引水隧洞主洞超前及临时支护技术方案Word文档下载推荐.docx
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前端做成尖锥形,尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍,管壁上每隔15cm交错布置注浆孔,孔眼直径为6~8mm,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。
图1注浆小导管加工图
注浆:
注浆设备采用JYZ-2型注浆泵,注M20水泥砂浆,砂浆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0.5~0.8MPa。
注浆前先喷射混凝土3~5cm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:
①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。
②钻孔仰角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定,一般控制在5O~10O,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4cm~6cm之间。
③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。
④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。
⑤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》
图2小导管施工工艺框图
1.1.2Ⅳ级围岩超前支护
关州水电站C4标段引水隧洞6#洞下游13+608.40~14+195.93,为Ⅳ级围岩。
长587.53m米,主要以千枚岩、二云片岩为主,岩性软弱,层理发育,局部有节理水发育,设计采用超前锚杆进行支护,锚杆型式采用Φ25砂浆锚杆,长度4.5m,搭接长度为1.5m。
3.2.6特殊地质情况处理
1)渗水
当隧道开挖有渗水现象时,主要以抽、排为主。
采用锚固钉及PVC窄条将Ф50的透水软管固定在渗水处,根据渗水点的密集度选择透水软管的安设方式和间距,然后喷射砼封闭岩面。
软管则埋在喷射砼层内,在拱脚处露出砼层一定的富余量与纵向设置的Ф80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
级围岩临时支护
关州水电站C4标段引水隧洞
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Φ25的锚杆,拱墙全断面布设,长度为3.0m,间距为1.0m×
1.0m(环×
纵)全断面铺设φ6.5钢筋网,间距15cm×
15cm。
喷射C20混凝土为10cm,采用I18型钢钢架进行支护,间距为0.5~1.5m(中至中)。
1.2.2Ⅳ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Φ25的锚杆,拱墙全断面布设,长度为3.0m,间距为1.5m×
1.5m(环×
纵)全断面铺设φ6.5钢筋网,间距20cm×
20cm。
喷射C20混凝土为10cm进行临时支护。
1.2.3Ⅲ级围岩临时支护
关州水电站C4标段引水隧洞Ⅲ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Φ25的锚杆,拱墙全断面布设,长度为3.5m,间距为2.0m×
2.0m(环×
喷射C20混凝土为8cm进行临时支护。
1.2.4Ⅱ级围岩临时支护
关州水电站C4标段引水隧洞Ⅱ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)Φ25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
2)φ6.5钢筋网
钢筋网片采用φ6.5钢筋焊制,全部集中在钢筋加工场内加工。
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1.5×
1.5m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30~50mm的间隙。
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榀/0.5~1.5m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3~5m,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Φ22钢筋,长度为3m。
钢架环向采用Φ18~22钢筋进行连接,环向间距为1m,并内外侧交锚布置。
钢架之间铺挂Φ6.5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。
加工场地用砼硬化,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3cm。
连接底板螺栓孔眼中间误差不超过±
0.5cm;
型钢钢架平放时,平面翘曲小于2cm。
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10mm厚钢板,钢板尺寸为18cm宽,20cm长。
加工示意图如图4所示。
图4I18或I20型钢钢架连接板加工图
图5型钢钢架施工工艺流程图
钢架拼装在掌子面开挖初喷完以后立即进行。
各节钢架间以螺栓连接,连接板应密贴。
为保证各节钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上,安装前应清除各节钢架底脚下的虚碴及杂物。
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φ22钢筋,环向间距1m,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。
喷射砼分层进行,每层厚度7~10cm左右,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。
两榀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Φ22锁脚锚杆锁定,锚杆采用Φ22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3~5榀进行施工,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30m,垂直20m,回弹率20%,重量2000kg。
JCQ3.5型砼搅拌运输车、JS750型砼拌合站、厦工XG953装载机、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,应埋设导水管或设盲沟排水,对淋水处可设截水圈排水;
c喷射混凝土
喷射混凝土作业采用分段、分片、分层依次进行喷射,喷射厚度不大于10cm,后一层应在第一层初凝后进行。
埋设钢筋头作为控制砼厚度的标志,分层喷射砼达到设计要求。
湿喷机的工作风压控制在0.3~0.5Mpa的范围内。
严格控制好喷嘴和受喷面的距离和角度。
喷嘴与受喷面垂直,有钢筋网时角度适当放偏10o左右,喷嘴与受喷面控制在1.5~2.0m范围内。
喷射顺序自下而上、分层、往复喷射,后一层应压在前一层的一半,纵向按“S”运动。
湿喷混凝土作业流程图如图6所示。
图6湿喷混凝土作业流程图
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