地下洞室群開挖過程中的臨時支護

楊聰明

摘要：本文通過厄瓜多爾TP水電站地下廠房開挖施工實例，對地下洞室群開挖支護施工方法和支護施工工藝進行了闡述，以供參考。

關鍵詞：隧道施工;軟弱圍巖;臨時支護

1工程慨況

厄瓜多爾TP水電站（以下簡稱“項目”）位于安第斯山脈西麓，行政區(qū)域屬于皮欽查省，項目地點距離首都基多約80公里，在當?shù)氐膬蓷l河流—Pilaton河及Toachi河分別修建一座電站。該項目業(yè)主—厄瓜多爾托阿比水電公共公司（HIDROTOAPI? E.P.）是一家國有公司，負責本項目的開發(fā)建設。整個項目由土建和機電設備兩部分組成，其中由中國公司承建的是土建工程;合同工期1340天，維護期6個月。

本項目包括2個梯級水電站。主要建筑物有：一級電站引水隧洞、二級電站引水隧洞、混凝土重力壩、取水建筑物、2個地下廠房，2座變電站。

2地下廠房開挖施工特點

2.1地下廠房開挖斷面尺寸和跨度較大，邊墻開挖高度較高，且洞與洞相貫部位較多。為保證地下廠房的整體穩(wěn)定，嚴格按設計要求和監(jiān)理人的指示及時進行支護，保證圍巖及洞間巖柱穩(wěn)定。

2.2地下廠房三層以下各層開挖過程中，為減小爆破對高邊墻圍巖的影響，同時保證邊墻的成型質量，邊墻采取預留保護層開挖方式（視圍巖情況或預裂爆破）。一般采取的開挖程序為：①中槽楔形掏槽→②中槽開挖→③保護層開挖→④邊墻光面爆破;開挖采用控制爆破技術，嚴格控制裝藥量，使爆破對邊墻的影響減少到最低限度;安裝間、機坑巖臺預留保護層水平光爆開挖，機坑底部預留保護層開挖，保證水平建基面巖石的完整性。

2.3地下廠房與洞交叉及廠房高邊墻部位開挖時，采取合理的施工程序，保證洞室圍巖和高邊墻的穩(wěn)定。具體程序如下：

2.3.1在高邊墻開挖至廠房交通洞、尾水支洞擴散段洞室的交叉部位前，廠房交通洞、尾水支洞擴散段應開挖完成，并貫入廠房1～2m，做好鎖口錨噴支護。

2.3.2 對地下廠房與壓力管道交叉部位，在掘進前按設計要求做好鎖口和超前支護，以確保安全。

其中地下廠房開挖斷面尺寸和跨度較大，邊墻開挖高度較高，且洞與洞相貫部位較多。為保證地下廠房的整體穩(wěn)定，嚴格按設計要求和監(jiān)理人的指示及時進行支護，保證圍巖及洞間巖柱穩(wěn)定。

3支護施工方法

噴錨支護視圍巖情況采取滯后開挖工作面1～3循環(huán)或緊跟，錨桿支護滯后開挖面約20～30m跟進。錨桿鉆孔：6m孔深以內采用手風鉆及造孔;孔深大于6m，采用鑿巖臺車造孔，水泥漿（砂漿）錨桿人工配合平臺車安插、注漿機注漿。采用小型濕噴機濕噴工藝，分層施噴砼。

3 1 錨桿施工

地下廠房錨桿數(shù)量較大，采用鑿巖臺車造孔為主，手風鉆、輕型潛孔鉆造孔配合，人工配合平臺車安插錨桿、注漿機注漿。

頂拱邊墻錨桿按先安裝錨桿后孔口封閉注漿的程序施工。

3 2噴混凝土施工

噴砼施工采用高壓風水聯(lián)合清洗巖面，平臺車配合人工掛網(wǎng)，8m3攪拌運輸車從洞外拌合站運料至工作面供料，噴錨采用小型濕噴機濕噴工藝作業(yè)。根據(jù)不同部位的設計厚度，一般分二至四層施噴。廠房穹頂掛網(wǎng)后第Ⅰ層噴厚3～5㎝，第Ⅱ層噴厚5～7㎝再掛網(wǎng)，第Ⅲ層噴厚5～10㎝，第Ⅳ層一般情況下作為復噴。

