CN105114098A - 引水隧洞不良地质洞段处理方法及大直径引水隧洞结构 - Google Patents
引水隧洞不良地质洞段处理方法及大直径引水隧洞结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105114098A CN105114098A CN201510307339.0A CN201510307339A CN105114098A CN 105114098 A CN105114098 A CN 105114098A CN 201510307339 A CN201510307339 A CN 201510307339A CN 105114098 A CN105114098 A CN 105114098A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- diversion tunnel
- concrete
- anchor pole
- major diameter
- tunnel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 48
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 29
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 19
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 15
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 15
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 12
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 claims description 5
- 238000007569 slipcasting Methods 0.000 claims description 5
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 claims description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 2
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000003284 homeostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 210000005239 tubule Anatomy 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
<b>本发明公开了一种引水隧洞不良地质洞段处理方法及大直径引水隧洞结构，本发明结合圆形隧洞自身的自稳情况，采取初期支护加二次衬砌的措施，防止软弱岩层带塌方事故的发生，以解决引水隧洞的运行安全。本发明通过对软弱岩层不良地段的技术处理，不仅降低了施工过程中的难度，施工方法实用可行、先进合理、高效，且提高了施工的速度，并能有效降低施工成本，保证了施工的顺利和后期引水隧洞运行的安全。</b>
Description
技术领域
本发明涉及一种引水隧洞不良地质洞段处理方法及大直径引水隧洞结构，特别是一种圆形大直径引水隧洞不良地质洞段处理方法及圆形大直径引水隧洞结构，属于隧洞支护技术领域。
背景技术
在水电水利等工程建设中包含有大量引水隧洞施工，引水隧洞部分洞段有时将不可避免地布置在破碎、软弱岩层不良地质段中，特别是圆形大直径引水隧洞软弱岩层洞段进行施工过程中，其开挖处理非常困难，塌方问题较为突出，而且经常会出现反复塌方反复处理的情况，往往会耗费大量人力、物力与时间，既增加了工程投资又延误了工程工期。项目存在前期开挖施工期及运行期安全运行的危险，目前所采用处理措施主要为采取超前支护或注浆加固等措施，具体采用超前锚杆、超前小导管或小管棚+钢拱架、超前全断面帷幕注浆等等措施。上述方法对于小断面软弱岩层隧洞虽有一定的效果，但对大直径断面引水隧洞处理不理想，方法不具系统性，且没有较强的针对性，经济性较差，也没有结合开挖施工期隧洞自身稳定的初期支护及永久运行期受内水压力永久衬砌等条件综合考虑。因此，需要一种便于安全快捷地处理软弱岩层洞段的技术措施。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种引水隧洞不良地质洞段处理方法及大直径引水隧洞结构，特别是一种圆形大直径引水隧洞不良地质洞段处理方法及圆形大直径引水隧洞结构，以解决圆形大直径引水隧洞通过破碎、软弱岩层等不良地质段时的技术问题，从而克服现有技术的不足。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明的一种引水隧洞不良地质洞段处理方法为，该方法结合圆形隧洞自身的自稳情况，采取初期支护加二次衬砌的措施，防止软弱岩层带塌方事故的发生，以解决引水隧洞的运行安全。
