某中型水库引水\放空兼导流隧洞挂口施工支护技术方案 隧洞导流
时间：2019-04-20 03:14:05 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：某中型水库项目引水、放空兼导流隧洞为有压隧洞，沿线两岸山体较高，边坡较陡。隧洞进、出口的挂口部位为强风化层和堆积层，有较大渗水，岩层间夹泥、内含钙质、遇水极易软化，开挖成型稳定问题突出，在如何保证施工安全和质量的前提下，确保开挖与支护安全，具有一定难度。
关键词导流兼放空引水洞，超前小导管 ，支撑
Abstract: a medium reservoir project water diversion and vent and diversion tunnel for pressure tunnel, along the mountain high on both sides, steep slope. Tunnel into the export of mouth parts, hang for strong weathering layer and DuiJiCeng, have bigger ooze water, mud, rocks between contains calcium, in water is extremely easy to soften, excavation molding stability problem outstanding, how to ensure safety and quality in the construction, under the precondition of excavation and supporting ensure safety, has the certain difficulty.
Key words diversion and vent water diversion hole, the leading small catheter, support
中图分类号：TV697文献标识码：A 文章编号：
一 工程概况
引水、放空兼导流洞三洞合一，隧洞总长492.5m，其中导流洞464.927m，放空洞440m,三洞共用长度412.424m。放空引水隧洞进口为3m×3m方形断面，导流洞为圆形断面，开挖直径为3.8m，采用C30砼衬砌，衬砌厚0.4m，成洞直径3.0m。
导流洞通过龙抬头形式和8m渐变段与放空隧洞进口连接，出口通过2×8米渐变段与出口启闭机室连接，出口为 2.5×2.5m方形断面。
隧洞进口为312.123m直线段，出口为132.504m直线段，中间通过半径为20m的曲线连接，曲线长度20.3m。导流洞进口底板高程为391.5m，放空引水隧洞进口底板高程为402m，出口底板高程为389.0，隧洞底坡i=1/243,
二 工程地质
隧洞通过地层岩性为前震旦纪板溪群隆里组第二段（ptbnl）灰、深灰色中厚层粉砂质板岩、绢云母板岩夹少量变质砂岩，覆盖层为残坡积粘土夹碎石及黄粘土，厚0~2.5m。隧洞位于地下水位附近，地下水较发育。
三 挂口施工方案
1 总体处理原则
隧洞进口处于强风化带，节理裂隙发育，层面交错，风化极为严重，呈压碎状态，围岩自稳能力极差，成型困难，属V类围岩；出口段处于弱风化下部，上部覆盖岩层较薄（最薄处约4m），出露岩层较为破碎，自稳性较差，为IV类围岩。为确保隧洞出口安全、可靠、顺利进洞，遵循“洞外支挡、洞内管超前、严注浆、短开挖、不（弱）爆破、强支护、快封闭”的原则，洞外部分先做重力挡墙+钢筋砼盖板+双层锁口小导管，洞内部分采用超前小导管+钢拱架支护＋喷浆支护方式施工。
..2 洞外支护处理措施
（1）洞口明挖推进至预定挂口位置后，立即在挂口处两侧浇筑砼挡墙施工，以保证山体的稳定，挡墙底宽2m，高度4m（略高于设计开挖洞顶高程），挡墙内设置φ25锚杆，锚杆长6m（进口段）、4m（出口段），锚杆间距1m，使挡墙与基础和山体连为一体。挡墙挂口处设Ⅰ20a工字钢拱架，间距0.5m,采用φ25钢筋连接，间距1.0m,并且与洞顶锁梁的工字钢连接成整体。在砼挡墙施工时，同时进行两侧及洞顶山体坡面挂网锚喷支护。按设计要求，护坡采用φ25砂浆锚杆对坡面岩体进行加固，锚杆长度6m，间排距2m，梅花形布置，喷C20砼厚10cm，挂网钢筋采用φ6.5圆钢，20×20cm网格。
