Ⅴ類(lèi)圍巖富水隧洞主洞與斜井交叉段施工方案

1、類(lèi)圍巖富水隧洞主洞與斜井交叉段施工方案摘要：本文就引紅濟(jì)石標(biāo)類(lèi)圍巖主洞與斜井交叉段施工講述了該工程采用的施工方案，該方案經(jīng)濟(jì)合理，效果顯著，希望本方案能對(duì)與此類(lèi)似工程施工起到一定的參考作用。關(guān)鍵詞：類(lèi)圍巖；富水隧洞；主洞與斜井交叉段；施工方案1工程概況引紅濟(jì)石調(diào)水工程位于陜西省寶雞市太白縣，是把漢江北岸褒河支流紅巖河水通過(guò)穿越秦嶺的隧洞自流調(diào)入渭河南岸支流石頭河中的跨流域調(diào)水工程。工程由低壩引水樞紐和輸水隧洞（洞長(zhǎng)19.76k）兩部分組成。本標(biāo)段從進(jìn)口樁號(hào)k0+009k0+3000，全長(zhǎng)2.99k。洞室一般埋深150300，最大450，洞室中泥巖段長(zhǎng)0.51k，砂巖段長(zhǎng)2.48k，以類(lèi)圍巖為主

2、，地下水較豐富。斷面為圓拱直墻型，成洞尺寸3.84.2（高寬）。在樁號(hào)k1+210處設(shè)計(jì)有長(zhǎng)130斜井一個(gè)，尺寸3.6（高）4.0（寬），斜井所處地質(zhì)為砂巖、層位不連續(xù)，以?shī)A層和透鏡體為主，局部地段厚度較大，泥質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)程度差，地下水豐富，有不同程度的流砂出現(xiàn)，易產(chǎn)生變形破壞，屬極不穩(wěn)定的砂巖。在原斜洞與交叉段施工中，設(shè)計(jì)支護(hù)采用門(mén)架形式，高1.5、寬2.1、i16工字鋼支護(hù)，支護(hù)拱頂?shù)陀谠O(shè)計(jì)拱頂0.80，在施工中采用上抬法進(jìn)行順坡；在向上游方向主洞上導(dǎo)坑施工中，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)該處存在流砂等不良地質(zhì)狀況，為防止拱頂發(fā)生流砂、坍塌等現(xiàn)象發(fā)生，為確保施工安全，盡快形成工作面，經(jīng)我項(xiàng)目部施工技術(shù)人員

3、、設(shè)計(jì)院及陜西省水利廳有關(guān)專(zhuān)家多次勘察、研究分析，該處地面較平整，洞頂距離地面2530，且地下水位較高，決定對(duì)交叉段k1+190k1+220段采用旋噴樁進(jìn)行固結(jié)處理，交叉段在按設(shè)計(jì)施工的基礎(chǔ)上采用加強(qiáng)門(mén)架支護(hù)。2施工原則與方案具體施工步驟為：為確保施工安全和小型機(jī)械進(jìn)洞，擬對(duì)斜井洞壁、洞底因流砂或地下水滲帶所形成的空腔進(jìn)行回填注漿加固后，再進(jìn)行洞底局部修整施工。對(duì)支洞掌子面采用長(zhǎng)6、間距20、100大管棚和60小導(dǎo)管注漿加固固結(jié)巖層；并對(duì)已施工完的支洞洞壁圍巖進(jìn)行模筑混凝土加固或固結(jié)注漿加固（小導(dǎo)管施工工藝見(jiàn)圖1）。支洞斜穿主洞施工采用短臺(tái)階、短進(jìn)尺（每循環(huán)60）、弱爆破或不爆破、預(yù)留核心土和

