長距離小斷面Ⅴ2類圍巖水工隧洞小導(dǎo)管超前支護(hù)方法
【專利摘要】一種長距離小斷面Ⅴ2類圍巖水工隧洞小導(dǎo)管超前支護(hù)方法，包括以下步驟：一、沿隧洞軸線的開挖掘進(jìn)方向在開挖工作面上，洞頂120°±10°范圍內(nèi)，按斜上15°±3°施打多根低環(huán)小導(dǎo)管，按斜上30°±6°施打多根高環(huán)小導(dǎo)管，低環(huán)小導(dǎo)管與高環(huán)小導(dǎo)管交錯布置；二、用注漿機對低環(huán)小導(dǎo)管和高環(huán)小導(dǎo)管進(jìn)行固頂注漿，使圍巖與低環(huán)小導(dǎo)管和高環(huán)小導(dǎo)管固結(jié)連成整體；通過上述步驟達(dá)到穩(wěn)固圍巖的作用。本發(fā)明通過小導(dǎo)管注漿，提高圍巖巖體的自身穩(wěn)定，抑制圍巖松弛變形；注漿漿體與周邊破碎巖體固結(jié)后形成一個整體的固結(jié)體，從而隨著連續(xù)施工形成了一個穩(wěn)固的超前固頂支護(hù)體系，確保其后續(xù)施工能夠在這個超前固頂支護(hù)體系的保護(hù)傘之下循序漸進(jìn)。
【專利說明】長距離小斷面V 2類圍巖水工隧洞小導(dǎo)管超前支護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及小導(dǎo)管超前支護(hù)領(lǐng)域，特別是一種長距離小斷面V 2類圍巖水工隧洞小導(dǎo)管超前支護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國水工隧洞工程建設(shè)領(lǐng)域，具備“小斷面”特征的水工隧洞恰巧又坐落在地質(zhì)條件極差的V 2類圍巖山體之內(nèi)時，其開挖施工過程中經(jīng)常會遇到塌方、滲水、卡鉆和爆破不成型等問題，甚至出現(xiàn)冒頂事故。而一旦事故發(fā)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(yán)重威脅著洞內(nèi)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(lián)線、爆破、排險、裝渣、運渣、支護(hù)、通風(fēng)、排水等)中，雖然都與施工安全有著一定的聯(lián)系，但最重要的還是支護(hù)施工工序。特別是其中的“超前固頂支護(hù)”對隧洞開挖掘進(jìn)的施工安全起著決定性的作用。
[0004]因此，對同時出現(xiàn)“小斷面”和“V 2類圍巖”這兩個特征的水工隧洞，總結(jié)出一套較為實用的超前固頂支護(hù)施工的工法很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種長距離小斷面V 2類圍巖水工隧洞小導(dǎo)管超前支護(hù)方法，安全度高，可以有效使得待挖洞段迅速形成安全掘進(jìn)的掌子面；同時也為后續(xù)其他工序施工留下了安全空間和高質(zhì)量的基礎(chǔ)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種長距離小斷面V 2類圍巖水工隧洞小導(dǎo)管超前支護(hù)方法，包括以下步驟:
一、沿隧洞軸線的開挖掘進(jìn)方向在開挖工作面上，洞頂120°±10°范圍內(nèi)，按斜上15° ±3°施打多根低環(huán)小導(dǎo)管,按斜上30° ±6°施打多根聞環(huán)小導(dǎo)管,低環(huán)小導(dǎo)管與聞環(huán)小導(dǎo)管交錯布置；
二、用注漿機對低環(huán)小導(dǎo)管和高環(huán)小導(dǎo)管進(jìn)行固頂注漿，使圍巖與低環(huán)小導(dǎo)管和高環(huán)小導(dǎo)管固結(jié)連成整體；
通過上述步驟達(dá)到穩(wěn)固圍巖的作用。
[0007]所述的低環(huán)小導(dǎo)管與高環(huán)小導(dǎo)管之間的間距為15 cm±5cm0
[0008]步驟二中，所述的低環(huán)小導(dǎo)管的最大環(huán)向固結(jié)厚度為Im ;所述的高環(huán)小導(dǎo)管的最大環(huán)向固結(jié)厚度為0.52m。
[0009]所述的各根低環(huán)小導(dǎo)管和高環(huán)小導(dǎo)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(shè)有調(diào)壓閥，在低環(huán)小導(dǎo)管和高環(huán)小導(dǎo)管和的外壁設(shè)有多個注漿孔。
[0010]本發(fā)明提供的長距離小斷面V 2類圍巖水工隧洞小導(dǎo)管超前支護(hù)方法，通過小導(dǎo)管注漿，顯著改善周邊圍巖的力學(xué)性能，提高圍巖巖體的自身穩(wěn)定，抑制圍巖松弛變形；注漿漿體與周邊破碎巖體固結(jié)后形成一個整體的固結(jié)體，大體為如圖3中所示120°的薄壁拱形結(jié)構(gòu)，固結(jié)體可以有效地阻斷后續(xù)爆破沖擊應(yīng)力對其上部巖體的擾動，從而隨著連續(xù)施工形成了一個穩(wěn)固的超前固頂支護(hù)體系，確保其后續(xù)施工能夠在這個超前固頂支護(hù)體系的“保護(hù)傘”之下循序漸進(jìn)。
[0011]對于V2類圍巖，如何進(jìn)行選擇并加以優(yōu)化是降低成本增加經(jīng)濟效益的關(guān)鍵，通過和以往施工案例的比對，本發(fā)明在施工中對通過對小導(dǎo)管長度及間距設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，尤其是采用高環(huán)小導(dǎo)管和低環(huán)小導(dǎo)管交錯的方式，在保證安全的前提下降低鋼管用量，較傳統(tǒng)同類小導(dǎo)管3.5m/根節(jié)約近43%，直接經(jīng)濟效益50.8萬元，綜合節(jié)約近208.5+50.8=259.3Jl 7X1 ο
