地下洞室群开挖过程中的临时支护

杨聪明

摘要：本文通过厄瓜多尔TP水电站地下厂房开挖施工实例，对地下洞室群开挖支护施工方法和支护施工工艺进行了阐述，以供参考。

关键词：隧道施工;软弱围岩;临时支护

1工程慨况

厄瓜多尔TP水电站（以下简称“项目”）位于安第斯山脉西麓，行政区域属于皮钦查省，项目地点距离首都基多约80公里，在当地的两条河流—Pilaton河及Toachi河分别修建一座电站。该项目业主—厄瓜多尔托阿比水电公共公司（HIDROTOAPI  E.P.）是一家国有公司，负责本项目的开发建设。整个项目由土建和机电设备两部分组成，其中由中国公司承建的是土建工程;合同工期1340天，维护期6个月。

本项目包括2个梯级水电站。主要建筑物有：一级电站引水隧洞、二级电站引水隧洞、混凝土重力坝、取水建筑物、2个地下厂房，2座变电站。

2地下厂房开挖施工特点

2.1地下厂房开挖断面尺寸和跨度较大，边墙开挖高度较高，且洞与洞相贯部位较多。为保证地下厂房的整体稳定，严格按设计要求和监理人的指示及时进行支护，保证围岩及洞间岩柱稳定。

2.2地下厂房三层以下各层开挖过程中，为减小爆破对高边墙围岩的影响，同时保证边墙的成型质量，边墙采取预留保护层开挖方式（视围岩情况或预裂爆破）。一般采取的开挖程序为：①中槽楔形掏槽→②中槽开挖→③保护层开挖→④边墙光面爆破;开挖采用控制爆破技术，严格控制装药量，使爆破对边墙的影响减少到最低限度;安装间、机坑岩台预留保护层水平光爆开挖，机坑底部预留保护层开挖，保证水平建基面岩石的完整性。

2.3地下厂房与洞交叉及厂房高边墙部位开挖时，采取合理的施工程序，保证洞室围岩和高边墙的稳定。具体程序如下：

2.3.1在高边墙开挖至厂房交通洞、尾水支洞扩散段洞室的交叉部位前，厂房交通洞、尾水支洞扩散段应开挖完成，并贯入厂房1～2m，做好锁口锚喷支护。

2.3.2 对地下厂房与压力管道交叉部位，在掘进前按设计要求做好锁口和超前支护，以确保安全。

其中地下厂房开挖断面尺寸和跨度较大，边墙开挖高度较高，且洞与洞相贯部位较多。为保证地下厂房的整体稳定，严格按设计要求和监理人的指示及时进行支护，保证围岩及洞间岩柱稳定。

3支护施工方法

喷锚支护视围岩情况采取滞后开挖工作面1～3循环或紧跟，锚杆支护滞后开挖面约20～30m跟进。锚杆钻孔：6m孔深以内采用手风钻及造孔;孔深大于6m，采用凿岩台车造孔，水泥浆（砂浆）锚杆人工配合平台车安插、注浆机注浆。采用小型湿喷机湿喷工艺，分层施喷砼。

3 1 锚杆施工

地下厂房锚杆数量较大，采用凿岩台车造孔为主，手风钻、轻型潜孔钻造孔配合，人工配合平台车安插锚杆、注浆机注浆。

顶拱边墙锚杆按先安装锚杆后孔口封闭注浆的程序施工。

3 2喷混凝土施工

喷砼施工采用高压风水联合清洗岩面，平台车配合人工挂网，8m3搅拌运输车从洞外拌合站运料至工作面供料，喷锚采用小型湿喷机湿喷工艺作业。根据不同部位的设计厚度，一般分二至四层施喷。厂房穹顶挂网后第Ⅰ层喷厚3～5㎝，第Ⅱ层喷厚5～7㎝再挂网，第Ⅲ层喷厚5～10㎝，第Ⅳ层一般情况下作为复喷。

