水利工程隧洞开挖支护施工方案

1、水利工程隧洞开挖支护施工方案摘要:某水利工程为贵州省在建的大型水利工程，分为水 源工程、供水工程以及灌区骨干输水工程3个部分。文 章主要探讨水利工程中隧洞开挖支护型式，以施工前的 设计成果完成施工项目，完美展现施工隧洞成型，旨在 日后相应类似水利工程隧洞开挖支护类施工方案提供借 鉴意义。关键词:水利工程;隧洞开挖;固结灌浆;旋喷桩加固因为具体的水利工程的特殊性和差异性，使得开挖的隧 洞由于各种因素也有着巨大的差异，根据其具体特点剖 析隧洞开挖的具体方案。在贵州省某大型水利工程中， 由于地质因素、环境因素甚至资金等问题，隧洞开挖的 支护型方案不同，文章主要以该大型水利工程中罐区骨 干输水北干4标

2、长石板隧洞为例进行不同方面的探究， 为日后水利工程隧洞开挖支护型施工方案提供借鉴。1长石板隧洞果木洼地地质条件果木洼地位于长石板隧洞中部4#与5#支洞的中间部位, 属于地表低洼地带范畴，其四周围全是碳酸盐岩遍布， 是低山与峰丛岩溶地貌。洼地的具体特征为两侧山体地 形坡度为15- 40,相对高差80 - 120m，隧洞整体埋 深范围在38 - 50m ,且洞身整体位于地下水位线以下， 少许的冲沟发育不良，冲沟的切割不足够深，隶属于中 等切割型低重心地形。除此之外，考虑到果木洼地东南 部T1yn3地层内发育有理化暗河系统及其数条分支系 统，在该位置布置隧洞开挖时遇到涌水问题风险极大;同 时，根据调

3、查果木洼地西北部地下水位远高于隧洞底板 高程，在该位置布置隧洞同样穿越T1yn4地层，且洞线 附近分布有大量民房，施工期间遇到涌泥及炮损问题风 险大。如此的地形地貌，对于挖隧洞而言，实属不易之 举。但是，结合多种因素，最终还是确定了一条施工路 线，在众多路线中择优出对当地居民影响最小，利益受 损最弱的一条线路。长石板隧洞的k8+038 - k9+090洞 段从果木洼地底下部通过，此段隧洞的埋深较浅，仅为3 8 - 52m。果木洼地的地质构造相对简单，无大段断裂在 此通过。综上而言，果木洼地的地质情况并非十分乐观， 无论采用何种挖掘隧洞的方式，都需要衡量一番，针对 具体情况选择最优方案。2k8+

4、140 - k8+660施工现状与原因分析长石板隧洞果木洼地浅埋洞段共计剩余520米尚未开挖，就目前而言，情况不容乐观，溶塌角砾岩因地下水 原因，开挖后洞周围岩持续渗水并发生剥落掉块现象， 局部的地段因为掌子面附近的渗水较多导致岩体出现坍 塌等现象，为保证施工，寻找适合此种情形的补救措施， 采取上下两台阶的开挖方式。虽然在施工过程中也出现 很多情况，截止到目前，这些情况已经逐渐稳定。其中 出现最大的问题当属沉陷现象，在开挖过程中，还存在 滴水渗水现象，究其原因，洼地内存有数条地表沟渠， 且沟渠内常年存有水，最终导致果木洼地洞段开挖遇到 此种问题。总之，就目前现状来看，地表受到沟渠的严 重影响，

5、围岩条件极其差，开挖施工期间发生涌泥现象， 塌方发生几率极其大，为保证安全，顺利完成长石板隧洞果木洼地段的开挖工作，需要对支护方案进行调整。3方案研究受到果木洼地的地质条件影响，下游隧洞的稳定性极其 差，施工过程中一直存在流态泥浆、泥夹石滑出现象， 掌子面一直有水渗出，基于这种情况，存在果木洼地段 的突泥安全风险，地表塌陷导致的村民生命及财产安全、 隧洞欠挖换拱等安全问题，综合考虑各个方面的风险评 估，及造成的社会不良影响，经过一系列的现场勘探后 提出相应开挖支护的调整方案，提出一系列的建议与意 见。3.1洞内超前固结灌浆方案。该方案的具体内容为， 止泥浆墙施工，洞内超前固结灌浆，隧洞内610