前述处理方法中，所述初期支护采用分层或分块的开挖方式，分层或分块的综合进尺不大于2m；每开挖一部分马上对开挖部分进行混凝土初喷，在初喷混凝土的基础上，再进行锚杆、挂网、钢格栅拱架及复喷混凝土的操作，以加强作业面安全与围岩稳定。
前述处理方法中，所述初期支护采用强度高的钢结构与喷混凝土加强支护；支护所用锚杆选用全长固结型锚杆或可施加注浆压力的注浆自钻式锚杆；支护所用喷混凝土采用钢纤维混凝土或纤维混凝土替代现有的素混凝土；通过锚杆、喷混凝土结构物的联合作用，改善围岩的自承能力，使围岩的收敛变形趋于稳定。
前述处理方法中，所述二次衬砌是在初期支护的基础上采用钢筋混凝土进行二次衬砌，钢筋混凝土厚度大于1m；由二次衬砌构成圆形大直径引水隧洞。
根据上述处理方法构成的本发明的一种大直径引水隧洞结构为，该结构包括穿越不良地质的圆形大直径引水隧洞，引水隧洞上部240度范围内外围设有初期支护；初期支护包括经锚杆固定在不良地质工作面的挂网钢筋，挂网钢筋内侧设有钢格栅拱架，挂网钢筋和钢格栅拱架上喷有混凝土喷涂层。
前述大直径引水隧洞结构中，所述锚杆沿圆形大直径引水隧洞圆周按放射状布置；同时沿圆形大直径引水隧洞长度交错均布。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明通过对软弱岩层不良地段的技术处理，不仅降低了施工过程中的难度，施工方法实用可行、先进合理、高效，且提高了施工的速度，并能有效降低施工成本，保证了施工的顺利和后期引水隧洞运行的安全。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图中的标记：1-混凝土喷涂层，2-挂网钢筋，3-钢格栅拱架，4-锚杆，5-圆形大直径引水隧洞。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
本发明的一种引水隧洞不良地质洞段处理方法，如图1所示，该方法结合圆形隧洞自身的自稳情况，采取初期支护加二次衬砌的措施，防止软弱岩层带塌方事故的发生，以解决引水隧洞的运行安全。初期支护采用分层或分块的开挖方式，分层或分块的综合进尺不大于2m；每开挖一部分马上对开挖部分进行混凝土初喷，在初喷混凝土的基础上，再进行锚杆、挂网、钢格栅拱架及复喷混凝土的操作，以加强作业面安全与围岩稳定。
初期支护采用强度高的钢结构与喷混凝土加强支护；支护所用锚杆选用全长固结型锚杆或可施加注浆压力的注浆自钻式锚杆；支护所用喷混凝土采用钢纤维混凝土或纤维混凝土替代现有的素混凝土；通过锚杆、喷混凝土结构物的联合作用，改善围岩的自承能力，使围岩的收敛变形趋于稳定。二次衬砌是在初期支护的基础上采用钢筋混凝土进行二次衬砌，钢筋混凝土厚度大于1m；由二次衬砌构成圆形大直径引水隧洞。
根据上述方法构成的本发明的一种大直径引水隧洞结构为，该结构包括穿越不良地质的圆形大直径引水隧洞5，引水隧洞5上部240度范围内外围设有初期支护；初期支护包括经锚杆4固定在不良地质工作面的挂网钢筋2，挂网钢筋2内侧设有钢格栅拱架3，挂网钢筋2和钢格栅拱架3上喷有混凝土喷涂层1。锚杆4沿圆形大直径引水隧洞5圆周按放射状布置；同时沿圆形大直径引水隧洞5长度交错均布。
实施例
具体实施可参考图1，为克服现有技术不足，本发明是这样解决的：圆形大直径引水隧洞可能遇到的软弱岩层不良地质情况，结合水电水利工程引水隧道工程特点及其它类似工程经验，提出圆形大直径引水隧洞软弱岩层不良地质段处理措施，该措施按以下步骤进行：
1、初期开挖支护措施：在软弱岩层中，围岩自稳时间极短甚至无自稳能力，且由于工程直径大，可根据洞室跨度、岩性及其它地质条件等采取合理的开挖方法，采用分层开挖或分层分块的开挖方式，并且开挖一部分，支护完成一部分。分层开挖综合进尺不能太大，应在1m～2m之间。由于软弱岩自身强度低，开挖后，围岩不足以承受应力重分布产生的二次应力，加上围岩松弛后，自身也成了荷载的一部分，因此临时支护采用强度高的钢结构与喷混凝土来加强支护。
加强支护的措施：
（1）、改变喷层强度，用钢纤维混凝土或纤维混凝土替代素混凝土；
（2）、采用加密加长自钻式锚杆。选用全长固结型锚杆，或可施加注浆压力的注浆自钻式锚杆。通过锚杆、喷混凝土结构物的联合作用，改善围岩的自承能力，使围岩的收敛变形稳定下来。软弱岩层的支护必须及时紧跟开挖工作面。实践证明，软岩在开挖暴露后，立即喷上一层混凝土，往往能延长围岩的自稳时间。在初喷一层的基础上，再进行锚杆、挂网、钢格栅拱架、再复喷的操作程序更有利于作业安全与围岩稳定。
2、二次衬砌措施：采用钢筋混凝土进行二次衬砌，厚度应大于1m；此钢筋混凝土二次衬砌应结合初期支护的效应进行运行期受内水压力永久衬砌结构分析。
根据前述方法构成的圆形大直径引水隧洞结构如图1所示。包括混凝土喷涂层1、挂网钢筋2、钢格栅拱架3、锚杆4、圆形大直径引水隧洞5。
上述结构的施工步骤如下：
1）分层开挖完成隧洞开挖（一般为上部240°），隧洞开挖深度不大于2米，然后在内壁初喷一道混凝土喷涂层1；混凝土掺有钢纤维以提高混凝土喷涂层的强度和拉结力。
