一种用于引水隧洞围岩支护的方法

摘要

本发明属于围岩支护施工方法领域，具体涉及一种用于引水隧洞围岩支护的方法，为了解决小断面特长引水隧洞施工空间有限，原设计衬砌工法周期长，施工工期长的问题，本方法包括步骤一：布置支撑；在顶拱及边墙范围内采用型钢铺设为支撑；步骤二：布置锚杆；在顶拱及边墙范围内铺设锚杆，锚杆每隔一榀支撑布置一次，且每排布置三根；步骤三：铺设纵向连接筋；在顶拱及边墙范围内铺设连接筋，使连接筋与支撑连接；步骤四：铺设钢筋网；在顶拱及边墙范围内铺设钢筋网；步骤五：喷混凝土；顶拱及边墙范围内喷混凝土；步骤六：二次衬砌；在边墙范围内浇筑素混凝土；将隧洞衬砌改为渠道的形式，由原来的台车衬砌改为模板衬砌，缩短工期，增加效益。

说明书

技术领域

本发明属于围岩支护施工方法领域，具体涉及一种用于引水隧洞围岩支护的方法，更具体的说是一种适用于复杂地质条件下小断面特长引水隧洞围岩支护施工的方法。

背景技术

随着我国基础设施建设力度的加大，大型水电站工程、引水工程、排污工程等建设项目越来越多，而中小型长隧洞施工更为常见。中小型长隧洞的特点是“小”和“长”。小则受断面尺寸的限制，在有限的空间内施工，工序交叉多，互相干扰大。在隧洞衬砌工序过程中，大型施工机械无法开展施工，造成衬砌时间大大延长，极大影响施工工期，浪费大量人力物力。

贵州省夹岩水利1、3标隧洞为城门洞型，开挖断面为2.26m*2.88m，净断面尺寸为1.5m*1.8m,隧洞最长为4435m，属特长小断面隧洞，原设计衬砌方法采用台车衬砌，施工周期长，投入成本大。

发明内容

本发明专利的目的：本发明的是为了解决小断面特长引水隧洞施工空间有限，原设计衬砌周期长，施工工期长的问题，本发明提出一种用于引水隧洞围岩支护的方法。

为实现上述目的：一种用于引水隧洞围岩支护的方法，本方法适用于Ⅳ类围岩B2型支护和Ⅴ类围岩C1型支护，其具体包括以下步骤：

步骤一：布置支撑；

在顶拱及边墙范围内采用型钢铺设为支撑；

步骤二：布置锚杆；

在顶拱及边墙范围内铺设锚杆，锚杆每隔一榀支撑布置一排，且每排布置三根；

步骤三：铺设纵向连接筋；

在顶拱及边墙范围内铺设连接筋，使连接筋与支撑连接；

步骤四：铺设钢筋网；

在顶拱及边墙范围内铺设钢筋网；

步骤五：喷混凝土；

顶拱及边墙范围内喷混凝土；

步骤六：二次衬砌；

在边墙范围内浇筑素混凝土。

进一步地，所述锚杆均布置在支撑身部。

再进一步地，所述步骤一中型钢采用14号工字钢制成，且每榀支撑的间距为1.2m；所述步骤二中锚杆为M20砂浆C20锚杆，锚杆长为1.5m，且相邻两排锚杆的排间距为2.4m，所述步骤三中纵向连接筋采用C16钢筋，纵向连接筋的环向间距为1.0m，所述步骤四中钢筋网为A6钢筋网，钢筋网的间排距为200mm×200mm；所述步骤五中混凝土为C20混凝土，混凝土喷涂厚度为160mm；所述步骤六中素混凝土为C30素混凝土，素混凝土的喷涂厚度为300mm。

进一步地，所述步骤六浇筑素混凝土的位置为距边墙1.418m的范围内。

一种用于引水隧洞围岩支护的方法，本方法适用于Ⅴ类围岩C2型支护和Ⅴ类围岩C3 型支护，其具体包括以下步骤：

步骤一：布置支撑；

在顶拱及边墙范围内采用型钢铺设为支撑；

步骤二：布置锚杆；

在顶拱及边墙范围内铺设锚杆，锚杆每隔二榀支撑布置一排，且每排布置三根。

步骤三：铺设纵向连接筋；

在顶拱及边墙范围内铺设连接筋，使连接筋与支撑连接；

步骤四：铺设钢筋网；

在顶拱及边墙范围内铺设钢筋网；

步骤五：喷混凝土；

顶拱及边墙范围内喷混凝土

进一步地，所述锚杆布置在支撑肩部、支撑脚部及支撑身部。

再进一步地，所述步骤一中型钢采用14号工字钢制成，且每榀支撑的间距为0.8m；所述步骤二中锚杆为M20砂浆C20锚杆，锚杆长为1.5m，且相邻两排锚杆的排间距为2.4m，所述步骤三中纵向连接筋采用C16钢筋，纵向连接筋的环向间距为1.0m，所述步骤四中钢筋网为A6钢筋网，钢筋网的间排距为200mm*200mm；所述步骤五中混凝土为C20混凝土，混凝土喷涂厚度为160mm。

进一步地，本方法适用于Ⅴ类围岩C3型支护时，C3型支护的顶拱掌子面设置超前支护，超前支护的外插角为5°～10°，超前支护的环向间距为35cm，超前支护的纵向搭接长度不小于1.5m。

