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黔中水利枢纽一期工程左岸帷幕灌浆工程 ZD1施工支洞进洞口段支护方案
左岸ZD1施工支洞进洞口段
支护方案
1. 概述
1.1. 概况
左岸ZD1施工支洞目前洞口明挖已基本到位，从明挖揭露情况来看，该支洞进洞口地理地质条件比较特殊，一方面覆盖层比较浅，属于浅埋段施工；另一方面进洞口又从一号支线公路下方穿过；并且支洞洞口顶部上方为1～2米厚的松散黄土，右侧部分岩石已溶蚀。
1.2. 整体思路
为确保施工安全和施工进度，加强围岩抗变形能力，防止出现垮塌事故，不影响一号支线公路交通运行，根据现场实际情况，施工支洞洞口段20米范围采用“管棚法”施工，同时全断面辅以钢支撑和锚喷网联合支护。本方案主要针对进洞口（K0+000～K0+020）施工进行叙述。
该段在施工时应严格按照“新奥法”工艺施工，强调“超前探测、超前支护、短进尺、弱爆破、少扰动、紧封闭、强支护、勤量测”的工艺要旨，确保围岩成洞稳定。施工中贯彻“稳扎稳打、步步为营、稳中求快”的指导思想，杜绝围岩塌方等重大事故，安全顺利地通过跨公路段。
2. 隧洞支护施工方案
2.1. 工艺流程
施工准备→钻管棚孔→管棚安装→管棚灌注水泥砂浆→超前小导管钻孔与安装→小导管预注浆→安第一榀钢支撑→固定好钢支撑并与管棚外露部分焊接→石方洞挖→素喷→锚杆支护→钢支撑安设→挂钢筋网→喷射混凝土支护→进入下一工作面施工 。
2.2. 支护措施
由于支洞洞口段地理位置特殊，地质条件差，难以成洞。该段采用管棚超前支护，同时辅以钢支撑和锚喷网联合支护，详见附图《ZD1施工支洞洞口段管棚法开挖支护图》。
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黔中水利枢纽一期工程左岸帷幕灌浆工程 ZD1施工支洞进洞口段开挖支护施工方案
2.2.1. 管棚
（1）管棚采用Φ60热轧无缝钢管，壁厚6mm，上下布置两层，两层间距50cm，支护范围拱顶180°，管棚孔径70mm，管棚长度为4米，搭接2米，上插角度8～10°，管棚环距30cm，为增大管棚刚度同时又能提高进洞口岩体的整体性，可将管棚做成花管，对管棚孔内灌注水泥砂浆。
（2）超前小导管预注浆
① 小导管采用32mm无缝钢管制作，壁厚4mm，长度为3m，每排搭接长度为2米。管壁每隔10～20cm交错钻眼，眼孔直径为6～8mm，作为灌浆孔。
② 沿隧道纵向开挖轮廓线向外以12°的外插角钻孔，支护范围顶拱和边墙，其中顶部穿插位于相临两根管棚之间，小导管环向间距为30cm。
③ 小导管注浆前，应对开挖面及5m范围内的坑道喷射厚为5～10cm混凝土进行封闭，注浆材料是水灰比为1：1的水泥浆。
④ 注浆压力应为0.5～1.OMPa。必要时可在孔口处设置止浆塞。止浆塞应能承受规定的最大注浆压力或水压。
⑤ 注浆后至开挖前的时间间隔不少于4h。开挖时应保留2.0 m的止浆墙，防止下一次注浆时孔口跑浆。 2.2.2. 钢支撑
钢支撑为Φ25钢筋做成的钢格栅，截面为20cm的正四边形，联系筋为Φ25螺纹钢，箍筋为Φ16钢筋，制作成洞门型，拱部与边墙分两节使用螺栓连接，底部与边墙焊接。钢支撑间距为50cm，每榀钢支撑下部布置四根Φ25，L=3m的锁脚锚杆。采用Φ25螺纹钢作为连接筋，连接筋间距为0.5m。钢支撑均与锚杆和管棚焊接，钢支撑在洞口钢筋加工厂加工。其制作要求如下：