（2）砼挡墙完成后，以砼挡墙内的预埋工字钢（5根）为支撑点，布设双层锁口小导管，小导管采用L=5.0m，φ50钢管制作，外插角分别为5°和45°，纵向间距为0.5m，呈梅花状布置，钢管前端做成尖圆锥状，尾部焊上箍筋。
（3）沿洞口顶部设排水沟，做好洞外排水措施。
（4）小导管完成灌浆后，停滞1天左右时间，随即进行洞口锁梁（钢筋砼盖板）的施工，梁底埋设5根20b工字钢（锁梁底部宽度2m），并与挡墙的工字钢相连接。进口段由于周边山体较陡，在锁口以上顺山体继续浇筑2层共4m高砼挡土墙，以保证山体的稳定。
3 超前小导管施工
隧洞开挖中，遇到破碎松散岩体时，采用超前锚杆的做法较为普遍，由于本项目的地下渗水较多，岩层泥化较快，有必要对围岩进行固化。因此，施工方式上采用注浆超前小导管施工，利用小导管向松散围岩注入掺有速凝剂的水泥浆，使松散破碎体快速胶结、固化，形成具有一定强度和抗渗阻水能力的固结体，从而提高围岩的整体性、抗渗性和自稳时间，以便进行开挖支护施工。
小导管采用φ50mm小钢管加工，一端加工成锥形，距另一端100cm的位置开始至尖锥端之间每隔15cm按梅花型开一个0.5cm直径的小孔，作为注浆孔。
在进行小导管施工前，应先在掌子面上喷3～5cm厚砼封闭掌子面作为止浆墙，同时，准确测量隧道中心线和高程，并按设计标出小导管的位置，误差控制在允许范围内。
灌注浆液时，按照由淡变浓进行，一般按2个比级（2：1和1：1水灰比）变换浆液浓度即可满足要求。浆液中宜掺3～5％的水玻璃或其它速凝剂，以缩短浆液的胶化固结时间，控制浆液的扩散范围。灌浆压力采用0.3Mpa～0.5Mpa，灌浆结束时的压力为0.5Mpa。注浆时，相邻孔眼宜隔孔灌注，尽量不要连续注浆，以保证固结效果，又达到控制注浆量的目的。
3 洞内支护处理措施
挂口后，岩石破碎段采用的主要支护措施为钢拱架支撑为主，根据岩层出露和渗水情况在掌子面顶拱150°范围采用超前锚杆支撑或φ50mm小导管进行超前固结灌浆，小导管根长4m左右，间距为0.5m，导管外插角5°～10°，每设置一排小导管，洞挖及支护跟进3m，然后再打下一排小导管后再进行洞挖施工。
周边围岩支护方式可根据岩石完整性、渗水情况选择采用喷浆支护或挂网喷浆支护的方式。围岩较完整、自稳性较好的III类围岩采用喷浆支护，对于IV～V类围岩、渗水又较多的部位，支护采用网喷与钢支撑相结合方式支护。
钢拱架采用20b工字钢制作，每榀拱架设φ25锁脚锚杆4根，长度3.0m，拱架间采用采用φ25钢筋连接，间距0.5m～1.0m。
钢筋网片采用φ6圆钢按15cm×15cm网格加工成约100cm×200cm的网片；挂设时网片必须随受喷面的起伏铺设，与受喷面间留3cm作为保护层，网片与系统锚杆焊接牢固，确保喷射砼时位移。
洞内超前小导管注浆导管布置在顶拱150°范围内注浆，采用水灰比为1：1和0.5：1两个比级的浆液进行灌注，注浆压力控制在0.5Mpa左右即可。
5其它
(1) 超前小管棚注浆预支护，可以大量减少拱部围岩的掉块，保证了施工安全、质量和进度。
(2) 挂口的锁口措施是否得力，是隧洞能否顺利挂口的关键。
(3) 针对较为软弱岩体，周边人工开挖可减小对围岩的扰动，有效控制超欠挖。
6 结语
中小型水利工程的隧洞断面较小，投资也较低，对于不良地质地段的尤其是IV～V类围岩洞挖投入往往不足，极易造成跨口、冒顶等事故常常发生。造成工期及费用的增加。因此。在不利地质条件下的隧洞施工，应重点加强挂口段的技术保障措施，开挖支护要及时跟进，对一些关键部位采取特殊支护措施，这是开挖能否顺利进行的关键。
参考文献：
［1］ 田艳， 胡智超． 浅析泄水建筑物的泄流能力［J］． 科技信息， 2008( 18) : 485 －486．
［2］ 王福军． 计算流体动力学分析———CFD 软件原理与应用［M］． 北京: 清华大学出版社， 2006．
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