4、門(mén)架支護(hù)的施工方法向前掘進(jìn)。正洞施工，先由交叉段向下游開(kāi)挖支護(hù)510，再進(jìn)行上游開(kāi)挖支護(hù)施工；洞內(nèi)開(kāi)挖采用風(fēng)鎬開(kāi)挖，小型裝載機(jī)裝碴，小型翻斗車(chē)出碴。并在交叉段向上下游各不小于10的范圍內(nèi)加強(qiáng)初期支護(hù)：初期支護(hù)采用i20工字鋼，間距50，工字鋼間用25連接筋，間距60，拱腳和邊墻底腳采用鎖腳錨桿加強(qiáng)，噴射砼厚度30，包裹鋼拱架厚10，分層噴至設(shè)計(jì)厚度。3施工工藝支洞施工采用短臺(tái)階法開(kāi)挖先拱后墻方案。3.1上部（拱部）施工施工工藝流程（見(jiàn)圖2）。操作要點(diǎn)。a.管棚和注漿管的制作：管棚長(zhǎng)6，直徑為100，管頭加工成尖頭；注漿管的規(guī)格尺寸與管棚相同，在距管口2以后鉆?準(zhǔn)68的注漿孔，孔距15，呈梅花形

5、布置。b.注漿管、棚管的布置：由于地壓力大，在拱頂曲率中心兩側(cè)45范圍內(nèi)按間距10布管，其中注漿管間按小于1.5倍注漿擴(kuò)散半徑設(shè)置，定為30，在此范圍之外則按30間距布管，且全是注漿管；掌子面核心土部位按50間距布管。以防止核心土失穩(wěn)外漏。.打入鋼管：利用改裝的風(fēng)槍或氣腿式風(fēng)鉆直接打管，如水平管可采用電煤鉆打孔，再用人工錘擊打管，管內(nèi)砂用高壓風(fēng)吹出。d.孔口止?jié){：由于孔口地層不能自穩(wěn)，需用柔性止?jié){袋止?jié){。柔性止?jié){袋系用橡皮綢制成的套狀袋，打管前將其套在注漿管上用鐵線綁牢然后隨同鋼管一起打入地層，注漿時(shí)，漿液或氣體通過(guò)注漿孔進(jìn)入袋內(nèi)，使之鼓起壓實(shí)管周?chē)绑w，達(dá)到止?jié){的目的。e.注漿：將水玻璃稀釋

6、到1020be，和濃度為15%20%的硫酸按2：1或3：1比例混合，配成ph值為35的漿液，然后按定壓法（0.30.5pa）進(jìn)行單孔或群孔注漿。f.開(kāi)挖：注漿完成后即可組織開(kāi)挖。g.支護(hù)形式和方法：砂巖段采用i20型鋼拱架，60，25連接筋加密，50；拱架尺寸加大為2.5(半徑)，預(yù)留5。h.拱部襯砌：每挖完1個(gè)進(jìn)尺，就襯砌1次（加格柵支撐），二襯緊跟。i.量測(cè)：量測(cè)項(xiàng)目有圍巖壓力、拱頂沉降和拱腳收斂。當(dāng)發(fā)現(xiàn)圍巖壓力過(guò)大或沉降過(guò)大時(shí)，應(yīng)對(duì)下一循環(huán)的管棚和注漿參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)須注漿加固拱腳。3.2下部施工工藝施工工藝流程。下部放樣布孔鉆孔裝藥爆破排煙機(jī)械開(kāi)挖及人工修鑿噴砼安設(shè)下部格柵鋼拱架布設(shè)

