砂浆锚杆施工技术小结.docx

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1、目录一、工程概况111项目简况112工程概况11.3工程地质及水文地质24设计参数4二、研究背景42.1工程特点422工程难点52.3研究目的6三、研究过程详述63.1 原因分析63.2 采取的措施7四、研究总结1241研究成果124.2后续的延伸思考14一、工程概况1.1 项目简况漠中引水工程是国家2023年前开工建设的172项重大水利工程10大标志性工程之首；中铁隧道局集团承建的滇中引水工程大理I段施工3标是滇中引水工程香炉山隧洞的末端，为整个滇中引水工程的咽喉控制段之一,是整个香炉山隧洞三个主体标里面线路最长的标段（达26.542km）,也是全线设计工期最长的标段之一（设计工期8年）。图

2、1.1工程地理位置平面图一1.2 工程概况大理I段施工3标地处滇西高原地区，位于大理州鹤庆县松桂镇境内，标段线路桩号为：D1I36+8OOD1I63+342,香炉山主洞长约26.542km（其中TBM掘进总长度为20.802km,钻爆段为4.845km,双孔U型渡槽595m）；标段其它水工建筑物含有2条支洞和1条退水洞（其中7#永久支洞长1913m,钻爆法407m,TBM下坡掘进1506m；8#施工支洞长651m；永久退水洞长257m）。标段隧洞采用无压输水、断面为圆形，设计流量135m3s,设计纵坡1/1800。Bost-图12主要工程内容平面示意图1.3 工程地质及水文地质1.3.1 工程

3、地质本标段隧洞位于鹤庆洱海台褶束(II1)三级构造单元内；依次穿过FH-35断裂、青石崖断裂组(Fn-9)、下马塘一黑泥哨断裂组(FH-32)、FII-37断裂、鹤庆一洱源断裂(F12)及芹菜塘断裂(F11-10),其中F12为全新世活动断裂，其它为早一中更新世活动断裂；新构造运动活跃，隧洞段位于中甸一丽江一大理地震带、丽江7.5级潜在震源区内，历史地震对隧洞及施工支洞最大影响烈度为V111度。本标段场地50年超越概率10%水平向地震动峰值加速度值为299ga1(0.306g)312ga1(0.319g),地震基本烈度均为VIi1度。本标段区内地貌受构造控制，山脉及主要水系走向呈近南北向，高山

4、、深谷、盆地相间排列，沿线地势陡峻，地形较连续，山顶高程一般27603500m,山岭东侧为鹤庆盆地，南侧为洱源盆地，西侧为剑川九河盆地，三盆地高程分别为2200m、20522104m、2190232Om左右，上述盆地周缘多有岩溶泉出露。线路区主要河流有银河和蝙蝠洞箸(枫木河)，两条河流常年流水。本标段隧洞区主要出露二叠系玄武岩组(P),黑泥哨组(P2h)砂岩、泥页岩夹煤线，三叠系青天堡组Cnq)砂岩、泥页岩，北衙组上段(T2b2)灰岩、白云质灰岩、白云岩，北衙组下段(T2b1)条带状灰岩、灰岩夹砂泥岩，中窝组(T3z)灰岩、泥质灰岩，松桂组(T3sn)砂岩、泥页岩夹煤线及第四系(Q)覆盖层等。

5、其中汝南哨至小马厂-带碳酸盐岩集中分布，大马厂至岩刺曹段岩性以二叠系玄武岩(P)为主，上窝至隧洞出口多为灰岩及砂泥岩夹页岩；第四系覆盖层主要分布于冲沟内及较平坦的低山丘陵地带，冲沟内覆盖层多为冲洪积层(QPaI)卵石、块石夹粘性土，山体斜坡多为残坡积层(Qed1)粉质粘土夹碎(块)石。132水文地质及气象根据地下水的赋存条件和运移形式，区内地下水可划分为裂隙水、岩溶水、断层脉状水等。裂隙水主要赋存于砂岩、泥岩、页岩及岩浆岩的节理裂隙之中，赋水性一般中等至较差；岩溶水主要赋存于区内各类碳酸盐岩地层中，具有流量大、分布极不均一的特征；断层脉状水赋存于区内较大规模断层破碎带内，破碎带构造岩成分复杂，

