隧洞垮塌处理方案的选择与应用VIP免费

隧洞垮塌处理方案的选择与应用伍中洪一、工程概况狮子坪电站位于四川阿坝藏族羌族自治州理县境内岷江右岸一级支流杂谷脑河上，为杂谷脑河梯级水电开发的龙头水库电让，电站装机3台，单机容量65MW，总装机容量195MW。水库总库容1.33亿m3，调节库容1.19亿m3，为年调节水库。狮子坪电站引水隧洞全长18.713km，隧洞开挖断面为马蹄形。隧洞开挖至（隧）10+285m处，岩石变差，出现垮塌，塌体高度达5～7m。垮塌处岩性以厚～巨厚层状变质砂岩为主，弱风化，岩体内发育有宽1～1.5m左右的断层挤压破碎带，破碎带走向与洞轴线呈小角度相交，主错带连续分布10～30cm灰白色断层泥及糜棱岩；上盘影响宽2～2.5m，岩体挤压破碎，蚀变软弱，手抓即散；沿带地下水呈滴状渗出。受断层挤压破碎带的影响，该洞段围岩稳定性差，属Ⅴ类围岩。二、施工方案（一）垮塌段处理方案一：大管棚法施工1、管棚施工参数设计1.1管棚的长度根据现场垮塌的长度和管棚轴线上仰角，拟定管棚长20m；1.2管棚间距根据现场垮塌体的破碎程度，并结合其它类似经验，拟定顶拱管棚中心距控制在35cm内，边墙管棚中心距控制在40cm内；1.3管棚材料选用根据垮塌物理性质和目前的施工手段，并结合市场物质的供应及经济效益选用Ф108钢管内置入Φ28螺纹钢，并注入水泥浆，以形成钢管桩棚，确保足够的刚度；1.4固结灌浆所有管棚施工完成后，再由上至下，由中向两边开始注浆，使注入的水泥浆向管棚四周扩散，并产将其固结，便于下步开挖。注浆压力因其是松散垮塌体，一般应控制在0.4Mpa～0.6Mpa之间，水灰比1：（1~0.6）之间，由于有少量渗水，注浆时掺入一定比例的水玻璃，水泥：水玻璃=1：（0.02~0.10），具体可根据现场情况调整；1.5管棚仰角的选择因隧洞垮塌段后部已作支护，为不侵占支护断面，结合施工设备特点，顶拱每根管棚仰角定在5°～8°之间，两侧边墙管棚侧向左、右3°～5°；1.6注浆孔制作为保证灌浆在每段都能达到效果，注浆孔直径选择Ф12、间距40cm，梅花形布置。2、管棚施工工艺2.1管棚施工顺序工作面封闭（10cm厚C20喷砼支护）→工作台架设→管棚定位并确定轴向标志→架设钻机→钻孔施工→高压风清管→置入钢筋→注浆→清拆工作面转入开挖施工程序2.2施工方法为保证施工人员和设备安全并为下步注浆提供条件，对工作面进行C20喷砼进行封闭，并采用脚手架搭设工作平台，测量放样定点；因该段垮塌松散体夹杂有大小不均的各类岩石，且岩石的可钻性在5～6之间，直接施工进入和成孔后再置入Φ108钢管这种施工工艺无法实施，故采用KSZ100D电动潜孔钻机，Ф110偏心锤跟进管钻进施工工艺来完成；管棚钻孔达到设计深度后，退出偏向时，将管内碎石、粉尘采用高压风清除，然后置入Φ28钢筋于Ф108钢管中，最后用止浆阀封孔灌浆，使管棚圆周50cm范围内达到固结。（二）垮塌处理方案二：超前小导管法施工1、施工程序2、施工方法2.1打超前小导管超前小导管选用φ32mm钢管，长度L=6.0m，环向间距为30cm，外仰角为8°~10°搭接长度不小于1.5m，钻孔设备为YT-28型气腿钻机。2.2预固结灌浆通过超前小导管边钻孔边灌浆与一钻到底再灌注相结合的施工方法。自进式锚杆规格为φ32mm，L=3.0m，1.2m×1.2m；浆液采用掺入4%CaCl2的水泥浆，浆液配比如下：水泥：水玻璃=1：（0.02~0.10）水泥浆水灰比（水：水泥）=1：（1~0.6）水玻璃浆35Be°（波美度），模数2.4，比重为1.25g/cm3浆液----水泥：水：CaCl2=1：（0.4~0.55）：（0.02~0.10）打超前花管棚预固结灌浆开挖上台阶架设上台阶拱支撑下台阶开挖架设竖支撑打锁脚锚杆焊接连接筋挂网喷砼压力：初始压力0.4Mpa，结束压力为0.8Mpa2.3人工开挖上台阶采用人工凿挖法开挖，DLC50C装载机出碴。上、下台阶高差3~4m，上台阶预留土心，以便施工，上台阶工作面距下台阶不超过4m，循环进尺控制在0.8m~1.2m之间。2.4架设上台阶拱支撑拱支撑采用I18工字钢制作，拱支撑的中心间距为0.3m~0.35m之间，在工字钢架设过程中，关键是将两榀拱支撑焊缝焊好，并用2cm厚的连接板加强连接。在进行拱支撑安装时，上台阶处设置一个φ48mm钢管制作的1.5m×2.0m×1.5m规格的安装操作台。拱支撑安装到位及时焊接连接筋，连接...