2）然后采用全长固结型锚杆或可施加注浆压力的注浆自钻式锚杆在一序隧洞内壁施工挂网钢筋2，并在挂网钢筋2内侧架设钢格栅拱架3进行支撑。
3）然后在挂网钢筋2和钢格栅拱架3上再复喷一层混凝土喷涂层。
4）然后在构成的初期支护内施工圆形大直径引水隧洞5，施工圆形大直径引水隧洞时，可分两步进行，第一步先施工引水隧洞上部240°范围内的引水隧洞；
5）然后再完成引水隧洞下部120°范围内的引水隧洞，构成永久性引水隧洞。
6）先施工的引水隧洞和后施工的引水隧洞应结合初期支护的效应进行运行期受内水压力永久衬砌结构分析。
Claims (6)
1.一种引水隧洞不良地质洞段处理方法，其特征在于：该方法结合圆形隧洞自身的自稳情况，采取初期支护加二次衬砌的措施，防止软弱岩层带塌方事故的发生，以解决引水隧洞的运行安全。
2.根据权利要求1所述引水隧洞不良地质洞段处理方法，其特征在于：所述初期支护采用分层或分块的开挖方式，分层或分块的综合进尺不大于2m；每开挖一部分马上对开挖部分进行混凝土初喷，在初喷混凝土的基础上，再进行锚杆、挂网、钢格栅拱架及复喷混凝土的操作，以加强作业面安全与围岩稳定。
3.根据权利要求2所述引水隧洞不良地质洞段处理方法，其特征在于：所述初期支护采用强度高的钢结构与喷混凝土加强支护；支护所用锚杆选用全长固结型锚杆或可施加注浆压力的注浆自钻式锚杆；支护所用喷混凝土采用钢纤维混凝土或纤维混凝土替代现有的素混凝土；通过锚杆、喷混凝土结构物的联合作用，改善围岩的自承能力，使围岩的收敛变形趋于稳定。
4.根据权利要求1所述引水隧洞不良地质洞段处理方法，其特征在于：所述二次衬砌是在初期支护的基础上采用钢筋混凝土进行二次衬砌，钢筋混凝土厚度大于1m；由二次衬砌构成圆形大直径引水隧洞。
5.一种根据权利要求1～4任一权利要求所述方法构成的大直径引水隧洞结构，包括穿越不良地质的圆形大直径引水隧洞（5），其特征在于：在引水隧洞（5）上部240度范围内外围设有初期支护；初期支护包括经锚杆（4）固定在不良地质工作面的挂网钢筋（2），挂网钢筋（2）内侧设有钢格栅拱架（3），挂网钢筋（2）和钢格栅拱架（3）上喷有混凝土喷涂层（1）。
6.根据权利要求5所述大直径引水隧洞结构，其特征在于：所述锚杆（4）沿圆形大直径引水隧洞（5）圆周按放射状布置；同时沿圆形大直径引水隧洞（5）长度交错均布。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510307339.0A CN105114098A (zh) | 2015-06-08 | 2015-06-08 | 引水隧洞不良地质洞段处理方法及大直径引水隧洞结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510307339.0A CN105114098A (zh) | 2015-06-08 | 2015-06-08 | 引水隧洞不良地质洞段处理方法及大直径引水隧洞结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105114098A true CN105114098A (zh) | 2015-12-02 |
Family
ID=54662184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510307339.0A Pending CN105114098A (zh) | 2015-06-08 | 2015-06-08 | 引水隧洞不良地质洞段处理方法及大直径引水隧洞结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105114098A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106437750A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-02-22 | 福州大学 | 一种破碎带大断面斜井硐口一次成型支护方法 |
| CN108547636A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-09-18 | 华能西藏雅鲁藏布江水电开发投资有限公司 | 一种双护盾tbm喷锚支护结构及其施工方法 |
| CN108590711A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-09-28 | 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司 | 一种隧洞岩爆洞段的衬砌结构 |
| CN109322680A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-02-12 | 杭州图强工程材料有限公司 | 支护衬砌与防治方法 |