3 3鋼支撐施工

調壓室及對廠房、調壓室開挖的交通洞與廠房、調壓室相交的部位采用3～5榀鋼拱架鎖口。鋼支撐采取在洞外加工廠集中加工制作，洞內組裝而成。圓弧形工字鋼加工采用工字鋼彎曲機冷彎而成，并根據(jù)不同洞室、不同部位的需要，制作成不同的單元標準件，單元標準件端頭部位焊接連接鋼板，連接鋼板上設置螺栓孔，用于洞內現(xiàn)場安裝時的快速連接。每榀與每榀之間的連接鋼筋采用φ25鋼筋。

4支護施工工藝

4.1造孔

a、鉆頭選用要符合要求，鉆孔點有明顯標志，開孔的位置在任何方向的偏差均應小于100mm。b、錨桿孔的孔軸方向應滿足施工圖紙的要求。施工圖紙未作規(guī)定時，其系統(tǒng)錨桿的孔軸方向應垂直于開挖面;局部加固錨桿的孔軸方向應與可能滑動面的傾向相反，其與滑動面的交角應大于45■。鉆孔方位偏差不應大于5■，錨孔深度必須達到設計要求，孔深偏差值不大于50mm。鉆孔完成后用風、水聯(lián)合清洗，將孔內松散巖粉粒和積水清除干凈;c、對鉆孔的孔徑、孔向、孔深及孔清潔度進行認真檢查記錄。d、如果不需要立即插入錨桿，孔口應加蓋或堵塞予以適當保護，在錨桿安裝前應對鉆孔進行檢查以確定是否需要重新清洗。

4.2 鉆孔直徑

對于下傾的孔，主要選用“先注漿后安錨桿”的程序，則鉆孔直徑需大于錨桿直徑15mm以上;局部選用“先安錨桿后注漿”的程序，則鉆孔直徑須大于錨桿直徑25mm以上。

對于上仰的孔，主要采用“先安錨桿后注漿”的程序，并且鉆孔直徑大于錨桿直徑25mm以上。局部選用“先注漿后安錨桿”的程序，則鉆孔直徑需大于錨桿直徑15mm。

4.3錨桿的安裝及注漿

采用“先注漿后插錨桿”時應注意：a 、錨桿插送方向要與孔向一致，插送過程中要適當旋轉（人工扭送或管鉗扭轉）;b、錨桿插送速度要緩、均，有“彈壓感”時要作旋轉再插送，盡量避免敲擊安插。

采用“先安錨桿后注漿”時應注意：a、對于上仰的孔應有延伸到孔底的排氣管，并從孔口灌注水泥漿直到排氣管返漿為止。b、對于下傾的孔，注漿錨桿注漿管一定要插至孔底，然后回抽3～5㎝，送漿后撥漿管必須借漿壓，緩緩退出，直至孔口溢出（注漿管亦剛好自動退出）。c、封閉灌注的錨桿，孔內管路要通暢，孔口塞堵要牢靠。并從注漿管注漿直到孔口冒漿為止。d、灌漿過程中，若發(fā)現(xiàn)有漿液從巖石錨桿附近流出應堵填，以免繼續(xù)流漿。e、漿液一經(jīng)拌和應盡快使用，拌和后超過2h的漿液應予以拋棄。f、無論因任何原因發(fā)生灌漿中斷，應取出錨桿，并用壓力水在30min內對灌漿孔進行沖洗。如果在重新安裝時發(fā)現(xiàn)鉆孔被部分填塞，應從新鉆孔到規(guī)定的深度。g、注漿完畢后，在漿液終凝前不得敲擊、碰撞或施加任何其它荷載。

5總結

為了能有效地確保隧道開挖施工的安全性，以及防止圍巖的變形，需要對其采取有效的臨時支護措施。文章通過結合某隧道施工實例，對該隧道臨時支護提出可行的施工方法，為同類工程提供參考借鑒。

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（作者單位：四川省水利電力工程局有限公司）