再进一步地，所述超前锚杆或超前小导管。

进一步地，所述超前锚杆为C25超前锚杆，所述超前小导管的直径φ为42×4mm，长为4.5m。

本发明的有益效果是：将隧洞衬砌改为渠道的形式，由原来的台车衬砌改为模板衬砌，缩短工期，增加效益。优化了施工工艺，提高了工作效率，简化了施工流程，大大节省了工期。采用模板衬砌，节约大量人力物力，成本投入少，施工安全可靠，风险小；在狭小隧洞中，通过改变衬砌方式，加快衬砌时间，缩短工期；

相比原设计二次衬砌，预计于贵州省夹岩水利1、3标隧洞施工，周转材料可节约79.48 万元，工期可节省约300天，节约人员管理费可节省约180万元，具有良好的经济效益和社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本次发明的Ⅴ类围岩B2型支护和Ⅴ类围岩C1型支护方案图；

图2是本次发明的Ⅴ类围岩C2型支护和Ⅴ类围岩C3型支护方案图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

具体实施方式一：一种用于引水隧洞围岩支护的方法，本方法适用于Ⅳ类围岩B2型支护和Ⅴ类围岩C1型支护，其具体包括以下步骤：

步骤一：布置支撑；

在顶拱及边墙范围内采用型钢铺1设为支撑；

步骤二：布置锚杆；

在顶拱及边墙范围内铺设锚杆，锚杆每隔一榀支撑布置一排，且每排布置三根。

步骤三：铺设纵向连接筋；

在顶拱及边墙范围内铺设连接筋，使连接筋与支撑连接；

步骤四：铺设钢筋网；

在顶拱及边墙范围内铺设钢筋网；

步骤五：喷混凝土2；

顶拱及边墙范围内喷混凝土2；

步骤六：二次衬砌；

在边墙范围内浇筑素混凝土3。

具体实施方式二：所述锚杆均布置在支撑身部。

其他实施方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：所述步骤一中型钢1采用14号工字钢制成，且每榀支撑的间距为1.2m；所述步骤二中锚杆为M20砂浆C20锚杆，锚杆长为1.5m，且相邻两排锚杆的排间距为2.4m，所述步骤三中纵向连接筋采用C16钢筋，纵向连接筋的环向间距为1.0m，所述步骤四中钢筋网为A6钢筋网，钢筋网的间排距为200mm×200mm；所述步骤五中混凝土2为 C20混凝土，混凝土2喷涂厚度为160mm；所述步骤六中素混凝土3为C30素混凝土，素混凝土3的喷涂厚度为300mm。

其他实施方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：所述步骤六浇筑素混凝土的位置为距边墙1.418m的范围内。

其他实施方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：一种用于引水隧洞围岩支护的方法，本方法适用于Ⅴ类围岩C2型支护和Ⅴ类围岩C3型支护，其具体包括以下步骤：

步骤一：布置支撑；

在顶拱及边墙范围内采用型钢1铺设为支撑；

步骤二：布置锚杆；

在顶拱及边墙范围内铺设锚杆，锚杆每隔二榀支撑布置一排，且每排布置三根。

步骤三：铺设纵向连接筋；

在顶拱及边墙范围内铺设连接筋，使连接筋与支撑连接；

步骤四：铺设钢筋网；

在顶拱及边墙范围内铺设钢筋网；

步骤五：喷混凝土2；

顶拱及边墙范围内喷混凝土2。

具体实施方式六：所述锚杆布置在支撑肩部、支撑脚部及支撑身部。

其他实施方式与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：所述步骤一中型钢1采用14号工字钢制成，且每榀支撑的间距为0.8m；所述步骤二中锚杆为M20砂浆C20锚杆，锚杆长为1.5m，且相邻两排锚杆的排间距为2.4m，所述步骤三中纵向连接筋采用C16钢筋，纵向连接筋的环向间距为1.0m，所述步骤四中钢筋网为A6钢筋网，钢筋网的间排距为200mm*200mm；所述步骤五中混凝土2为C20 混凝土，混凝土2喷涂厚度为160mm。

其他实施方式与具体实施方式五相同。

具体实施方式八：本方法适用于Ⅴ类围岩C3型支护时，C3型支护的顶拱掌子面设置超前支护，超前支护的外插角为5°～10°，超前支护的环向间距为35cm，超前支护的纵向搭接长度不小于1.5m。

其他实施方式与具体实施方式五相同。

具体实施方式九：所述超前锚杆或超前小导管。

其他实施方式与具体实施方式八相同。

具体实施方式十：所述超前锚杆为C25超前锚杆，所述超前小导管的直径φ为42×4mm，长为4.5m。

本实施方式中：，超前小导管型式由现场设计代表根据实际情况确定。

其他实施方式与具体实施方式九相同。

实施例1：

以贵州省夹岩水利1、3标隧洞施工为例；

开挖断面S＝6.632m

每米喷混凝土量：

拱顶弧长L＝(132°×3.14×1.326)÷180°＝3.053m

喷混凝土截面周长Lh＝3.053+2.176×2＝7.405m

喷混凝土工程量：7.045×0.16×1＝1.185m

每榀钢支撑重量：16.9×7.149＝120.82kg

每平米挂网钢筋量；5根×2×0.222kg/m＝2.22kg/m

每延米衬砌工程量：2.1×0.3+1.418×2×3＝1.481m

贵州省夹岩水利1、3标隧洞采用光面爆破开挖，2台YT-28型凿岩机钻孔，爆破完成及出渣完成后铺设A6钢筋网，钢筋网采用焊接，间距600mm×600mm；钢筋网铺设完成后，架立工字钢，弧形工字钢采用弯曲机弯折，工字钢采用8mm厚14mm×15mm钢板焊接连接成门洞型；系统锚杆采用YT-28型凿岩机钻孔，M20砂浆注孔；最后采用砼喷射车喷射C20 混凝土。二次衬砌采用3015模板衬砌，每30m一循环。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。