長距離小斷面Ⅴ2類圍巖水工隧洞小導管超前支護方法
【專利摘要】一種長距離小斷面Ⅴ2類圍巖水工隧洞小導管超前支護方法，包括以下步驟：一、沿隧洞軸線的開挖掘進方向在開挖工作面上，洞頂120°±10°范圍內，按斜上15°±3°施打多根低環小導管，按斜上30°±6°施打多根高環小導管，低環小導管與高環小導管交錯布置；二、用注漿機對低環小導管和高環小導管進行固頂注漿，使圍巖與低環小導管和高環小導管固結連成整體；通過上述步驟達到穩固圍巖的作用。本發明通過小導管注漿，提高圍巖巖體的自身穩定，抑制圍巖松弛變形；注漿漿體與周邊破碎巖體固結后形成一個整體的固結體，從而隨著連續施工形成了一個穩固的超前固頂支護體系，確保其后續施工能夠在這個超前固頂支護體系的保護傘之下循序漸進。
【專利說明】長距離小斷面V 2類圍巖水工隧洞小導管超前支護方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及小導管超前支護領域，特別是一種長距離小斷面V 2類圍巖水工隧洞小導管超前支護方法。
【背景技術】
[0002]在我國水工隧洞工程建設領域，具備“小斷面”特征的水工隧洞恰巧又坐落在地質條件極差的V 2類圍巖山體之內時，其開挖施工過程中經常會遇到塌方、滲水、卡鉆和爆破不成型等問題，甚至出現冒頂事故。而一旦事故發生，由于小斷面限制的原因，無法布置逃生管，這將給事故處理和施救工作帶來極大的困難，嚴重威脅著洞內施工人員和工程本身的安全。
[0003]在V 2類圍巖隧洞開挖的各個施工工序(測量、鉆孔、裝藥、聯線、爆破、排險、裝渣、運渣、支護、通風、排水等)中，雖然都與施工安全有著一定的聯系，但最重要的還是支護施工工序。特別是其中的“超前固頂支護”對隧洞開挖掘進的施工安全起著決定性的作用。
[0004]因此，對同時出現“小斷面”和“V 2類圍巖”這兩個特征的水工隧洞，總結出一套較為實用的超前固頂支護施工的工法很有必要。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種長距離小斷面V 2類圍巖水工隧洞小導管超前支護方法，安全度高，可以有效使得待挖洞段迅速形成安全掘進的掌子面；同時也為后續其他工序施工留下了安全空間和高質量的基礎。
[0006]為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:一種長距離小斷面V 2類圍巖水工隧洞小導管超前支護方法，包括以下步驟:
一、沿隧洞軸線的開挖掘進方向在開挖工作面上，洞頂120°±10°范圍內，按斜上15° ±3°施打多根低環小導管,按斜上30° ±6°施打多根聞環小導管,低環小導管與聞環小導管交錯布置；
二、用注漿機對低環小導管和高環小導管進行固頂注漿，使圍巖與低環小導管和高環小導管固結連成整體；
通過上述步驟達到穩固圍巖的作用。
[0007]所述的低環小導管與高環小導管之間的間距為15 cm±5cm0
[0008]步驟二中，所述的低環小導管的最大環向固結厚度為Im ;所述的高環小導管的最大環向固結厚度為0.52m。
[0009]所述的各根低環小導管和高環小導管通過輸送軟管與注漿機連接，儲漿筒與注漿機連接，在輸送軟管上設有調壓閥，在低環小導管和高環小導管和的外壁設有多個注漿孔。
[0010]本發明提供的長距離小斷面V 2類圍巖水工隧洞小導管超前支護方法，通過小導管注漿，顯著改善周邊圍巖的力學性能，提高圍巖巖體的自身穩定，抑制圍巖松弛變形；注漿漿體與周邊破碎巖體固結后形成一個整體的固結體，大體為如圖3中所示120°的薄壁拱形結構，固結體可以有效地阻斷后續爆破沖擊應力對其上部巖體的擾動，從而隨著連續施工形成了一個穩固的超前固頂支護體系，確保其后續施工能夠在這個超前固頂支護體系的“保護傘”之下循序漸進。
[0011]對于V2類圍巖，如何進行選擇并加以優化是降低成本增加經濟效益的關鍵，通過和以往施工案例的比對，本發明在施工中對通過對小導管長度及間距設計進行優化，尤其是采用高環小導管和低環小導管交錯的方式，在保證安全的前提下降低鋼管用量，較傳統同類小導管3.5m/根節約近43%，直接經濟效益50.8萬元，綜合節約近208.5+50.8=259.3Jl 7X1 ο
