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　　措施進(jìn)行闡述，主要從錨桿施工、原材料的控制、施工機(jī)具、混合料的配合與拌制，噴射前的準(zhǔn)備工作、噴射作業(yè)、安全技術(shù)，施工要點(diǎn)等幾方面進(jìn)行論述，供同類(lèi)隧洞工程施工時(shí)參考和借鑒。

 

　　西吉縣“固西引水工程”位于寧夏南部的固原市原州區(qū)與西吉縣之間，地處東經(jīng)105°20′～106°04′，北緯35°35′～36°14′之間，旨在解決西吉縣城的飲用水缺水問(wèn)題及供水管線(xiàn)沿線(xiàn)部分農(nóng)村居民的安全飲水問(wèn)題，屬跨流域調(diào)水。履蓋范圍包括西吉縣、原州區(qū)的兩縣（區(qū)）6個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）29個(gè)行政村、118個(gè)自然村；現(xiàn)狀年2005年受益總?cè)丝?.47萬(wàn)人，規(guī)劃年2020年人口13.42萬(wàn)人。設(shè)計(jì)水平年年調(diào)水量132萬(wàn)m3，工程設(shè)計(jì)日平均調(diào)水規(guī)模3616m3/d，年實(shí)際引水流量45.66L/s。干管管道累計(jì)全長(zhǎng)81.6km。干管共布置各類(lèi)建筑物102座，其中揚(yáng)水泵站1座，，隧洞1座，總長(zhǎng)470m；防洪工程17處，過(guò)路建筑物22座，高位蓄水池1座(2000m3)，蓄水前池1座(2000m3)，分水井22座，檢查井（排氣井、排污井）37座。

 

　　庫(kù)房溝隧洞是“固西引水工程”的重點(diǎn)工程，也是制約全線(xiàn)貫通的“瓶頸”工程。隧洞全長(zhǎng)470.0m，比降為1/1000，隧洞斷面形式選擇了馬蹄形，隧洞斷面尺寸按最小施工要求確定，底寬1.7m，最大寬度1.91m，凈高1.92m。隧洞洞室采用全段面襯砌，襯砌結(jié)構(gòu)為C20預(yù)制鋼筋砼三鉸拱片，抗?jié)B標(biāo)號(hào)為W4，抗凍標(biāo)號(hào)為F100。隧洞橫斷面超挖尺寸按0.2m控制，超挖部分用C10砼回填。拱片安裝完后，進(jìn)行回填灌漿。隧洞地層巖性為第四系上更新統(tǒng)（Q3m）黃土及第三系紅柳組溝泥巖，毛洞自穩(wěn)差，設(shè)計(jì)采用邊掘進(jìn)邊砌護(hù)的方法施工。在隧洞進(jìn)口向里開(kāi)挖了約100m時(shí)，發(fā)現(xiàn)由于圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育，遇到軟弱夾層，流砂、涌水等復(fù)雜多變的地質(zhì)條件，洞室工作面及洞頂泥巖出現(xiàn)嚴(yán)重坍方及掉塊現(xiàn)象，坍方嚴(yán)重堵塞工作面，施工單位及時(shí)采取了木垛支護(hù)的方法，但效果不佳。后經(jīng)設(shè)計(jì)單位現(xiàn)場(chǎng)查勘，提出了采用錨噴支護(hù)措施對(duì)開(kāi)挖的隧洞進(jìn)行初期支護(hù)，并成功地對(duì)軟弱夾層圍巖段進(jìn)行支護(hù)。

 

　　二、工程地質(zhì)

 

　　場(chǎng)地地貌單元屬黃土丘陵地貌，隧洞穿越處呈梁峁地貌，黃土覆蓋較厚，沖溝發(fā)育。主要有第四系上更新統(tǒng)（Q3m）黃土，第三系紅柳溝組（N1h）泥巖。第四系上更新統(tǒng)馬蘭組（Q3m）黃土，土黃色，硬塑～堅(jiān)硬狀態(tài)，中～高壓縮性，可見(jiàn)大孔隙，垂直節(jié)理發(fā)育，具濕陷性，濕陷層厚度在10～6m之間。第三系紅柳溝組（N1h）泥巖，紫紅色，堅(jiān)硬。

 

 

　　1、錨桿的施工

 

　　(1)根據(jù)《錨桿噴射砼支護(hù)技術(shù)規(guī)范》GB50086—2001有關(guān)要求，錨桿孔應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和圍巖情況，定出孔位，做出標(biāo)記。確定孔深為0.8—1.0m。

 