（1） 加工做到尺寸准，确保弧型圆顺；钢筋焊接长度满足规范要求；焊接成型时，沿格栅拱架两侧对称进行，主筋中心与轴线重合，接头处相邻两节中心重合，连接孔位置准确。
（2） 钢筋格栅拱架加工先试后拼，检查有无扭曲现象，接头连接每榀之间可以互换，沿隧道周边轮廓误差＜3cm。
（3） 钢筋格栅拱架在加工厂分节加工制作，现场拼装。节间用螺栓连接，每榀钢架间通过用纵向钢筋联接形成整体，整体与锚杆头焊接，再喷混凝土。拱脚及腰部打锁脚
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黔中水利枢纽一期工程左岸帷幕灌浆工程 ZD1施工支洞进洞口段开挖支护施工方案
锚杆加固。
（4） 安装前首先测定洞轴线，确定高程，然后再测定其横向位置；钢筋格栅拱架设于曲线上时，安设方向为该点的法线方向；安设于直线上时，安设方向与线路中线垂直；每榀的位置定位准确，偏差小于±5cm，斜度＜2°。
（5） 运至现场的单元格栅拱架编号分节（单元）堆码，安设前对洞室断面尺寸进行检查，及时处理欠挖侵入净空部分，保证格栅拱架正确安设，安设拱脚或墙脚前，清除垫板下的松渣，将钢架置于原状岩石上，在软弱地段，拱脚下垫钢板或型钢。 （6） 钢筋格栅拱架安装间距为50cm，钢筋格栅拱架与岩壁之间紧贴，在安设过程中，当钢架与围岩之间有较大间隙时安设垫块，垫块数量不大于10个，两排钢架间沿周边每隔0.5m用Φ25的纵向钢筋联接，形成纵向连接系。拱脚高度不够时设置钢板调整。钢筋格栅拱架安装完成后，和接触的锚杆头焊接牢固，使之成为整体结构。为增强钢筋格栅拱架的承载能力，安装时，在钢架底脚垫一块钢板或型钢，以减少下沉量。钢筋格栅拱架安装尺寸严格按设计施工图执行，确保不侵入衬砌设计断面范围内。
（7） 钢筋格栅拱架安装后，立即喷射混凝土，钢筋格栅拱架与岩面之间的空隙须充填密实，覆盖后方可进行下一工序。 2.2.3. 系统锚杆
系统锚杆为Φ25，L=3m的砂浆锚杆，间排距1m*1m，梅花型布置，支护范围拱顶180°。 2.2.4. 钢筋网
挂网钢筋为Φ8钢筋网，网格尺寸20cm*20cm,钢筋网紧贴围岩布置。 2.2.5. 喷砼施工
喷射混凝土厚度20cm，强度等级C20。
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图2-1 隧道喷砼施工工艺框图
机具设备就位 检查隧洞开挖断面 原材料试验 检查试运转 凿除欠挖部分 配合比设计 喷面冲洗 试件制作 喷 射 砼 工程师批准 备 料 自 检 喷水养护
（1） 喷砼设备：
PZ-50型喷射机，350L型立式搅拌机，KL2-13/7空压机。 （2） 喷砼料：
①水泥P.O 32.5；②中砂粒径0.35～0.5mm；③碎石最大粒径15mm，满足级配要求；④速凝剂ZC--2。 （3） 喷砼配合比：
水泥：砂：石=1:2:2，水灰比为0.55，速凝剂掺量5%左右。 （4） 喷砼工艺：
采用湿喷施工（见图2-1）。 （5） 注意事项：
①喷射砼作业应先将洞壁松动的岩块及在拱脚与墙角处的岩屑与杂物清除，然后用高压风水将洞壁冲洗干净。
②在喷射混凝土之前，风、水、电应正常，对喷射机进行试运转。
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