7、錨桿孔鉆孔安設(shè)錨桿掛鋼筋網(wǎng)噴砼至設(shè)計(jì)厚度。施工要點(diǎn)。a.在下部斷面施工前，先打入1#和2#管。其中，1#管與水平方向成16角，2#管成25角。這兩種管的長(zhǎng)度均為4，直徑均為60，布設(shè)間距均為45。1#和2#管打入后，即可注漿加固拱腳。b.中臺(tái)階布管：3#管為核心土注漿加固管，長(zhǎng)2，橫向間距1.5，縱向間距0.45，鋼管外徑為60；4#管為水平管，垂直邊墻打孔，間距40，所用鋼管的外徑為60。中間臺(tái)階高2，注完漿后即可開(kāi)挖。.中間臺(tái)階開(kāi)挖：襯砌：采用短開(kāi)挖、襯砌緊跟，每個(gè)循環(huán)挖、襯4次，進(jìn)尺3.2。d.下臺(tái)階打管注漿：下臺(tái)階打入5#管（管長(zhǎng)4，外徑60，布置與3#管同）后注漿。要注意，4#管的施

8、工需與各臺(tái)階錯(cuò)開(kāi)，錯(cuò)開(kāi)距離一般為兩個(gè)循環(huán)進(jìn)尺。e.墻腳加固：邊墻襯砌后，為防止結(jié)構(gòu)過(guò)量沉降，需對(duì)墻腳加固，做法是打6#管（管長(zhǎng)4，傾角450）注漿。4正交支洞與正洞交叉段施工4.1交叉段采用加強(qiáng)門(mén)架支護(hù)加強(qiáng)型鋼采用i20工字鋼，并在門(mén)架上部設(shè)斜撐、門(mén)架底部加支撐縱橫梁加強(qiáng)。門(mén)架間距50，及時(shí)噴射砼加強(qiáng)，包裹門(mén)架后10，連續(xù)施作到正洞內(nèi)側(cè)，門(mén)架間用25連接筋連接，間距50。然后緊挨已完工門(mén)架下部在其兩側(cè)安裝兩組垂直于洞軸線的較小門(mén)架，在此基礎(chǔ)上截掉門(mén)架內(nèi)影響正洞施工的立柱，保留正洞內(nèi)左右兩側(cè)4根立柱，然后對(duì)其進(jìn)行正常的隧洞初期支護(hù)加固。4.2交叉段正洞開(kāi)挖支護(hù)在對(duì)交叉段門(mén)架處理完的基礎(chǔ)上，先按正

9、洞標(biāo)準(zhǔn)斷面向下游開(kāi)挖支護(hù)510，待形成工作面后，再向正洞上游進(jìn)行開(kāi)挖支護(hù)施工。開(kāi)挖支護(hù)作業(yè)嚴(yán)格按注漿管棚超前支護(hù)和三臺(tái)階法開(kāi)挖進(jìn)行。5結(jié)論引紅濟(jì)石調(diào)水工程引水隧洞和斜井交叉段工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件復(fù)雜，且處在透水巖層中，且交叉段洞室斷面較大，兩洞室交角小，是隧道開(kāi)挖施工中的難點(diǎn)。交叉段開(kāi)挖施工措施采用了采用短臺(tái)階、短進(jìn)尺（每循環(huán)60）、弱爆破或不爆破、預(yù)留核心土和門(mén)架支護(hù)的施工方法向前掘進(jìn)；洞內(nèi)開(kāi)挖采用人工配合風(fēng)鎬開(kāi)挖，小型裝載機(jī)裝碴，小型翻斗車(chē)出碴。并在交叉段向上下游各不小于10米的范圍內(nèi)進(jìn)行加強(qiáng)型初期支護(hù)：初期支護(hù)采用i20工字鋼，間距50，工字鋼間用25連接筋，間距60，拱腳和邊墻底腳采用鎖腳錨桿加強(qiáng)，噴射砼厚度30，包裹鋼拱架厚10，分層噴至要求厚度，鋼支撐、拱架與錨桿之間均采用型鋼或連接筋進(jìn)行焊聯(lián)，通過(guò)以上處理，支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖形成整體拱效應(yīng)，未發(fā)生塌方等事故。引水隧洞交叉段開(kāi)挖支護(hù)施工的順利完成，為隧洞提前進(jìn)洞與早日貫通提供了