用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工方法技术

本发明专利技术公开了一种用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工方法，属于水工建筑物设计建造工艺技术领域。提供一种能使预应力扩散均匀，方便控制导流隧洞变形的用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工方法。包括混凝土衬砌层，所述的混凝土衬砌层通过锚固力扩散系统衬砌在所述特大断面导水隧洞的内侧壁上，锚固力扩散系统通过大吨位预应力锚固系统锚固在特大断面导水隧洞洞壁的Ⅳ、Ⅴ类围岩上，施工时，先在开挖完成的洞室内进行施工基础固定，然后再进行大吨位预应力锚固系统和锚固力扩散系统布设，最后以大吨位预应力锚固系统和锚固力扩散系统为基础，进行混凝土衬砌层的施工完成在Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工。

【技术实现步骤摘要】
用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工方法
本专利技术涉及一种施工方法，尤其是涉及一种用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工方法，属于水工建筑物设计建造工艺

技术介绍
由于土石坝具有诸多优点而成为许多水电水利工程的优选坝型，但其坝身不能泄洪，对采用土石坝挡水的高山峡谷区大、中型工程，常需在坝肩修建大跨度、超长、高流速泄水隧洞。这类水工隧洞难免遇到断层破碎带等Ⅳ、Ⅴ类围岩区，针对这类洞段，所采用的支护措施必须在保证工效的前提下确保洞室施工期稳定，同时满足洞室运行期稳定、特别是高速水流的冲刷磨蚀及空化空蚀作用要求。为此，除开挖前采取超前灌浆也叫锚固，开挖后采用钢拱架、锚喷等浅层支护措施外，还常采用大吨位预应力锚杆或锚索等深层支护措施，之后再完成钢筋混凝土衬砌施工。大吨位预应力锚杆或锚索的外锚固结构必须将锚固力均匀扩散至较低承载力的围岩上，以确保围岩稳定并控制围岩变形，同时外锚固结构必须嵌入钢筋混凝土衬砌内，与其联合受力，以确保洞室运行期稳定，并适应高速水流要求。现有技术中，为了隧洞美观，且一定程度增加预应力锚杆或锚索外锚固结构与钢筋混凝土衬砌的整体性，一种方法是浇筑一块常规锚墩宽度的混凝土方块作为外锚固结构，混凝土方块四周留设与隧洞衬砌配筋同规格的插筋，插筋与后续衬砌钢筋进行焊接；另一种方法是分期浇筑衬砌混凝土，一期混凝土约占衬砌厚度的1/2，作为外锚固结构，之后将上述外锚固结构表面凿毛，再浇筑后续衬砌混凝土。采用常规锚墩宽度的混凝土方块作为外锚固结构，对于围岩较差的特大断面隧洞，缺点一是受限围岩的承载力较低，难以采用大吨位预应力锚杆或锚索；缺点二是不能有效扩散预应力锚杆或锚索的锚固力，对控制隧洞变形不利；缺点三是每个混凝土方块均留设与隧洞衬砌配筋同规格的插筋，插筋与后续衬砌配筋焊接，接头过多，一定程度破坏了衬砌内层配筋的整体性，不利于保证衬砌质量；衬砌分期施工，并采用一期衬砌作为外锚固结构的方法，则在一、二期混凝土层间预留了施工缝，这在高速水流水工隧洞中是不允许的。有的水工隧洞整体衬砌厚度仅60cm，若将混凝土衬砌分期浇筑，外层混凝土过薄，难以抵抗高速水流的冲刷磨蚀及空化空蚀作用，会带来严重后果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种能使预应力扩散均匀，方便控制导流隧洞变形的用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工方法。为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工方法，包括混凝土衬砌层，所述的混凝土衬砌层通过锚固力扩散系统衬砌在所述特大断面导水隧洞的内侧壁上，所述的锚固力扩散系统通过大吨位预应力锚固系统锚固在特大断面导水隧洞洞壁的Ⅳ、Ⅴ类围岩上，所述的施工方法先在开挖完成的洞室内进行施工基础固定，然后再进行大吨位预应力锚固系统和锚固力扩散系统布设，最后以大吨位预应力锚固系统和锚固力扩散系统为基础，进行混凝土衬砌层的施工完成在Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工。进一步的是，所述的施工基础固定工序包括系统锚杆的埋设、钢拱架的架设以及网喷混凝土的浇喷，插接在Ⅳ、Ⅴ类围岩中的系统锚杆的外露部分分别穿过钢拱架、网喷混凝土以及后浇的混凝土衬砌层，所述的钢拱架附着在开挖完成的洞室的内侧壁上，所述的网喷混凝土通过钢拱架浇喷在开挖完成的洞室的内侧壁上。