| CN109322678A (zh) * | 2018-08-13 | 2019-02-12 | 湘潭大学 | 一种明挖浅埋隧道洞口回填层加固的施工方法 |
| CN110486041A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-11-22 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 | 一种隧道高性能支护结构 |
| CN115234241A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-25 | 广东省源天工程有限公司 | 一种引水隧洞的施工方法 |
| CN115573309A (zh) * | 2022-09-21 | 2023-01-06 | 广东省水利电力勘测设计研究院有限公司 | 一种提高引水隧洞结构安全性能的防护构架 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT353311B (de) * | 1976-08-24 | 1979-11-12 | Beton & Monierbau Ag | Mehrschichtige auskleidung unterirdischer hohl- raeume |
| CN101230784A (zh) * | 2008-01-31 | 2008-07-30 | 长安大学 | 隧道钢拱架锁脚锚杆网喷组合结构 |
| CN101644160A (zh) * | 2009-06-05 | 2010-02-10 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 高地应力软岩卸压施工方法 |
| CN101864963A (zh) * | 2010-05-26 | 2010-10-20 | 中铁二十三局集团第三工程有限公司 | 一种大断面黄土隧道施工方法 |
| CN101906974A (zh) * | 2010-08-09 | 2010-12-08 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 一种特大断面黄土隧道的支护结构及其施工方法 |
| CN104533446A (zh) * | 2015-01-16 | 2015-04-22 | 中交一公局第一工程有限公司 | 一种大断面软弱围岩隧道双层初期支护预防地质灾害发生的施工方法及其结构 |
-
2015
- 2015-06-08 CN CN201510307339.0A patent/CN105114098A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT353311B (de) * | 1976-08-24 | 1979-11-12 | Beton & Monierbau Ag | Mehrschichtige auskleidung unterirdischer hohl- raeume |
| CN101230784A (zh) * | 2008-01-31 | 2008-07-30 | 长安大学 | 隧道钢拱架锁脚锚杆网喷组合结构 |
| CN101644160A (zh) * | 2009-06-05 | 2010-02-10 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 高地应力软岩卸压施工方法 |
| CN101864963A (zh) * | 2010-05-26 | 2010-10-20 | 中铁二十三局集团第三工程有限公司 | 一种大断面黄土隧道施工方法 |
| CN101906974A (zh) * | 2010-08-09 | 2010-12-08 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 一种特大断面黄土隧道的支护结构及其施工方法 |
| CN104533446A (zh) * | 2015-01-16 | 2015-04-22 | 中交一公局第一工程有限公司 | 一种大断面软弱围岩隧道双层初期支护预防地质灾害发生的施工方法及其结构 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106437750A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-02-22 | 福州大学 | 一种破碎带大断面斜井硐口一次成型支护方法 |
| CN106437750B (zh) * | 2016-09-21 | 2019-05-10 | 福州大学 | 一种破碎带大断面斜井硐口一次成型支护方法 |
| CN108547636A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-09-18 | 华能西藏雅鲁藏布江水电开发投资有限公司 | 一种双护盾tbm喷锚支护结构及其施工方法 |
