完成后，先在加工场地上进行试拼。各节钢架拼装成型后，要求尺寸准确，弧形圆顺，要求沿隧道周边轮廓误差不大于3cmi连接底板螺栓孔眼中间误差不超过士0.5cm;型钢钢架平放时，平面翘曲小于2cm3钢架应尽量减少中间型钢焊接接头，当确需焊接接头时，应错开处理（两相邻型钢不得在同一位置处接头），焊接接头处理时需先将型钢对接后，再双面邦焊10mrff钢板，钢板尺寸为18crn®

11、;,20cmfe。加工示意图如图4所示。图41181或I20螂麟翩1燧曲加3B图（cm）图5型钢钢架施工工艺流程图杂物。为保证钢架位置安设准确，隧道开挖时在钢架的各连接处预留连接板凹槽。初喷砼时，在凹槽处打入木楔，为架设钢架留出连接板位置。为增强钢架的整体稳定性，将钢架与锚杆焊接在一起。钢架纵向连接采用022钢筋，环向间距1mi内外交错布置。为使钢架准确定位，架设钢架时尽量利用径向锚杆定位固定。架立钢架后应尽快进行喷砼作业，以使钢架与喷砼共同受力。喷射硅分层进行，每层厚度710cmfc右，先从拱脚或墙角处由下向上喷射，防止上层喷射料虚掩拱脚（墙角）不密实，造成强度不够，拱脚（墙角）失稳。4）防

12、止钢架下沉的措施拱部开挖安装型钢拱架后，由于围岩的自稳性较差以及各部开挖拉开了一定距离，钢架短时间内不能全断面闭合，有可能会出现拱顶钢架下沉，导致围岩失稳或侵入衬砌界限，因此在施工过程中需加强对钢架安装以后的监控量测，必要时采取有效措施进行加固，以防止拱顶钢架下沉。具体措施如下：a、加强对钢架的径向固定措施钢架安装与系统锚杆固定在一起，另外，要加强锚杆和钢架的焊接质量，确保钢架和锚杆连接紧固。两根之间的环向连接钢管必须按照设计间距进行焊接连接，同样要严格保证焊接质量。b、加强对钢架的锁脚固定措施由于采用分部开挖方法，拱部钢架安装后，钢架暂时不能全断面封闭成环，同时，因隧道围岩较差，拱部钢架无法

13、坐落在坚实的基岩上，因此，拱部钢架必须采取锁脚措施，将钢架两底脚牢固锁定，以防止钢架下沉或两底脚回收，钢架锁脚采用两根L=3.0m的22锁脚锚杆锁定，锚杆采用22螺纹钢，压注水泥浆液进行锚固，如地质较差时，采用加长锁脚锚杆长度和再增设一根锁脚锚杆以加强钢架的稳定。c、加设钢架基础基座垫块，扩大开挖底脚，防止钢架悬空由于隧道围岩均较差，拱脚位置基础承载能力较差，为防止拱架下沉，除应清理虚碴以外，还应增加拱脚混凝土垫块，以提高拱脚基础承载能力，采用台阶开挖时下部钢架应错开3襦进行施工，以防拱架整体下沉。d、及时喷射混凝土进行覆盖钢架安装完成后，及时进行喷射混凝土，喷射时分层、分段进行，钢架应全部被

14、喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于20mm。e、加强对钢架的应力和变形监测钢架安装后，加强对钢架的应力和变形观测，对钢架所承受的应力以及变形速率和位移进行监测，通过反馈数据分析，测定钢架的稳定性能，一旦发现钢架有下沉或变形失稳的趋势，立即采取加固措施进行处理，同时依据反馈信息进行方案的修正和优化。f、防止施工过程中的碰撞和损坏机械开挖时，为防止挖掘机等大型机械对已支护好钢架进行碰撞和冲击，造成钢架损坏，因此，开挖时，要委派专人对开挖作业进行指挥，严格限制机械作业界限，以防止碰撞钢架。5) 施工要点a钢架应按设计位置安设,钢架之间必须用钢筋纵向连接，并与钢架进行可靠焊接。拱架安设过程中当钢架与围

15、岩之间有较大的空隙时，设垫块垫紧。b钢拱架应安设在隧道横向竖直面内。c钢架应尽可能多地与锚杆露头及钢筋网焊接，以增强其联合支护的效应。d喷射混凝土时，要将钢架与岩面之间的间隙喷射饱和达到很密实。e喷射混凝土应分层次分段喷射完成，初喷混凝土应尽早进行“早喷锚”，复喷混凝土应在拱架安装完成后及时进行，达到锚喷支护联合受力的要求。6) 喷射混凝土a机具及材料准备使用科达PZ-6B混凝土湿喷机，该种机具最大输送距离，水平30ml垂直20ml回弹率20%,重量2000kg。JCQ3.5型硅搅拌运输车、JS750型硅拌合站、厦工XG953g载机、自制作业平台。速凝剂：选用优质高效的液体速凝剂,其掺量不大于水泥用量的5。使用前做相容性和水泥净浆凝结效果实验，严格控制掺量，并要求初凝不大于5min,终凝不大于10min。水：符合饮用水标准。配合比：满足设计施工要求。b喷射前准备喷射前应对受喷岩面进行清理，清除受喷岩面的浮石等杂物，对光滑面进行凿毛，并用高压风进行清扫；自制简易工作台就位;检查高压风、水管路及电路情况，湿喷机就位，进行试运行；若遇受喷面有滴水、渗水等情况，应埋设导水管或