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永定桥水利工程CIV标段隧洞临时支护施工方案重庆新绿水电建设有限责任公司第1页，共14页永定桥水利工程输水工程CⅣ标段大岭隧洞支洞临时支护施工方案重庆新绿水电建设有限责任公司永定桥水利工程输水工程CⅣ标段项目经理部二零一一年六月三十日永定桥水利工程CIV标段隧洞临时支护施工方案重庆新绿水电建设有限责任公司第2页，共14页大岭隧洞支洞临时支护施工方案一、工程概况大岭隧洞起于缺马溪暗渠，起点桩号干31+933.932，止点桩号干36+199.599，全长4265.667m。大岭隧洞1#支洞是大岭支渠放水洞，设计支洞全长226.7米，该洞设计为全部衬砌。大岭隧洞2#支洞是核桃坪交通洞，用于施工出渣、设备运输的施工通行洞，该洞全长213.746米。为保证施工期安全两支洞应采取临时支护。（一）、需临时支护的数量表1、大岭1#支洞初衬长度226.7m序号工程项目及名称单位数量备注1Ⅳ类围岩临时支护m171.21575．52%2Ⅴ类围岩临时支护m55.48524．48%2、大岭2#支洞是施工交通洞，无围岩类型设计长度，在施工过程中根据现场地质情况报请监理工程师、设计等现场决定围岩类型和初衬长度。根据围岩不同的类型参照以下支护方案进行施工。（二）工程地质条件大岭隧洞1#、2#支洞穿越岩层为粉砂质泥岩夹薄层砂岩、砂岩及碳质页岩、灰岩及页岩和白云岩。支洞进口基岩裸露，具备成洞的地形地质条件。大岭1#支洞进口：桩号K0+226.7，长度226.7m。进洞口坐标：X=55671.758,Y=58286.636，与大岭主洞轴线交点坐标:X=55445.297,Y=58216.647,进口段裸露基岩为粉砂质泥岩夹中厚层砂岩，为强风化～弱风化岩体。隧洞进口段位于强风化粉质泥岩岩体中，岩体完整性较差，属Ⅴ类围岩。洞口边坡为逆向坡，整体稳定性好，但泥岩夹中厚层砂岩中泥岩岩性软弱，遇水容易软化和沿层面脱开，易于造成洞顶塌落，且风化岩体完整性较差，设计已对隧洞进口段及时进行衬护及防渗处理，并对洞脸边坡采取处理措施。在大岭隧洞的1#|、2#支洞区的部分地层中存在瓦斯等有害气体，需注意监测通风；该地区有较多的小煤窑，现多数已关停，不易查清采空区的分布位置，永定桥水利工程CIV标段隧洞临时支护施工方案重庆新绿水电建设有限责任公司第3页，共14页隧洞可能会遇上采空区，存在采空区塌陷的问题。施工中应对采空区进行超前预报预测，必要时进行超前勘探。二、施工方案（一）、IV类围岩临时支护采用素喷C20混凝土隧洞开挖爆破后，按照有关规范要求及类似工程项目的经验，需要进行喷射混凝土防护以确保围岩的稳定，我部拟采用喷C20混凝土防护，喷射厚度100mm。具体施工方法如下：初喷厚度控制在3-5cm，复喷时根据围岩实际情况考虑集中喷混凝土＋实时喷混凝土两种模式，以保证喷浆厚度及密实度。围岩较好时每50至100m集中喷混凝土一次，围岩较差时在初喷结束后立即进行复喷支护，喷混凝土厚度及平整度达规范要求。每个项目队配备6m3/h喷浆机1台，洞内喷浆均采用干喷工艺，由底部向拱顶呈S形或螺旋形对称喷浆。喷射混凝土干喷法施工工艺：水泥砂石速凝剂拌合机干喷机混合管喷头受喷面水2水1①混凝土制备配合比：水泥：砂石=1.0：（4.0～4.5）、水灰比0.40～0.45、含砂率45%～55%。混合料采用强制式自动计量拌和机拌和，拌合时掺入5%～8%水量，使混合料潮湿减少灰尘，剩余水分在喷头处添加。②成品混凝土采用装载机或小型运输车运至干喷机活塞凸轮喂料机旁，速凝剂在干喷机输料管外专用入口加入，由计量泵将速凝剂通过胶管压入喷咀，依靠喷射管中压缩空气将速凝剂雾化与物料充分混合后喷出。③喷射前，使用高压风吹洗干净岩面，保证良好接触。永定桥水利工程CIV标段隧洞临时支护施工方案重庆新绿水电建设有限责任公司第4页，共14页④喷头距岩面距离以1.5m～2.0m为宜，喷头应垂直受喷面，喷射路线先边墙后拱部，分区、分段“S”形运动，喷头作连续不断的圆周运动，后一圈压前一圈1/3，螺旋状喷射。