全断面论文：全断面炭质板岩破碎带隧洞变形处理及开挖支护施工技术

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1、全断面论文：全断面炭质板岩破碎带隧洞变形处理及开挖支护施工技术摘要在隧洞开挖施工中，全断面炭质板岩破碎带遇水易软化，常引起塌方，难于处理。在某水电站引水隧洞炭质板岩破碎带大塌方处理中，遵循“管超前、严注浆、短开挖、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测、速反馈”的施工原则，成功探索出了一套安全、经济的施工技术，对同类工程施工具有一定的指导意义。关键词全断面；炭质板岩；破碎带；隧洞；施工技术近年来，随着开挖技术的不断进步及工程设计中的实际需要，特殊地质段隧洞为越来越多的工程所采用。对于各类围岩的隧洞施工，目前已有相当成熟的理

2、论、经验，但全断面炭质板岩隧洞施工方法还在不断探索中。笔者结合某水电站引水隧洞大塌方处理的成功经验，对全断面炭质板岩破碎带开挖支护及变形处理施工技术进行了初步研究和探讨。1概述某水电站引水隧洞上游段为弱v类围岩，岩性为炭质板岩，断层带宽约1.0m-1.5m，组成物质为糜棱岩，地下水较发育，断层附近出现股状涌水。受断层及裂隙切割影响，围岩破碎，开挖中出现塌方和局部变形。2发生塌方及变形的原因在引水隧洞开挖中，k0+256-k0+365段全断面出现炭质板岩，岩石完整系数小，并伴有大量渗水。k0+256-k0+276段拱

3、顶出现大塌方，根据已揭露岩石情况显示，塌方段岩层产状为n35°-40°w/sw40°-55°。k0+276-k0+315段，多处喷射混凝土从工字钢上脱落，工字钢扭曲变形厉害，钢拱架侵入永久支护净空，并处于变形发展状态，地下水丰富，渗水量大。3塌方段处理施工技术3.1处理过程第一步：重新喷砼10cm，对初期支护喷射砼进行补强。第二步：对k0+266-k0+276段，逐品打对口撑，并布量测点。示意图如图1。第三步：对k0+256-k0+276段，径向注浆，采用φ48的小导管，长度4m，按1.0m×1.0m梅花型布置。注

4、完浆后，使浆液在钢拱架周围3.5m范围内形成一个人工加强拱。第四步：在k0+256处，钢拱架拱部160°范围内施作超前小导管，小导管采用φ48的钢管，长度4m，外插角30°，小导管间距30cm。然后在塌方体上面施作小导管，塌方体小导管按2m×2m梅花型布置。钢拱架采用i20a的工字钢，间距50cm。第五步：封闭撑子面，进行超前预注浆和塌方体注浆，浆液水灰比按0.5:1。第六步：塌方段开挖时，先开挖第一步，等开挖过塌方体2m后，依次开挖第二、三步。3.2施工注意事项1）在开挖塌方段前，一定要经量测认定围岩稳定后才能开

5、挖。2）每开挖二榀拱架施作一排超前小导管，进行一次超前预注浆。3）开挖第二步和第三步时，一定要左右交替进行。每次开挖不得超过二榀拱架。4）对口撑的位置和高度以不影响开挖台架进出为准。5）分步开挖高度，可以根据现场围岩情况调整。4变形段处理施工技术1）对k0+276-k0+315段在开挖底板以上4.5m高的位置，加对口撑，施工方法同k0+266-k0+276段。2）对k0+276-k0+315段拱腰线以上全面进行固结注浆处理，形成砼壳体抵御上部围岩压力。该段打设注浆小导管，导管采用φ48mm的花管，长度为4m，按1.

6、0m×1.0m梅花型布置。3）灌浆压力控制1.0mpa-2.0mpa之间，水灰比采用1:1，并根据现场灌浆实际情况进行调整。4）对该段全面进行断面复测，等灌浆凝结到一定强度后对已经变形的钢支撑进行置换，钢支撑置换施工必须制定方案，采取措施确保施工安全。5）加强围岩变形监测。量测频率开始6h观测1次，然后根据变形量的减小而减小量测频率，即12h、24h、48h、72h、168h，根据量测结果及时调整工序及预留变形量、开挖进尺等，便于指导施工，确保施工安全。量测点每隔5m布设1组。6）实时对变形监测结果进行分析，对于围

7、岩不稳定的洞段采取预固结灌浆加固、钢管灌浆锚杆加固和混凝土衬砌加固等方法及早加固并持续进行安全监测。7）灌浆处理完成后，继续对该段进行变形观测（利用收敛计），为是否进行砼衬砌提供决策依据。5全断面炭质板岩破碎带开挖及支护技术5.1开挖方案引水隧洞k0+315-k0+365段围岩属于全断面炭质板岩破碎带，围岩自身稳定性差，在侧压力作用下，易出现顶拱及边墙坍塌问题。开挖时分为上、下两个坑道进行开挖，上坑道开挖采用预留核心土，掏出一个环形槽，进尺50cm后，把制作好的拱架顶部及时放置在开挖面；用人工在边墙开挖一个能放置拱

8、脚的槽；把拱脚及时安装并和顶拱用螺丝连接好；再开挖和连接另一侧拱脚，这样一榀拱架就安装完成了。进行钢支撑加固，安装锁脚锚杆及连接钢筋，每个接头处锁脚锚杆为4根φ25，l=3.0m钢筋，连接钢筋为φ25@0.8m×1.0m，然后安装φ8@20cm×20cm的钢筋网，并喷c20砼，厚25cm。再按照此方法隔50cm安装下一榀拱架。钢拱架安装时应预留2cm-5cm