[0012]同時，本發(fā)明的應(yīng)用，加快了工程施工進(jìn)度，減少材料消耗，進(jìn)一步縮短了隧洞固頂支護(hù)的循環(huán)時間，累計縮短支護(hù)時間56天，極大的節(jié)省了工程成本，符合國家節(jié)能工程要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1為本發(fā)明方法施工時的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明方法施工時的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明方法施工時的橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為本發(fā)明方法施工小導(dǎo)管注漿時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:開挖工作面1，低環(huán)小導(dǎo)管2，高環(huán)小導(dǎo)管3，開挖掘進(jìn)方向4，爆破后新的開挖工作面5，低環(huán)小導(dǎo)管終孔斷面6，高環(huán)小導(dǎo)管終孔斷面7，洞口 8，圍巖9，后續(xù)鋼拱架支護(hù)10，低環(huán)和高環(huán)小導(dǎo)管固頂邊線11，低環(huán)小導(dǎo)管固頂邊線12，儲漿筒13，注漿機14，調(diào)壓閥15，輸送軟管16，小導(dǎo)管17，注漿孔18，待固漿液19，設(shè)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(dǎo)管超前支護(hù)方法，包括以下步驟:
一、沿隧洞軸線的開挖掘進(jìn)方向4在開挖工作面I上，洞頂120° ±10°范圍內(nèi)如圖3中的Y角所示，按斜上15° ±3°施打多根低環(huán)小導(dǎo)管2，如圖2中的α角所示，按斜上30° ±6°施打多根聞環(huán)小導(dǎo)管3,如圖2中的β角所不,低環(huán)小導(dǎo)管2與聞環(huán)小導(dǎo)管3交錯布置；由圖1中可以看出，高環(huán)小導(dǎo)管終孔斷面7在低環(huán)小導(dǎo)管終孔斷面6之前；從圖
2、3中可以看出低環(huán)和高環(huán)小導(dǎo)管固頂邊線11在低環(huán)小導(dǎo)管固頂邊線12之上，這是因為注漿過程中存在漿液滲透。優(yōu)選的，所述的低環(huán)小導(dǎo)管2與高環(huán)小導(dǎo)管3之間的間距為15cm±5cm。如圖3中的E所示，其中低環(huán)小導(dǎo)管2之間的間距為30 cm±5cm，相應(yīng)地高環(huán)小導(dǎo)管3之間的間距也為30 cm±5cm。
[0019]二、用注漿機14對低環(huán)小導(dǎo)管2和高環(huán)小導(dǎo)管3進(jìn)行固頂注漿，使圍巖9與低環(huán)小導(dǎo)管2和高環(huán)小導(dǎo)管3固結(jié)連成整體；
所述的低環(huán)小導(dǎo)管2的最大環(huán)向固結(jié)厚度為lm，如圖2、3中的D所示；所述的高環(huán)小導(dǎo)管3的最大環(huán)向固結(jié)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(huán)小導(dǎo)管2和高環(huán)小導(dǎo)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(shè)有調(diào)壓閥15，在低環(huán)小導(dǎo)管2和高環(huán)小導(dǎo)管3和的外壁設(shè)有多個注漿孔18。
[0021]通過上述步驟達(dá)到穩(wěn)固圍巖的作用。
【權(quán)利要求】
1.一種長距離小斷面V 2類圍巖水工隧洞小導(dǎo)管超前支護(hù)方法，其特征是包括以下步驟: 一、沿隧洞軸線的開挖掘進(jìn)方向(4)在開挖工作面(I)上，洞頂120°±10°范圍內(nèi)，按斜上15° ±3°施打多根低環(huán)小導(dǎo)管(2),按斜上30° ±6°施打多根高環(huán)小導(dǎo)管(3),低環(huán)小導(dǎo)管(2)與高環(huán)小導(dǎo)管(3)交錯布置； 二、用注漿機(14)對低環(huán)小導(dǎo)管(2)和高環(huán)小導(dǎo)管(3)進(jìn)行固頂注漿，使圍巖(9)與低環(huán)小導(dǎo)管(2)和高環(huán)小導(dǎo)管(3)固結(jié)連成整體； 通過上述步驟達(dá)到穩(wěn)固圍巖的作用。
2.根據(jù)權(quán)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(dǎo)管超前支護(hù)方法，其特征是:所述的低環(huán)小導(dǎo)管(2)與高環(huán)小導(dǎo)管(3)之間的間距為15 cm±5cm0
3.根據(jù)權(quán)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(dǎo)管超前支護(hù)方法，其特征是:步驟二中，所述的低環(huán)小導(dǎo)管(2)的最大環(huán)向固結(jié)厚度為Im ;所述的高環(huán)小導(dǎo)管(3)的最大環(huán)向固結(jié)厚度為0.52m。
4.根據(jù)權(quán)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(dǎo)管超前支護(hù)方法，其特征是:所述的各根低環(huán)小導(dǎo)管(2)和高環(huán)小導(dǎo)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(shè)有調(diào)壓閥(15)，在低環(huán)小導(dǎo)管(2)和高環(huán)小導(dǎo)管(3)和的外壁設(shè)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(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)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