　　（2）錨桿為砂漿錨桿，錨桿桿體選用φ22螺紋鋼，錨頭分別為250mm鍛扁后劈扭轉(zhuǎn)成左旋麻花狀。并焊φ36mm的擋圈。砂子采用中細(xì)砂，粒徑大小于2.0mm，并應(yīng)過(guò)篩。水泥砂漿配合為1：1—1：1.2，水灰為0.4。

 

　　(3)注漿利用注漿器，壓力控制在0.2Mpa，將砂漿壓入錨孔，注漿完畢后插入錨桿。必要時(shí)用楔子填塞毛孔，以防桿體脫落或砂漿溢出。

 

　　(4)由于該段隧洞圍巖為Ⅴ級(jí)及洞穴較多，應(yīng)先噴砼，再安裝錨桿，并應(yīng)在錨桿孔鉆完后及時(shí)安裝錨桿桿體。

 

　　(5)邊拆除支架，邊安裝砂漿錨桿，以加固隧洞的拱部和側(cè)墻。

 

　　2、噴射砼施工

 

　　(1)準(zhǔn)備工作：開(kāi)始噴射作業(yè)之前，應(yīng)塔設(shè)腳手架清除松動(dòng)巖塊。用高壓風(fēng)清除浮渣、巖粉以及其他呈疏松狀的堆積物。用水或空壓機(jī)送風(fēng)，將受?chē)娒鏇_洗干凈。并搭設(shè)操作平臺(tái)，配備相應(yīng)的照明設(shè)備，以利于噴射作業(yè)。

 

　　(2)應(yīng)埋設(shè)控制砼厚度的標(biāo)志，用鋼筋先打入巖面，噴射砼厚度為5cm。

 

　　3、原材料的控制

 

　　（1）水泥選用中寧賽馬42.5R抗硫水泥，砂子選用莧麻河黑城河砂，細(xì)度模數(shù)為2.6，砂子含水率為5-7%，石子粒徑為15mm的粉碎石。

 

　?。?）速凝劑應(yīng)用紅星一型粉末狀速凝劑，摻量為水泥重量的2-4%，噴邊墻時(shí)可減少2%或不摻，噴頂拱時(shí)可摻到5-6%。

 

　　4、混合料的配合比與拌制

 

　?。?）配合比應(yīng)滿(mǎn)足C20砼強(qiáng)度和噴射工藝要求，根據(jù)相關(guān)工程實(shí)例并做試驗(yàn)，確定水泥：砂：石=1：2.5：2(重量比)，砂率為50-60%，水灰比控制在0.4-0.5左右，由噴射手憑經(jīng)驗(yàn)控制。

 

　?。?）應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的配合比控制，原則上應(yīng)隨用隨拌，但為了保持噴射的連續(xù)性，可以現(xiàn)存一部分混合料。對(duì)不摻速凝劑的砼的存放時(shí)間，不宜超過(guò)2小時(shí)，若摻有速凝劑，則不宜超過(guò)20分鐘。

 

　　（3）混和料的拌制采用350L的自落式攪拌機(jī)，攪拌時(shí)間不得小于120s，若摻有速凝劑時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，攪拌時(shí)間應(yīng)達(dá)到180s以上。

 

　　（4）噴射砼拌制后，應(yīng)及時(shí)檢查砼的質(zhì)量，測(cè)定其坍落度，坍落度宜控制在8-12cm之間。

 

　　5、噴射作業(yè)

 

　　（1）噴身作業(yè)應(yīng)分段分片依次進(jìn)行，在每一段高內(nèi)應(yīng)分為2m的小段。噴射順序應(yīng)自下而上，分層噴射時(shí)，后一層噴射應(yīng)在前一層砼終凝后進(jìn)行。若由于其它因素，終凝1小時(shí)后再進(jìn)行噴射時(shí)，應(yīng)先用風(fēng)、水清洗噴層表面，使其兩層之間良好結(jié)合。

 

　　（2）噴射機(jī)選用鄭州康達(dá)支護(hù)技術(shù)有限公司生產(chǎn)的CPS2000型噴射機(jī)，生產(chǎn)能力5m3/h，輸料管內(nèi)徑50mm。正式作業(yè)前應(yīng)檢查和試運(yùn)轉(zhuǎn)，作業(yè)的順序是：先送風(fēng)，再通電，后上料；停機(jī)時(shí)：先停料，再停電，最后切斷風(fēng)源，關(guān)閉壓縮機(jī)。開(kāi)機(jī)過(guò)程中，應(yīng)保持工作風(fēng)壓的穩(wěn)定，工作風(fēng)壓控制在0.15Mpa。當(dāng)垂直輸送時(shí)，每提高1m，增加風(fēng)壓0.002~0.003Mpa，噴射作業(yè)完畢或因故中斷噴射后，應(yīng)及時(shí)將噴射機(jī)和輸料管內(nèi)的料清除干凈。