⑤喷混凝土施工时，小凹坑要喷平，以利防水层铺设，确保初期支护、防水隔离层和二次衬砌尽量密贴。⑥当岩面普遍渗水，先喷砂浆，并加大速凝剂掺量，局部出水量较大时,采用埋管、凿槽、树枝状排水盲沟等措施，将水引出后，再喷砼。（二）、V类围岩临时支护采用钢拱架+素喷C20混凝土1、钢拱架施工在开挖施工工程中，遇断层或破碎软弱地带，及时报告监理人，根据要求采用钢拱架支撑等措施。钢拱架采用槽钢[18支护，每榀钢拱架间距0.8m，钢拱架按隧洞断面尺寸要求预先在洞外钢构件场地加工成型，在洞内用螺栓连接成整体。制作加工：型钢钢架采用冷弯成型；钢架加工焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。每榀钢架加工完成后放在水泥地面上试拼，周边拼装允许误差为±3cm，平面翘曲小于2cm。钢架在开挖或喷混凝土后及时架设。钢架架设工艺要求：安装前清除基底虚砟及杂物。钢架安装允许偏差：钢架间距、横向位置和高程与设计位置的偏差不超过±5cm，垂直度误差为±2°。钢架拼装可在开挖面以外进行，各节钢架间以螺栓连接，连接板密贴。沿钢架外缘每隔2m用钢楔或混凝土预制块楔紧。钢架底脚置于牢固的基础上。钢架尽量密贴围岩并与锚杆焊接牢固，钢架之间按设计纵向连接。分部开挖法施工时，钢拱架拱脚打设锁脚锚杆，数量为2～4根。下半部开挖后钢架及时落底接长，封闭成环。钢架与喷混凝土形成一体，钢架与围岩间的间隙用喷射混凝土充填密实；钢架全部喷射混凝土覆盖，保护层厚度不小于设计厚度。2、素喷C20混凝土永定桥水利工程CIV标段隧洞临时支护施工方案重庆新绿水电建设有限责任公司第5页，共14页具体施工方法与IV类围岩的临时支护相同，此处不再赘述。（三）超前小导管注浆法支护1、适用范围在开挖施工工程中，遇断层或破碎软弱地带并含有丰富地下水时，及时报告监理人，根据要求采用超前小导管注浆+钢拱架支撑等措施。2、工作原理沿隧洞开挖轮廓线向前以一定的角度，打入管壁带小孔的导管，并以一定的压力向管内注起胶结作用的浆液的施工方法（通常注浆压力为0.5～1.0Mpa）待浆液凝固后，隧洞周围的岩体能得到预加固，并形成具有一定厚度的加固圈。此加固层能起超前预支护作用。同时，浆液填充了空隙，阻隔了地下水向隧洞渗流的通道，也起到了堵水、隔水的作用。在其保护下，可以安全地进行开挖作业。3、工艺说明a、注浆方案本标段隧洞如遇极不稳定的V2类围岩，开挖时并出现涌水、线状流水较大时，局部有可能塌方严重，同时粘土岩将遇水膨胀破坏。为了不使逆流扩大，除喷、锚、网及架联合支护外，还应采取喷射混凝土封闭掌子面的应急措施。如开挖过程中同样出现涌水量很大，采用上述喷、锚、网及钢架联合支护仍不能奏效，拟采用水泥-水玻璃双液注浆，配合钢架-钢管管棚，对隧洞工作面顶拱进行堵水、固结注浆，用以充填岩体的裂隙、孔隙和空洞，保证隧洞施工能顺利通过特殊地质地段。能针对涌水通道和围岩的松动情况进行，也便于对注浆效果检查，必要时可复注补强，技术可靠；此外，为配合注浆，可设置排水孔和超前地质探查孔等辅助设施。注浆方案另一个重要内容是注浆材料的选择。在对隧洞塌方段被扰动的岩上体和水文地质探查孔发现的空洞注浆中，使用水泥浆液，具有凝胶固结强度高、工艺简单、造价低等优点，是适合上述情况的注浆材料。但对工作面围岩堵水、固结的应急注浆来说，则是不适合的材料，原因是凝胶速度慢，注浆历时长，浆液易流失，且受地层可灌注性限制；主要使用水泥一水玻璃双液混合浆液，只要配比适当，充分混合，其凝胶时间很短，为1min左右，并可保持相当的强度；特别是这种浆液与砂岩中的细砂骨架凝胶时，因脱水收缩作用，可使这类岩体不永定桥水利工程CIV标段隧洞临时支护施工方案重庆新绿水电建设有限责任公司第6页，共14页透水或造水性很小，最适合对砂岩、含砾砂岩的堵水、固结注浆。同时料源广，造价较廉，无毒性，无污染。b、注浆施工方法。