6、富水及透水性差异性大。标段沿线地下水埋深多在地表以下100400m范围内，局部大于500m。隧洞深埋段地下水水头一般40Om以上，最大IOOO余m。隧洞区中等强透水岩层主要集中在灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩等碳酸盐岩段、玄武岩段和松桂组砂岩段，岩层渗透系数一般为1(4kW02cms;随着埋深的增加(岩体风化减弱)岩层渗透系数有减小的趋势。本标段断裂主要为压扭性断裂，其顺断层方向一般属中等强透水性，垂直断层方向一般为属弱透水性。大理I段施工3标所经区域气候类型属低纬高原季风气候，特点为：四季温差小，变化不明显，干湿季分明，垂直差异显著，立体气候明显。据沿线相关气象站的实测气象资料统计，多年平均年降

7、水量在754951mm间。降水具有年内分配及地区分布不均、年际变化小的特点。汛期(510月)降水量占全年的85%左右。多年平均蒸发量20551166mm(20cm口径蒸发皿)，蒸发量年内分配不均匀，主要集中在28月，占全年的70%左右，其中35月最突出。多年平均气温12.013.5C,极端最高气温32.033.4C,极端最低气温-11.4-11.0C;多年平均风速2.53.3ms04设计参数表1-1主洞TBM施工段支护参数表断面类型支护参数喷射混凝土钢筋网锚杆(25mm)钢架类型间距(m)备注施作部厚度(Cm)设置部位网格间距(Cm)规格(mm)设置部位间距(m)长度(m)1T型边顶拱270I

8、O边顶拱27015156.5边顶拱270151.53.0/砂浆锚杆IHnT型边顶拱27010边顶拱27015156.5边顶拱2701.5X1.53.0H1251-2砂浆锚杆III2T-A型边顶拱270IO边顶排27015156.5边顶拱270151.54.0H1251-2砂浆锚杆IH2T-B型边顶拱27010边顶拱27015156.5边顶拱2701.51.54.3HI251-2砂浆锚杆IVT-A型全断面15顶拱120p15156.5全断面1.251.255.0H1251.0顶拱90。为中空锚杆，边墙底板为砂浆锚杆IVT-B型全断面15顶拱120p15156.5全断面1.251.256.0H12

9、51.0顶拱90。为中空锚杆，边墙底板为砂浆锚杆VT型全断面15顶拱120p15158.0全断面1.251.256.0H1500.5中空锚杆VTT型全断面15顶拱12015158.0全断面1.01.08.040U/1220.5让压锚杆二、研究背景2.1工程特点本工程国务院要求加快推进建设的172项重大水利工程之首，是云南省可持续发展的战略性基础工程，事关国计民生，国家和社会关注度高。香炉山隧洞是整个工程的咽喉和关键控制段，我公司承接的3标又是香炉山隧洞关键中的关键控制标段。本标段是隧道局建局以来体量最大的水利工程，也被隧道股份定义为公司水利一号工程。工程地质条件极其复杂、技术难度超大，有多项施

10、工技术属TBM隧洞施工首次实践，工程技术挑战任务大，施工风险极高。如期完成工程合同任务具有显著的的经济效益、社会效益和生态效益，对巩固公司在TBM施工领域的霸主地位具有标志性的作用，意义深远。2. 2工程难点工程内容庞杂、工艺工法运用多。含有主要的水工建筑物有：全线控制性隧洞香炉山隧洞下游25.8km,2座支洞，1座特大渡槽，1项退水洞及导流工程，三条永久公路及控制闸室金机结安装等。工程同时覆盖了斜井TBM反坡掘进、长距离TBM连续掘进、圆形大断面爆破、长距离独头通风、全圆同步衬砌、大跨距特大槽机成槽、钻孔灌注桩、导流明渠等，很多工法技术属首次在TBM隧洞施工中应用。隧洞地质条件极其复杂。标段

