引洮供水二期工程较差围岩隧洞施工中的安全支护分析

甘成功

摘要：因为在引洮供水二期工程中隧洞沿线较常遇到Ⅳ、Ⅴ类围岩，所以必须要做好其安全支护工作，以确保整体隧洞施工的安全与进度。所以，文将结合引洮供水二期工程具体施工实例，对较差围岩隧洞施工中的安全支护施工方法与技术进行分析与探讨，以供参考。

关键词：引洮供水二期工程；较差围岩隧洞；施工；安全；支护

一、工程概述

引洮供水工程是以已建成的九甸峡水利枢纽为水源，从洮河流域调水到严重干旱缺水的甘肃省中部干旱地区11个国家扶贫重点县，解决该地区极其困难的城镇生活和工业用水、农村人畜饮水、农业灌溉和生态用水的大型调水工程。引洮供水二期工程供水范围为定西市安定区、陇西县、通渭县，白银市会宁县，天水市武山县、甘谷县、秦安县及平凉市静宁县4市8个县区97个乡镇1692个行政村，供水县城4个（通渭、会宁、秦安、静宁），建设内容包括1条总干渠，长95.091km；6条干渠（四～九干渠）及2条分干渠，总长299.968km（其中：干渠总长254.719km，分干渠总长45.249km）；18条供水管（渠）线，总长176.471km（包含三座加压提水泵站）。我公司承建第1标段

二、引洮供水二期工程较差围岩隧洞施工中的安全支护

K0+020～K0+480隧洞沿线Ⅳ、Ⅴ类围岩占的比例较大，为防止隧洞在施工开挖过程中出现塌方，所以需要采取安全支护来确保施工安全。在本标段工程中常用的支护方式主要有系统锚杆和随机锚杆、喷混凝土和网喷混凝土，小导管预注浆、钢拱架和钢支撑等强支护。

（一）普通锚杆施工

一般情况下，砂浆锚杆施工工艺流程主要为布孔定位→钻孔→冲洗、检查→注浆→插锚杆。第一，在实际施工过程中，锚杆预先在洞外按设计要求加工制作，锚杆台车造孔，采取人工方式进行安装。其中需要注意是，务必要根据设计参数来实施锚杆钻孔，确保其与标准要求相符后，采取高压风水将孔内粉尘以及污水清除干净。在埋设锚杆过程中需要使用“水泥基药卷锚杆”开展作业，首先使用注浆机来注满孔内砂浆，其次，使用钻机来对锚杆进行冲击，且慢慢插入锚杆，随后堵塞孔口。

第二，實施挂网施工。挂网一般在先喷混凝土一次后施工。钢筋网编织采用现场编织，先按2～3m间距编织纵向和横向钢筋，与锚杆焊在一起，再按设计的网格间距编织纵向和横向钢筋，钢筋网用扎丝捆扎。钢筋网与岩面间设垫块，保证喷护时将钢筋网全部包裹起来。挂网验收后，及时喷混凝土覆盖。

（二）喷射混凝土施工

第一，在正式开始施工前需要开展外加剂、材料试验。在开展作业前，需要严格试验将要使用的锚杆、外加剂以及胶凝材料，确保材料质量达标后方可以将其投入到施工当中。第二，完善相应准备工作。确保准备齐全所需供水、供风管路，照明、通风设备，喷射机以及施工材料等都以到位，且经过检查与试运行后确保其性能良好。第三，采取高压风水枪来对现场喷射面进行冲洗与清理。如若喷射面存在滴水部位，则需要将导水管进行埋设用以确保排水通畅。处理完成后需要将实际喷射厚度标志进行埋设。第四，实施喷射混凝土作业。通常采取的是干喷法来进行，与拌合楼处拌制喷射料，且用自卸汽车将其运输到作业现场。往喷射嘴中添加粉状速凝剂，且按照由下至上的顺序来分段分片进行混凝土喷射，控制每次喷射厚度在35cm范围内，确保在上一层混凝土终凝后方可实施下一层作业。且在二次喷射前先用风、水清洗喷射面，喷射作业紧跟开挖作业施工。喷混凝土初凝3小时后再使用120型的挖掘机开挖。

（三）注浆锚杆施工

第一，在对锚杆进行布设过程中务必要切实根据设计图纸来进行，在钻孔时需要采取凿岩机或是锚杆台车来完成，成孔后实施清孔作业。往孔底插入安装好锚头的中空注浆锚杆，且将螺母、垫板以及止浆塞安装完毕，随后与注浆管联结，在尾部采取注浆泵往孔内注浆，通常是使用水泥砂浆作为浆液，把控注浆压力在0.31.0MPa范围内，由上至下逐根进行注浆。注浆完毕后往钻孔内塞入止浆塞，且采取速凝水泥封孔。第二，为了有效避免串浆情况出现，则能够进行跳大施工，也就是先对奇数孔序进行施工，然后在对偶数孔序进行施工。第三，如若有串浆清空出现，则可以采取分浆器，采用相同注浆泵来对数根锚杆进行注浆，需要同时完成注浆孔和串浆孔注浆工作。第五，如若出现大量漏浆情况出，则应当要坚持如下原则来实施处理：采用低压、浓浆、限流、限量、间歇注浆的方法进行灌注或注入其他充填料先堵大通道再采取第一种方法进行处理。

（四）超前小导管施工

本工程Ⅴ类围岩采用I16钢架配合超前小导管支护。导管采用Φ42无缝钢管，每节长度为3m，其打设仰角为7°～9°，小导管前端做成尖锥形，尾部焊接Φ12钢筋加劲箍，管壁每隔15cm梅花形钻眼，眼孔直径6～8mm，尾部30cm作为不钻孔的止浆段。成孔后将小导管按设计要求插入孔中，外漏20cm支撑于开挖面后的钢架上与钢架同时构成预支护体系。开挖掌子面根据开挖地质条件采用喷C20混凝土进行封闭，喷射厚度5cm。在实施钻深孔操作过程需要注意以下几点内容：1）使用液压钻孔台车施钻深孔，使用钻杆长度为4.3m。钻孔孔径大于钢管孔径3～5mm选择钻杆。钻孔时随着孔深的增长，需要对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调，严格控制推力；2）为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性，钻杆联接套应与钻杆同材质，两端加工成内螺扣，联接套的最小壁厚≥10mm。为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下，上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时，应把扶直器套在钻杆上，随钻杆钻进向前平移。3）台车就位固定后，由测量工站在台车臂托篮上准确画出钻孔位置。

三、结语

通过引洮供水二期工程施工实践发现，对于较差围岩隧洞施工中采取普通锚杆、喷射混凝土、注浆锚杆以及超前小导管等安全支护施工能够有效确保掘进与施工的安全与效率，但是在实际施工过程中，还需要能够结合具体地质情况来采取相应安全支护方式。

参考文献：

[1]白涛.引洮供水隧洞工程出口段开挖及支护技术[J].山西水利科技，2012（2）：4749.

[2]王顺平.引洮供水工程隧洞衬砌加固研究[J].河南农业，2016（11）：9293.