小导管超前注浆和复合式衬砌技术.doc

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1、小导管超前注浆和复合式衬砌技术在布东水电站2号引水隧洞的应用黄杰（广西水利电力勘测设计研究院，广西南宁）摘要：介绍布东水电站2号引水隧洞出口段，采用小导管超前注浆和复合式衬砌施工技术；同时讨论了施工过程中施工工艺。关键词：布东水电站2号引水隧洞小导管超前注浆复合式衬砌1概述布东水电站位于广西百色地区隆林县境内，是新洲河下游最后一级待开发的引水式电站，水头落差为116m，装机容量10.5MW，引水流量为13.23m3/s。工程主要建筑物有挡水闸、进水闸、1号隧洞、反虹管、明渠、2号隧洞、压力前池、压力钢管、发

2、电厂房、开关站等。2号引水隧洞断面型式为城门洞型，其断面尺寸为3.2m×4.124m，最大开挖断面尺寸为4.12m×5.03m，出口段为软弱围岩、松散土、类砂土状，风化层较厚，其稳定性极差，设计采用小导管超前注浆与复合式衬砌技术。2基本地形、地质条件2.1地形资料2号隧洞位于新州河左岸，洞轴线走向N83°E；隧洞位于碎屑岩相地区，为侵蚀中低山地类型。山体呈鱼背脊状，弯曲而狭长，普遍覆盖殘坡积层，植被发育，草木丛生，沟谷发育。2.2地质资料2号隧洞出口地形坡度较平缓，岩性为灰褐色薄～中厚层状砂岩和极薄～中层状

3、泥岩夹层或互层，覆盖层厚度约3～5m。强风化带厚度一般为50～55m，岩体较为破碎，局部泥岩全风化呈土状，围岩类别为Ⅳ～Ⅴ类，围岩不稳定～极不稳定。工程区出露地层为三迭系中统新苑组下段（T2x1）地层，岩相变化复杂，分布面积广。地层可分为上部和下部：上部（T2x1-2）为薄～中厚层砂岩、粉砂岩夹薄～中层状泥岩夹层或互层；下部（T2x1-1）为薄～中厚层砂岩、粉砂岩夹薄～中层状泥岩夹层或互层，顶部为砂岩、含泥质灰岩夹泥岩。3加固支护及洞口超前支护设计3.1洞口超前小导管和锁口墙在洞口设计开挖线以上50mm先打

4、两排间距500mm小导管，其环向间距为300mm,外径为φ42mm,壁厚3.5mm，小导管前端加工成锥尖状，管壁每隔200mm交错钻φ8mm的小眼孔，最后一排眼孔离管末端的距离大于1000mm，钢管长度为6m,其中有5m钳入岩石内，1m埋在锁口墙内，从而防止进洞时隧洞冒顶,为进洞创造安全的条件。锁口墙长度2m，高出洞顶2m,锁口墙两侧及靠近洞脸一侧的开挖边坡为1:0.3,使锁口墙和超前小导管联合受力，起到既可以防止洞脸边坡滑塌，又可以降低洞脸边坡的双重作用。3.2洞脸边坡支护和加固锁口墙浇筑完成后，从锁口墙

5、顶按1:1.25开挖边坡进行开挖，并对边坡进行加固，加固方法是：先按竖直方向打Φ25mm＠1500mm×1500mm的砂浆锚杆(锚杆打到洞顶开挖轮廓线为止)，再浇筑厚250mm的C25混凝土,混凝土内配双层Φ12mm＠200mm×200mm的Ⅱ级钢筋网，并将砂浆锚杆与钢筋网焊牢。为了避免边坡受到雨水的冲刷，对边坡进行锚喷保护,保护方法是：先按垂直坡面方向打Φ25mm＠1500mm×1500mm的砂浆锚杆(锚杆长度为3000mm)，再配挂网钢筋φ8mm＠250mm×250mm,最后在挂网钢筋上喷100mm厚的

6、C25混凝土。洞脸边坡还设置φ50＠3000mm×3000mm排水孔，孔深为1500mm。加固支护及洞口超前支护详见图1、图2及图3。4洞身超前支护及复合式衬砌由于围岩软弱破碎、自稳定能力差，因此进洞施工时采取了“短进尺，弱爆破、少扰动”的措施。作为临时支护的超前小导管是不能保证隧洞的正常运行的，因此为了保证隧洞的正常运行，尚需采用喷锚支护和钢拱架复合式衬砌。图3(A型断面)和图4(B型断面)是两种不同的衬砌型式。(1)图3(A型断面)的衬砌型式：完成洞脸边坡支护及洞口管棚施工即可浇筑洞口锁口墙混凝土，待锁

7、口墙混凝土养护时间充足后方可进行隧洞洞内的开挖，洞内开挖时不可一次开挖到位，应采用自上而下的正台阶式开挖(上部的开挖水利技术监督2004年第6期高度为2514mm)，拱顶开挖完后应立即初喷20mm厚的C25混凝土以封闭掌子面，再安装用工字钢Ⅰ140加工而成的上层钢拱架,钢拱架排距为750mm；然后打拱顶砂浆锚杆Φ25mm＠750mm×1500mm（排距×环距）,L=3500mm，并与钢拱架焊紧焊牢,同时进行钢筋挂网(φ8＠250mm×250mm)，挂完钢筋网后即可喷140mm厚的C25混凝土封闭钢拱架及砂浆

8、锚杆；上部初期支护完后，方可进行隧洞下部的开挖及初期支护的施工,其方法与上部相同。待下部初期支护完后，即可进行下一个循环的初期支护施工(一次进尺为1500mm)，同时进行本循环的二期支护施工，二期支护的衬砌厚度为300mm的C20混凝土，混凝土内配置纵向钢筋Φ12＠200mm×200mm,环向钢筋Φ16＠200mm×200mm。图12号隧洞支护处理纵剖面图图2锁口墙断面图(桩号7+341.900～7+343.90