 

　　（3）噴射的幾個(gè)參數(shù)控制：1）掌握好噴頭方向，使其垂直于受?chē)娒?，噴射距離為0.8—1.0m時(shí)，粉塵較多，控制在0.3—0.4m時(shí)效果好，并注意巖面的起伏情況，保證噴層厚度和提高層面的平整度和均勻性。2）噴頂拱時(shí)，壓力控制在0.2Mpa，噴邊墻時(shí)，壓力控制在0.16Mpa，且減少了噴射砼的回彈率，邊墻不大于15%，拱部不大于25%，開(kāi)始試噴時(shí)，回彈率達(dá)到50%，經(jīng)在噴頭處控制含水量10%，且改變噴射距離在0.3~0.4m時(shí)，收到較好的噴射效果。

 

　　6、噴射砼養(yǎng)護(hù)與冬季施工：噴射砼終凝2h后，應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于7天。氣溫低于+5℃時(shí)，不得噴水養(yǎng)護(hù)。冬季施工，噴射作業(yè)區(qū)的氣溫不應(yīng)低于5℃。為此，對(duì)噴射作業(yè)區(qū)和拌料區(qū)進(jìn)行保溫搭設(shè)暖棚，掛設(shè)溫度計(jì)，每日觀測(cè)5次，使其溫度不低于+5℃。保證噴射砼的作業(yè)和質(zhì)量。

 

　　7、安全技術(shù)

 

　　（1）施工前應(yīng)認(rèn)真檢查和處理噴錨支護(hù)作業(yè)區(qū)的危石，施工機(jī)具應(yīng)布置在安全地帶。

 

　　（2）鋪?zhàn)o(hù)支護(hù)必須緊跟開(kāi)挖工作面，砼終凝到下一循環(huán)放炮時(shí)間，應(yīng)大于8小時(shí)。

 

　　（3）噴射作業(yè)中，應(yīng)有專(zhuān)職安全員隨時(shí)觀察圍巖變化情況。若有塌方跡象，應(yīng)及時(shí)撒出。

 

　?。?）施工中，應(yīng)定期檢查電源線(xiàn)路和設(shè)備的性能，確保用電安全。

 

 

　　1、對(duì)塌方嚴(yán)重的泥質(zhì)砂巖段，采用鋼拱架全斷面支護(hù)，采用I16工字鋼，拱上部用I16的工字鋼，間距0.3m，拱下部用I16工字鋼，將工字鋼兩側(cè)伸入地平，在工字鋼底部設(shè)I16槽鋼墊塊，支撐間上部采用鋼筋網(wǎng)片聯(lián)結(jié)，縱向采用Ф25的螺紋鋼聯(lián)結(jié)，間距0.3m。

 

　　2、塌方段空隙部分采用木朵回填或漿砌石回填，然后進(jìn)行砼壓力灌漿，再?lài)娚?0cm的砼。每支護(hù)2m后，立即進(jìn)行鋼筋綁扎及砼澆筑，以保證安全施工。

 

　　錨桿噴射砼支護(hù)技術(shù)做為臨時(shí)支護(hù)的措施，成功地對(duì)隧洞軟弱圍巖塌方段進(jìn)行了處理。根據(jù)施工實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)有如下體會(huì)：

 

　　（1）嚴(yán)格控制爆破技術(shù)，小進(jìn)尺掘進(jìn)，保證成形質(zhì)量并減少?lài)鷰r的擾動(dòng)。

 

　　（2）在軟弱圍巖段出現(xiàn)巖層松動(dòng)或風(fēng)化前，應(yīng)及時(shí)支護(hù)并封閉圍巖。

 

　?。?）錨桿支護(hù)應(yīng)緊跟工作面施工，一般采用噴—錨—噴的施工程序。

 

　?。?）全面考慮，周密安排，圍巖開(kāi)挖，臨時(shí)支護(hù)和永久襯砌的施工作業(yè)程序。

 

　　（5）提高錨噴支護(hù)施工質(zhì)量。噴砼層一定要保證厚度，錨桿一定要注漿，且要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。對(duì)圍巖應(yīng)力變化大的危險(xiǎn)地段，用鋼拱架加設(shè)鋼筋網(wǎng)支護(hù)。