11、堪称“地质博物馆”，几乎涵盖所有地下工程的不良地质，穿越褶皱构造2处、断层12条（876m）、活动大断裂带1条（156m）、岩爆段4段（1539m）,软岩大变形段8段（3676m）,浅埋暗挖长约2342m（埋深30m80m）,可溶岩段2段12km,全隧最大涌水段涌水量36OOm3h,IV、V类围岩占标段长度的60%,且围岩变化频繁，施工连续性差，工程技术难度和施工地质风险超高，可谓当前TBM隧洞地质条件最复杂工程，典型的超大超长超难工程。根据地质资料总结本标段工程具有“一快两长一超级，三多三高两活跃，”的特点及难点。“一快”即围岩地质变化快，“两长”即长距离独头施工、长距离连续浅埋暗挖，“一超

12、级”即超级长距离独头通风；“三多”即不良地质多、工艺工法多、技术难题多，“三高”即高地应力、高外水压力、高地震烈度，“两活跃”即活跃的地下水环境、活动的大断裂。2.3研究目的滇中引水工程大理I段施工3标IV、V类围岩占比较大，围岩的整体完整性较差-差，导致隧洞支护量较大，在这种超长距离TBM独头掘进隧洞中，如何快速、高效完成初期支护对TBM掘进效率显得尤为重要。三、研究过程详述3.1原因分析隧洞工程锚杆支护工序主要包括砂浆锚杆、中空锚杆，上述两种系统锚杆的施工工艺都比较复杂，繁琐的施工工序导致砂浆锚杆的施工效率较低，严重制约TBM掘进效率。砂浆锚杆传统施工工艺包括：锚杆孔位布置（测量放样）一锚

13、杆孔打设T杆体安装（杆体提前加工，包括：外露端头车丝，配备垫板、螺帽）T止浆塞、注浆管、排气管安装T浆液拌制T注浆机检查及注浆T锚杆注浆饱满度检查（浆液从排气孔中排出，即注浆饱满）一封口一安装垫板、螺栓；中空锚杆传统施工工艺包括：锚杆孔位布置（测量放样）一锚杆孔打设T杆体安装一止浆塞、排气管安装T浆液拌制一注浆机检查及注浆T锚杆注浆饱满度检查（浆液从排气孔中排出，即注浆饱满）T封口T安装垫板、螺栓。锚杆加工岩面清理浆液拌制图3.1普通砂浆锚杆传统施工工艺图图32中空锚杆传统施工工艺图3.2采取的措施3.2.1 改进措施(1)优化砂浆锚杆施工工艺；(2)砂浆锚杆施工过程中各工序间的时间紧密衔接，

14、有利于提高隧洞施工的高效性。(3)配合比的选用以及工人施工过程根据试验室提供的配合比对砂浆的调配质量；表31砂浆配合比设计强度水灰比设计稠度(mm)水水泥细集料外掺剂M300.48012028070012207.000.401.001.740.01(4)工人专业素养及工作责任心的提升;(5)注浆设备的先进行和实用性。为了提高砂浆锚杆施做效率，我部从注浆设备、材质、注浆工艺及操作人员技能等方面综合进行摸索、总结、优化，最终找到一个在不影响TBM掘进前提下，满足设计要求的注浆工艺。3.2.2 普通砂浆锚杆图3.3普通砂浆锚杆施工改进后工艺图普通砂浆锚杆施工工艺改进后：1）普通砂浆锚杆施工前利用洞内高压水将裸露岩面清理干净；2）根据技术交底布置锚杆位置；3）注浆设备及材料（注浆机、注浆管、电子秤、水泥、砂、减水剂）；4）打设锚杆孔，同时根据试验室提供的配合比配制砂浆；5）验收锚杆孔；6）锚杆孔验收合格后进行注浆。将注浆管（建议塑料软管，管径2530mm）插入距离锚杆孔底部5cm（在注浆管上做标记）处开始注浆，注浆管在浆液的反作用力下会将注浆管往锚杆孔外推出（此时工人可以给注浆管提供一个拉力加快注浆效率），锚杆长度小于4.5m时，待浆液达到锚杆孔3/4（因锚杆杆体占锚杆