根据隧洞围岩地质条件及水文地质特征、断面尺寸与支护衬砌结构，并结合隧洞开挖的实际情况，采用钢架—钢管管棚—浅孔单过滤管注浆施工方法。i、注浆孔布置及主要注浆参数的选定：注浆孔布置涉及到注浆范围、注浆循环长度等因素。经研究决定，对隧洞顶拱部位的围岩注浆，堵塞涌水通道及其引起的流砂，进而加固围岩，增加围岩自承能力，随着一次支护的完成，则可以形成稳定的隧洞顶板。注浆循环长度考虑尽可能缩短注浆时间，避免进浆困难，并与开挖循环长度相适应。据此注浆孔按隧洞顶拱开挖轮廓线（或略开外）沿周边等距离布置，单排孔，孔距30cm，孔深3～3.5m（注浆循环段长），孔径50mm，外倾角3°～6°。当涌水量大或围岩特别松软时，为确保注浆效果及围岩稳定，必要时需增设外圈补强注浆孔，孔深1.5m，孔径50mm。间距约60cm，与主注浆孔距约30cm，外倾角3°～6°；为降低注浆压力，在拱顶和二侧拱脚附近可布置外周排水减压孔，孔深及孔径与注浆孔相同，倾角5～10；在掌子面中心附近布设水平地质探察孔1个，孔深5～8m，孔径75mm。以上布孔如图所示。注浆顺序采取自拱顶向二边间隔作业的方式，每隔1段，一次注完。注浆压力采用1.0MP。注浆扩散半径为2m。选用水玻璃（硅酸钠）溶液和水泥悬浊型混合的双浆液。A液为水玻璃；B液为水泥浆，用42.5级抗硫酸盐侵蚀水泥，水灰比为1：1。A、B两种混合浆液的体积比为1：1，其凝胶时间为30～90s。ii、立钢拱架，喷射混凝土封闭掌子面：拱架型号为I18工字钢，顶拱部位腹板中设有按上述规格预先钻好的孔眼。为使掌子面围岩稳定和承受注浆压力，防止浆液倒流，用厚15cm喷射破进行全封闭。兼起止浆墙作用，与此同时，完成挂钢筋网、喷混凝土等一次支护。iii、钻注浆孔：使用YT-28风动凿岩机，按上述注浆扎布置、孔深及倾斜角要求。钻杆穿过钢拱架预设的孔眼钻进。补强注浆孔、排水孔等．与注浆孔的钻进相同。iv、安装钢管管棚（注浆管）：注浆管采用50mm焊接钢管。先将钢管截成永定桥水利工程CIV标段隧洞临时支护施工方案重庆新绿水电建设有限责任公司第7页，共14页所需的长度，前端做成锥形，然后在管周壁上按等距离布置钻孔，直径8～12mm，纵向眼距10～20Cm。安装钢管管棚。先在注浆孔口放入用麻丝胶泥制作的止浆柱塞，然后把注浆管顶入孔内至规定深度，并使柱塞与孔壁挤压紧密。孔口部分留出注浆管30～40cm，以便封堵孔口。边钻孔边安装，可防止塌孔，同时引出一部分地下水。如此排列的多个注浆管，形同管棚，注浆后管棚随之与围岩固结在一起，起着提高项拱围岩强度的作用。补强注浆管结构及安装与主注浆管相同。排水管等按常规设置。v、注浆工艺：注浆前要做好制浆以及连接管路的检查准备工作．浆液配制如前所述。注浆机械设备：隧洞注浆施工，因受作业空间限制，要求钻孔设备、制浆及注浆设备和机具，不仅满足技术要求，而且要效率高，性能可靠，体积小，重量轻，简单实用，操作方便，移动灵活。施工过程中，要注意注浆压力和注入量的控制：在注浆过程中，其压力和流量的变化可分三个阶段。初始阶段即浆液流动扩散阶段，压力迅速由零上升到0.7MPa左右，浆液注入量亦由大逐渐减小；充填阶段，此阶段的注浆压力由大变小，注浆速度也有所降低；凝胶脱水阶段随着裂隙、孔隙和空洞全部充塞完毕，吸浆量逐渐降至结束标准。c、注浆效果及检查对注浆效果的检查，通常采用分析法和开挖检查法。分析法是通过对注浆施工过程的分析，判定其注浆效果，主要有直接观察法和间接观察法。不同类别的围岩段采用不同的初期支护方式，施工过程中对应实际围岩情况结合设计采用相应的初期支护措施。各级围岩采用的支护参数如下表。1#支洞临时支护参数表支护措施围岩类别总长度（m）喷砼厚度（cm）超前支护钢筋网(cm)砂浆锚杆拱架拱墙位置长度（m)间距（m)纵×环间距(m)纵×环长度（m）格栅或型钢Ⅳ171．21510Ｖ55．48515[18@801#支洞临时支护主要工程数量表永定桥水利工程CIV标段隧洞临时支护施工方案重庆新绿水电建设有限责任公司第8页，共14页支护措施围岩类别总长度（m）喷砼数量（m3