[0012]同時，本發明的應用，加快了工程施工進度，減少材料消耗，進一步縮短了隧洞固頂支護的循環時間，累計縮短支護時間56天，極大的節省了工程成本，符合國家節能工程要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明:
圖1為本發明方法施工時的俯視結構示意圖。
[0014]圖2為本發明方法施工時的主視結構示意圖。
[0015]圖3為本發明方法施工時的橫斷面結構示意圖。
[0016]圖4為本發明方法施工小導管注漿時的結構示意圖。
[0017]圖中:開挖工作面1，低環小導管2，高環小導管3，開挖掘進方向4，爆破后新的開挖工作面5，低環小導管終孔斷面6，高環小導管終孔斷面7，洞口 8，圍巖9，后續鋼拱架支護10，低環和高環小導管固頂邊線11，低環小導管固頂邊線12，儲漿筒13，注漿機14，調壓閥15，輸送軟管16，小導管17，注漿孔18，待固漿液19，設計開挖線20，實際開挖線21。
【具體實施方式】
[0018]如圖f 3中，一種長距離小斷面V 2類圍巖水工隧洞小導管超前支護方法，包括以下步驟:
一、沿隧洞軸線的開挖掘進方向4在開挖工作面I上，洞頂120° ±10°范圍內如圖3中的Y角所示，按斜上15° ±3°施打多根低環小導管2，如圖2中的α角所示，按斜上30° ±6°施打多根聞環小導管3,如圖2中的β角所不,低環小導管2與聞環小導管3交錯布置；由圖1中可以看出，高環小導管終孔斷面7在低環小導管終孔斷面6之前；從圖
2、3中可以看出低環和高環小導管固頂邊線11在低環小導管固頂邊線12之上，這是因為注漿過程中存在漿液滲透。優選的，所述的低環小導管2與高環小導管3之間的間距為15cm±5cm。如圖3中的E所示，其中低環小導管2之間的間距為30 cm±5cm，相應地高環小導管3之間的間距也為30 cm±5cm。
[0019]二、用注漿機14對低環小導管2和高環小導管3進行固頂注漿，使圍巖9與低環小導管2和高環小導管3固結連成整體；
所述的低環小導管2的最大環向固結厚度為lm，如圖2、3中的D所示；所述的高環小導管3的最大環向固結厚度為0.52m，圖2、3中的C所示。
[0020]如圖4中，所述的各根低環小導管2和高環小導管3通過輸送軟管16與注漿機14連接，儲漿筒13與注漿機14連接，在輸送軟管16上設有調壓閥15，在低環小導管2和高環小導管3和的外壁設有多個注漿孔18。
[0021]通過上述步驟達到穩固圍巖的作用。
【權利要求】
1.一種長距離小斷面V 2類圍巖水工隧洞小導管超前支護方法，其特征是包括以下步驟: 一、沿隧洞軸線的開挖掘進方向(4)在開挖工作面(I)上，洞頂120°±10°范圍內，按斜上15° ±3°施打多根低環小導管(2),按斜上30° ±6°施打多根高環小導管(3),低環小導管(2)與高環小導管(3)交錯布置； 二、用注漿機(14)對低環小導管(2)和高環小導管(3)進行固頂注漿，使圍巖(9)與低環小導管(2)和高環小導管(3)固結連成整體； 通過上述步驟達到穩固圍巖的作用。
2.根據權利要求1所述的一種長距離小斷面V2類圍巖水工隧洞小導管超前支護方法，其特征是:所述的低環小導管(2)與高環小導管(3)之間的間距為15 cm±5cm0
3.根據權利要求1所述的一種長距離小斷面V2類圍巖水工隧洞小導管超前支護方法，其特征是:步驟二中，所述的低環小導管(2)的最大環向固結厚度為Im ;所述的高環小導管(3)的最大環向固結厚度為0.52m。
4.根據權利要求1所述的一種長距離小斷面V2類圍巖水工隧洞小導管超前支護方法，其特征是:所述的各根低環小導管(2)和高環小導管(3)通過輸送軟管(16)與注漿機(14)連接，儲漿筒(13)與注漿機(14)連接，在輸送軟管(16)上設有調壓閥(15)，在低環小導管(2)和高環小導管(3)和的外壁設有多個注漿孔(18)。
【文檔編號】E21D11/10GK103615257SQ201310617984
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】許韌初, 柳揚, 方文斌, 楊春紅 申請人:葛洲壩集團第五工程有限公司