3 3钢支撑施工

调压室及对厂房、调压室开挖的交通洞与厂房、调压室相交的部位采用3～5榀钢拱架锁口。钢支撑采取在洞外加工厂集中加工制作，洞内组装而成。圆弧形工字钢加工采用工字钢弯曲机冷弯而成，并根据不同洞室、不同部位的需要，制作成不同的单元标准件，单元标准件端头部位焊接连接钢板，连接钢板上设置螺栓孔，用于洞内现场安装时的快速连接。每榀与每榀之间的连接钢筋采用φ25钢筋。

4支护施工工艺

4.1造孔

a、钻头选用要符合要求，钻孔点有明显标志，开孔的位置在任何方向的偏差均应小于100mm。b、锚杆孔的孔轴方向应满足施工图纸的要求。施工图纸未作规定时，其系统锚杆的孔轴方向应垂直于开挖面;局部加固锚杆的孔轴方向应与可能滑动面的倾向相反，其与滑动面的交角应大于45■。钻孔方位偏差不应大于5■，锚孔深度必须达到设计要求，孔深偏差值不大于50mm。钻孔完成后用风、水联合清洗，将孔内松散岩粉粒和积水清除干净;c、对钻孔的孔径、孔向、孔深及孔清洁度进行认真检查记录。d、如果不需要立即插入锚杆，孔口应加盖或堵塞予以适当保护，在錨杆安装前应对钻孔进行检查以确定是否需要重新清洗。

4.2 钻孔直径

对于下倾的孔，主要选用“先注浆后安锚杆”的程序，则钻孔直径需大于锚杆直径15mm以上;局部选用“先安锚杆后注浆”的程序，则钻孔直径须大于锚杆直径25mm以上。

对于上仰的孔，主要采用“先安锚杆后注浆”的程序，并且钻孔直径大于锚杆直径25mm以上。局部选用“先注浆后安锚杆”的程序，则钻孔直径需大于锚杆直径15mm。

4.3锚杆的安装及注浆

采用“先注浆后插锚杆”时应注意：a 、锚杆插送方向要与孔向一致，插送过程中要适当旋转（人工扭送或管钳扭转）;b、锚杆插送速度要缓、均，有“弹压感”时要作旋转再插送，尽量避免敲击安插。

采用“先安锚杆后注浆”时应注意：a、对于上仰的孔应有延伸到孔底的排气管，并从孔口灌注水泥浆直到排气管返浆为止。b、对于下倾的孔，注浆锚杆注浆管一定要插至孔底，然后回抽3～5㎝，送浆后拨浆管必须借浆压，缓缓退出，直至孔口溢出（注浆管亦刚好自动退出）。c、封闭灌注的锚杆，孔内管路要通畅，孔口塞堵要牢靠。并从注浆管注浆直到孔口冒浆为止。d、灌浆过程中，若发现有浆液从岩石锚杆附近流出应堵填，以免继续流浆。e、浆液一经拌和应尽快使用，拌和后超过2h的浆液应予以抛弃。f、无论因任何原因发生灌浆中断，应取出锚杆，并用压力水在30min内对灌浆孔进行冲洗。如果在重新安装时发现钻孔被部分填塞，应从新钻孔到规定的深度。g、注浆完毕后，在浆液终凝前不得敲击、碰撞或施加任何其它荷载。

5总结

为了能有效地确保隧道开挖施工的安全性，以及防止围岩的变形，需要对其采取有效的临时支护措施。文章通过结合某隧道施工实例，对该隧道临时支护提出可行的施工方法，为同类工程提供参考借鉴。

参考文献：

[1]周笑，彭阳.浅埋大跨度隧道施工阶段临时支护安全性分析[J].四川建筑科学研究，2012，（05）：55-56.

[2]赵磊，王栋.浏阳河浅埋大跨度隧道临时支护安全性分析[J].路基工程，2010，（12）：38-41.

[3]董新平.某大跨度隧道支护破坏原因分析[J].现代隧道技术，2011，（08）：80-82.

（作者单位：四川省水利电力工程局有限公司）