| CN108590711A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-09-28 | 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司 | 一种隧洞岩爆洞段的衬砌结构 |
| CN108590711B (zh) * | 2018-06-25 | 2024-04-30 | 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司 | 一种隧洞岩爆洞段的衬砌结构 |
| CN109322678A (zh) * | 2018-08-13 | 2019-02-12 | 湘潭大学 | 一种明挖浅埋隧道洞口回填层加固的施工方法 |
| CN109322680A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-02-12 | 杭州图强工程材料有限公司 | 支护衬砌与防治方法 |
| CN110486041A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-11-22 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 | 一种隧道高性能支护结构 |
| CN110486041B (zh) * | 2019-05-24 | 2024-03-15 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 | 一种隧道高性能支护结构 |
| CN115234241A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-25 | 广东省源天工程有限公司 | 一种引水隧洞的施工方法 |
| CN115573309A (zh) * | 2022-09-21 | 2023-01-06 | 广东省水利电力勘测设计研究院有限公司 | 一种提高引水隧洞结构安全性能的防护构架 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105114098A (zh) | 引水隧洞不良地质洞段处理方法及大直径引水隧洞结构 | |
| CN104847374B (zh) | 软岩大变形隧道支护体系及其施工方法 | |
| CN103775092B (zh) | 隧道浅埋暗挖预留核心土改良crd施工工法 | |
| CN106761778B (zh) | 一种适用于上软下硬地层的地铁车站暗挖施工工艺 | |
| CN105443132A (zh) | 浅埋暗挖十字横撑隧道施工方法 | |
| CN103256060A (zh) | 富水软弱糜棱岩大断面隧道围岩加固及开挖方法 | |
| CN204000901U (zh) | 一种山体垂直高边坡预应力锚索支护装置 | |
| CN203515604U (zh) | 用于大变形地层的隧道支护结构 | |
| CN103628885A (zh) | 一种超浅埋隧道出洞盖挖施工方法 | |
| CN104405399A (zh) | 一种穿越流沙地层隧道开挖支护体工法 | |
| CN204716253U (zh) | 圆形大直径引水隧洞结构 | |
| CN102312672A (zh) | 一种适应复杂多变地质条件的大断面隧道快速施工方法 | |
| CN102606168B (zh) | 防止浅埋暗挖隧道开挖时沉降变形的施工方法 | |
| CN109026020B (zh) | 一种富水隧道溶洞处理与开挖方法 | |
| CN109209392A (zh) | 适用于大断面隧道ⅳ-ⅴ级围岩的全环开挖方法 | |
| CN105065037A (zh) | 公路软岩隧道双层拱架支护施工方法 | |
| CN106869969A (zh) | 一种软岩超大断面隧道的开挖支护施工方法 | |
| CN103953366B (zh) | 单洞隧道改为连拱时中隔墙顶部原衬砌空腔回填施工方法 | |
| CN209924998U (zh) | 一种浅覆土盾构隧道下穿道路加固保护结构 | |
| CN102505704A (zh) | 软弱地质竖井中大型沉井施工方法 | |
| CN203488189U (zh) | 用于脱空整治的隧道结构 | |
| CN108798702A (zh) | 一种大断面软岩大变形隧道的支护方法 | |
| CN107165661A (zh) | 一种高地应力软弱围岩大变形隧道超长扩大头锚索施工方法 | |
| CN109723421A (zh) | 一种高地应力下瓦斯隧道岩爆的主动防治方法 | |
| CN104632249A (zh) | 在松散软弱破碎围岩中的隧道系统支护技术 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151202 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |