水利水电工程建筑(8)
2013-08-19 01:12
导读：第三节隧洞喷锚支护 是采用喷射砼、钢筋锚杆、钢筋网对洞室围岩进行单独或联合支护的统称。 钢筋砂浆锚杆，可在钻孔内先注入砂浆后插入锚杆，或先
第三节 隧洞喷锚支护
是采用喷射砼、钢筋锚杆、钢筋网对洞室围岩进行单独或联合支护的统称。
钢筋砂浆锚杆，可在钻孔内先注入砂浆后插入锚杆，或先插锚杆后注入砂浆，待砂浆凝结硬化后即形成钢筋砂浆锚杆。
喷射砼水泥用量较大，而且又掺有速凝剂，所以凝结硬化快，必须加强养护。一般在喷射砼后1～2小时即开始洒水养护，洒水次数一保持砼有足够的湿润状态为宜，养护时间不小于7～14天。
实践篇
云鹏电站引水隧洞开挖及支护。
云鹏电站引水隧洞岩性为长石石英砂岩与灰质粉砂质泥岩互层，进口段岩体完整性较差~很差，其余较好。在地下水位以下，统筹安排化整为零，以新奥法为依据，喷锚支护按期完成任务。
就云鹏电站引水隧洞最乐观的安排是采用隧洞掘进机。其原因为：①在条件适合情况下，掘进速度快，本电站引水隧洞沿线地表坡度30～40°，有零星基岩出露，大部分坡表被第四系覆盖，厚度约5m，被5#冲沟口切割，但深度不大，除进、出口段外，隧洞埋深多在15～45m间。
引水隧洞沿线穿过三叠系上统鸟格组上段T3地层，岩性为长石石英砂岩与灰质粉砂质泥岩互层，薄~中厚层状结构岩层产状N60°～70°W，SW∠70～80°，以弱、微风化岩石为主。沿线穿过1条Ⅱ级结构面（F13），3条Ⅲ级结构面（F14、F15、F16），此外层间挤压面较为发育。
隧洞进水口段，地形相对较为平缓，表面坡积层2～4m，全风化底界埋深34.24m，强风化底界埋深60.4m，弱风化底界埋深80.14m，全、强风化层较厚。进水口最大开挖深度约40m，基础地基为强风化岩体，该地段岩层陡倾角向坡外，且强风化岩体结构面松弛，节理连通性好，抗剪强度较底，洞脸边坡稳定条件差，需加强支护处理，除引水隧洞进、出口段岩体完整性较差～很差，其余洞段岩体完整性一般较好。所有洞段均在地下水位以下。
（科教作文网http://zw.NSEaC.com编辑发布） 采用掘进机开挖隧洞的速度可比钻爆法快50%以上。
②开挖洞壁光滑，糙率低，其曼宁糙率系数约在0.0154～0.016之间，更相当于钻爆法不加衬砌洞室糙率系数的一半左右。因此水头损失也比钻爆法所需断面的70%左右。
③减少支护及衬砌工程量。洞型多为光滑圆形，有利于围岩稳定，对围岩的破坏远小于钻爆法。
④掘进机采用电力驱动，无爆破后的烟尘废气，而且多数可用电瓶车牵引出渣，无内燃机废气。一般单头掘进可达10～12km，节省施工支洞及进路，缩短了工期。
⑤对围岩及地面建筑物施工较小，不产生爆破需动，对多洞近距离开挖有利。本电站三条隧洞间距仅11m左右。
此起彼伏，尽管掘进机是代表最先进的生产力，但对于现实及特殊地区、将出现如下缺点：①设备比较复杂，价格较贵，安装费时，对于洞长较短时，采用掘进机并不经济。当洞径为3～4m时，使用掘进机的洞长不宜短于2～3km；洞径若为4～7m，则不宜短于4～5km。而本电站最长引水随洞为272.332m，开挖洞径6～7m；②采用掘进机要求较大的曲率半径，因为整套掘进机机身长度较大，一般达16～20m，加之机后联接的辅助设备限制了转弯半径不能小于150～450m；③采用掘进机施工，洞径变化不能太大，掘进机直径可由1.2m到12m，对于一定的掘进机设备，其洞径变化不能大于+-10%；④岩石条件合适时才能发挥掘进机的效能。实践证明，坚硬多节理的岩体对掘进机工作不利，速度减慢，刀具磨损严重。在这方面，本工程满足要求；⑤运输及维修工作较复杂，其设备大、长、重，对运输及维修有特殊要求；⑥初期设备投资大，国外开挖洞径为2.4m隧洞，掘进机施工费用为钻爆法的88%，但设备费为钻爆法的3～4倍左右。
据本工程地形、不能满足要求。因此，本工程放弃了掘进机，而采用钻爆法。
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第一章 钻爆开挖
通过钻孔、装药、引爆炸药而破碎岩土介质的地下隧洞的开挖，称钻爆法。
地下隧洞钻爆开挖施工前一般须作好以下工作：1.详细了解、地质情况，作出洞线方向岩体质量评价及等级划分，掌握洞线方向岩体结构产状，如断层节理、破碎带等地质缺陷的性质；2.据凿岩机械、爆破器材性能条件选择开挖方法；3.开挖断面上（工程界称掌子面）的钻孔布置，包括孔数、深度、方位，不同类型钻孔参数的设计；4.装药量、装药结构的设计。
本电站引水隧洞分上平段、下平段、中间斜井段，其钻爆开挖方法亦有不同。
一.平洞段开挖
其开挖方法的选定，主要是依据地质条件，断面大小，施工机械的作业高度和范围。据本工程实际情况采用全断面开挖法，就是在整个设计断面上一次钻爆实现一个进尺的开挖方法。特点是施工净空大，可布置大型高效施工机械，便于机械化施工，施工组织比较简单。对于一个进尺深度的岩体爆破而言，炸药用量多于分部开挖的用量，因此爆破震动的相对也较大，但完成一个进尺深度的开挖需要多次钻爆，对围岩的扰动次数增多。
全断面开挖之后，如支护不及时，则围岩变位往往较大，因此对中软质且裂隙发育的岩体的围岩稳定不利；若能采取合理的技术措施，严格遵循开挖与支护协调进行，在中软质岩体中进行较大断面的全断面开挖，也是可行的。
全断面开挖对洞轴线方向岩体性状的预见性较差，这就要求事先做好地质勘测工作。
二.斜井开挖
