CN103615257A - 长距离小断面ⅴ2类围岩水工隧洞小导管超前支护方法 - Google Patents

Abstract

一种长距离小断面Ⅴ2类围岩水工隧洞小导管超前支护方法，包括以下步骤：一、沿隧洞轴线的开挖掘进方向在开挖工作面上，洞顶120°±10°范围内，按斜上15°±3°施打多根低环小导管，按斜上30°±6°施打多根高环小导管，低环小导管与高环小导管交错布置；二、用注浆机对低环小导管和高环小导管进行固顶注浆，使围岩与低环小导管和高环小导管固结连成整体；通过上述步骤达到稳固围岩的作用。本发明通过小导管注浆，提高围岩岩体的自身稳定，抑制围岩松弛变形；注浆浆体与周边破碎岩体固结后形成一个整体的固结体，从而随着连续施工形成了一个稳固的超前固顶支护体系，确保其后续施工能够在这个超前固顶支护体系的保护伞之下循序渐进。

Description

长距离小断面Ⅴ2类围岩水工隧洞小导管超前支护方法

技术领域

本发明涉及小导管超前支护领域，特别是一种长距离小断面Ⅴ2类围岩水工隧洞小导管超前支护方法。

背景技术

在我国水工隧洞工程建设领域，具备“小断面”特征的水工隧洞恰巧又坐落在地质条件极差的Ⅴ2类围岩山体之内时，其开挖施工过程中经常会遇到塌方、渗水、卡钻和爆破不成型等问题，甚至出现冒顶事故。而一旦事故发生，由于小断面限制的原因，无法布置逃生管，这将给事故处理和施救工作带来极大的困难，严重威胁着洞内施工人员和工程本身的安全。

在Ⅴ2类围岩隧洞开挖的各个施工工序（测量、钻孔、装药、联线、爆破、排险、装渣、运渣、支护、通风、排水等）中，虽然都与施工安全有着一定的联系，但最重要的还是支护施工工序。特别是其中的“超前固顶支护”对隧洞开挖掘进的施工安全起着决定性的作用。

因此，对同时出现“小断面”和“Ⅴ2类围岩”这两个特征的水工隧洞，总结出一套较为实用的超前固顶支护施工的工法很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种长距离小断面Ⅴ2类围岩水工隧洞小导管超前支护方法，安全度高，可以有效使得待挖洞段迅速形成安全掘进的掌子面；同时也为后续其他工序施工留下了安全空间和高质量的基础。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种长距离小断面Ⅴ2类围岩水工隧洞小导管超前支护方法，包括以下步骤：

一、沿隧洞轴线的开挖掘进方向在开挖工作面上，洞顶120°±10°范围内，按斜上15°±3°施打多根低环小导管，按斜上30°±6°施打多根高环小导管，低环小导管与高环小导管交错布置；

二、用注浆机对低环小导管和高环小导管进行固顶注浆，使围岩与低环小导管和高环小导管固结连成整体；

通过上述步骤达到稳固围岩的作用。

所述的低环小导管与高环小导管之间的间距为15 cm±5cm。

步骤二中，所述的低环小导管的最大环向固结厚度为1m；所述的高环小导管的最大环向固结厚度为0.52m。

所述的各根低环小导管和高环小导管通过输送软管与注浆机连接，储浆筒与注浆机连接，在输送软管上设有调压阀，在低环小导管和高环小导管和的外壁设有多个注浆孔。

本发明提供的长距离小断面Ⅴ2类围岩水工隧洞小导管超前支护方法，通过小导管注浆，显著改善周边围岩的力学性能，提高围岩岩体的自身稳定，抑制围岩松弛变形；注浆浆体与周边破碎岩体固结后形成一个整体的固结体，大体为如图3中所示120°的薄壁拱形结构，固结体可以有效地阻断后续爆破冲击应力对其上部岩体的扰动，从而随着连续施工形成了一个稳固的超前固顶支护体系，确保其后续施工能够在这个超前固顶支护体系的“保护伞”之下循序渐进。

对于V2类围岩，如何进行选择并加以优化是降低成本增加经济效益的关键，通过和以往施工案例的比对，本发明在施工中对通过对小导管长度及间距设计进行优化，尤其是采用高环小导管和低环小导管交错的方式，在保证安全的前提下降低钢管用量，较传统同类小导管3.5m/根节约近43%，直接经济效益50.8万元，综合节约近208.5+50.8=259.3万元。

同时，本发明的应用，加快了工程施工进度，减少材料消耗，进一步缩短了隧洞固顶支护的循环时间，累计缩短支护时间56天，极大的节省了工程成本，符合国家节能工程要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明方法施工时的俯视结构示意图。

图2为本发明方法施工时的主视结构示意图。

图3为本发明方法施工时的横断面结构示意图。

图4为本发明方法施工小导管注浆时的结构示意图。

图中：开挖工作面1，低环小导管2，高环小导管3，开挖掘进方向4，爆破后新的开挖工作面5，低环小导管终孔断面6，高环小导管终孔断面7，洞口8，围岩9，后续钢拱架支护10，低环和高环小导管固顶边线11，低环小导管固顶边线12，储浆筒13，注浆机14，调压阀15，输送软管16，小导管17，注浆孔18，待固浆液19，设计开挖线20，实际开挖线21。

具体实施方式

如图1~3中，一种长距离小断面Ⅴ2类围岩水工隧洞小导管超前支护方法，包括以下步骤：

一、沿隧洞轴线的开挖掘进方向4在开挖工作面1上，洞顶120°±10°范围内如图3中的γ角所示，按斜上15°±3°施打多根低环小导管2，如图2中的α角所示，按斜上30°±6°施打多根高环小导管3，如图2中的β角所示，低环小导管2与高环小导管3交错布置；由图1中可以看出，高环小导管终孔断面7在低环小导管终孔断面6之前；从图2、3中可以看出低环和高环小导管固顶边线11在低环小导管固顶边线12之上，这是因为注浆过程中存在浆液渗透。优选的，所述的低环小导管2与高环小导管3之间的间距为15 cm±5cm。如图3中的E所示，其中低环小导管2之间的间距为30 cm±5cm，相应地高环小导管3之间的间距也为30 cm±5cm。

二、用注浆机14对低环小导管2和高环小导管3进行固顶注浆，使围岩9与低环小导管2和高环小导管3固结连成整体；

所述的低环小导管2的最大环向固结厚度为1m，如图2、3中的D所示；所述的高环小导管3的最大环向固结厚度为0.52m，图2、3中的C所示。

如图4中，所述的各根低环小导管2和高环小导管3通过输送软管16与注浆机14连接，储浆筒13与注浆机14连接，在输送软管16上设有调压阀15，在低环小导管2和高环小导管3和的外壁设有多个注浆孔18。

通过上述步骤达到稳固围岩的作用。

Claims (4)

1.一种长距离小断面Ⅴ2类围岩水工隧洞小导管超前支护方法，其特征是包括以下步骤：

一、沿隧洞轴线的开挖掘进方向（4）在开挖工作面（1）上，洞顶120°±10°范围内，按斜上15°±3°施打多根低环小导管（2），按斜上30°±6°施打多根高环小导管（3），低环小导管（2）与高环小导管（3）交错布置；

二、用注浆机（14）对低环小导管（2）和高环小导管（3）进行固顶注浆，使围岩（9）与低环小导管（2）和高环小导管（3）固结连成整体；

通过上述步骤达到稳固围岩的作用。

2.根据权利要求1所述的一种长距离小断面Ⅴ2类围岩水工隧洞小导管超前支护方法，其特征是：所述的低环小导管（2）与高环小导管（3）之间的间距为15 cm±5cm。

3.根据权利要求1所述的一种长距离小断面Ⅴ2类围岩水工隧洞小导管超前支护方法，其特征是：步骤二中，所述的低环小导管（2）的最大环向固结厚度为1m；所述的高环小导管（3）的最大环向固结厚度为0.52m。

4.根据权利要求1所述的一种长距离小断面Ⅴ2类围岩水工隧洞小导管超前支护方法，其特征是：所述的各根低环小导管（2）和高环小导管（3）通过输送软管（16）与注浆机（14）连接，储浆筒（13）与注浆机（14）连接，在输送软管（16）上设有调压阀（15），在低环小导管（2）和高环小导管（3）和的外壁设有多个注浆孔（18）。

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