6、8大管棚 施工，钢支撑施工，隧洞常规施工。详细方案如下，首 先，在滑塌的溜散体上喷混凝土 10cm厚，再对溜散体 进行固结灌浆，采用小导管，之后，设置止浆墙，墙厚3 m ,周边设置25锚固筋，长3m,深入围岩2.5m ,每 排14根，共2排，相间布置。其次，浇筑止浆墙的同时 对止浆墙与掌子面之间的溜散体进行洞渣回填，拱顶部 位可采用混凝土回填满，止浆墙达到设计强度后，实施 超前周边固结灌浆，注浆加固范围为开挖轮廓线外5m , 长度为30m 一循环，最后5m留作止浆围岩。当灌浆效 果满足设计要求时，拱顶再采用108大管棚超前支护方 案（花管注浆）进行开挖施工，支护范围顶拱150范围， 大管棚采用

7、108无缝钢管，壁厚6mm，单根长度20m , 水平搭接长度5m ,环向中心间距40cm，外插角度2; 大管棚采用管内注浆，先实施2环，后续洞段的支护型 式根据现场开挖后实际地质情况确定;同时现场根据开挖 情况决定是否在管棚之间增加牛42 x4超前注浆小导管（L =4.5m ,花管注浆，注浆压力0.3MPa ,倾角5- 10）。 固结灌浆注浆的参数会依据具体的现场注浆实验确定。 最后，对该部分的施工按照相关规定编制专项施工方案， 并组织专家对专项施工方案进行评审。3.2地表超前固结 灌浆方案。该方案的具体内容为止浆墙施工，地表超前 固结灌浆，钢支撑施工及隧洞常规施工。前期对溜散体 处理和止浆墙

8、设置等与洞内超前固结灌浆方案基本一 致。止浆墙达到设计强度后，从隧洞正上方地表处实施 固结灌浆，灌浆孔间排距为2m，之后，固结灌浆注浆的 参数会依据具体的现场注浆实验确定。最后，根据实际 情况按照相关规定编制专项的施工方案，并组织专家对 专项施工方案进行评审。3.3洞内旋喷桩加固方案。该方 案的具体内容为，止浆墙施工，上超前支护措施，洞内 超强与超前旋喷桩加固，钢支撑施工，及隧洞常规施工。 前期对溜散体处理和止浆墙设置等与洞内超前固结灌浆 方案基本一致。止浆墙达到设计强度后，在洞周全环施 做水平超前桩径600mm 旋喷桩，环向间距0.4m ,外插 角度为3- 5,长度为30m 一循环，综合考虑

9、掌子面围 岩现状，掌子面上断面按lmxlm梅花形布置围岩加固 旋喷桩每环根，具体布置见图2。拱顶采用大管棚超前支 护方案，其余支护参数与洞内超前支护方案基本无异。 除此之外，注意旋喷桩采用的混凝土参数需依据现场注 浆实验确定，一般情况下，施工过程中要针对现场实际 损耗对注浆参数进行调整。3.4地表旋喷桩加固方案。该 方案的具体内容为，止浆墙施工，地表超前旋喷桩加固， 钢支撑施工及隧洞常规施工。前期对溜散体处理和止浆 墙设置等与洞内超前固结灌浆方案基本一致。止浆墙达 到一定的设计强度后，对桩号长石板隧洞8+140 - 8+66 。共520m段进行地表旋喷桩加固处理，两侧加固止水旋 喷桩沿洞边线布

10、置2排，桩径600mm，纵向间距0.4m。 中间延轴线方向布设3排旋喷桩，桩径600mm，间排距 2mx2m ,梅花型布置。桩底高程以隧洞底部开挖高程以 下3m为底界，有效加固深度为15m。与上述相同，所 有的实验都需要与实际情况相符合，根据实际情况的变 化编制相应的施工方案。4结语针对长石板隧洞果木洼地而言，洞内超前固结喷浆、地 表超前固结喷浆，洞内旋喷桩加固及地表旋喷桩加固四 个方案，在不同方面有着各自的优缺点，旋喷桩加固方 案的安全性高，固结的效果也较好，而成本较高;地表灌 浆的危险性较低，安全性能高，而成本也相对而言不小; 洞内灌浆的不稳定性过于明显，成本相对较低。无论选 择哪种方案，都应该衡量相应的具体情况再做决定，选 择更合适和有利的方案。参考文献： TOC o 1-5 h z 1 李小滨.水利工程隧洞施工坍塌的处理方法J.农 业科技与信息，2018(11):98- 99.2 刘榴.分析水利工程引水隧洞开挖支护施工技术J . 科技创新导报,2018 , 15(10):31 - 32.3 郭惠明.水利工程输水隧洞施工