上述方案的优选方式是，所述的大吨位预应力锚固系统包括大吨位预应力锚杆或大吨位预应力锚索和混凝土基座，其施工过程为，根据布置间距，先在网喷混凝土上布设大吨位预应力锚杆基岩孔或大吨位预应力锚索基岩孔，然后再以大吨位预应力锚杆基岩孔或大吨位预应力锚索基岩孔为基准布设混凝土基座的钢筋骨架座和钢垫板，接着在保护好大吨位预应力锚杆基岩孔或大吨位预应力锚索基岩孔的基础上浇筑混凝土基座的混凝土，最后在大吨位预应力锚杆基岩孔或大吨位预应力锚索基岩孔中布设大吨位预应力锚杆或大吨位预应力锚索。进一步的是，所述的锚固力扩散系统包括多根锚固力扩散梁，各根锚固力扩散梁通过混凝土基座连接为锚固力扩散框架，其施工过程为，待浇筑的混凝土基座养护期满后，先架设位于锚固力扩散梁内的衬砌层内层钢筋，与此同时凿毛混凝土基座四周的连接面，然后浇筑各根锚固力扩散梁构成锚固力扩散框架。上述方案的优选方式是，混凝土衬砌层的施工是按下述步骤进行的，在等待锚固力扩散框架养护期的过程中分别布置锚固力扩散梁的衬砌层内层钢筋，以及衬砌层的外层钢筋，待锚固力扩散框架养护期满后，浇喷混凝土衬砌层。进一步的是，所述的大吨位预应力锚固系统、锚固力扩散系统以及混凝土衬砌层沿特大断面导水隧洞的长度方向均分段施工，锚固力扩散系统的相领的锚固力扩散梁以及相领的衬砌层之间均设置坡比为1:1的施工缝。本专利技术的有益效果是：本申请以现有衬砌层为基础，通过在其上增加设置大吨位预应力锚固系统和锚固力扩散系统，并使所述的混凝土衬砌层通过锚固力扩散系统衬砌在所述特大断面导水隧洞的内侧壁上，所述的锚固力扩散系统通过大吨位预应力锚固系统锚固在特大断面导水隧洞洞壁的Ⅳ、Ⅴ类围岩上，然后在施工上述的衬砌层时，先在开挖完成的洞室内进行施工基础固定，然后再进行大吨位预应力锚固系统和锚固力扩散系统布设，最后以大吨位预应力锚固系统和锚固力扩散系统为基础，进行混凝土衬砌层的施工完成在Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工。这样，通过在开挖完成的洞室内先进行施工基础固定后，再进行大吨位预应力锚固系统和锚固力扩散系统布设，最后进行衬砌层施工，既保证了施工的安全，又由于通过大吨位预应力锚固系统实现了对Ⅳ、Ⅴ类围岩体本身的固定，提高了围岩的稳定，再通过锚固力扩散系统均匀的将预应力分散到整个Ⅳ、Ⅴ类围岩体上，便于控制隧洞的变形。附图说明图1为本专利技术用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工方法的立面示意图，也是图3中的2-2剖视图；图2为本专利技术涉及到的混凝土基座配筋图，也就是图3中的3-3剖视图；图3为图1、图2中的1-1剖视图。图中标记为：混凝土衬砌层1、锚固力扩散系统2、大吨位预应力锚固系统3、Ⅳ、Ⅴ类围岩4、施工基础固定5、系统锚杆6、钢拱架7、网喷混凝土8、大吨位预应力锚杆或大吨位预应力锚索9、混凝土基座10、钢筋骨架座11、钢垫板12、施工缝13。具体实施方式如图1、图2以及图3所示是本专利技术提供的一种能使预应力扩散均匀，方便控制导流隧洞变形的用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工方法。包括混凝土衬砌层1，其特征在于：所述的混凝土衬砌层1通过锚固力扩散系统2衬砌在所述特大断面导水隧洞的内侧壁上，所述的锚固力扩散系统2通过大吨位预应力锚固系统3锚固在特大断面导水隧洞洞壁的Ⅳ、Ⅴ类围岩4上，所述的施工方法先在开挖完成的洞室内进行施工基础固定5，然后再进行大吨位预应力锚固系统3和锚固力扩散系统2布设，最后以大吨位预应力锚固系统3和锚固力扩散系统2为基础，进行混凝土衬砌层1的施工完成在Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工。本申请以现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工方法，包括混凝土衬砌层(1)，其特征在于：所述的混凝土衬砌层(1)通过锚固力扩散系统(2)衬砌在所述特大断面导水隧洞的内侧壁上，所述的锚固力扩散系统(2)通过大吨位预应力锚固系统(3)锚固在特大断面导水隧洞洞壁的Ⅳ、Ⅴ类围岩(4)上，/n所述的施工方法先在开挖完成的洞室内进行施工基础固定(5)，然后再进行大吨位预应力锚固系统(3)和锚固力扩散系统(2)布设，最后以大吨位预应力锚固系统(3)和锚固力扩散系统(2)为基础，进行混凝土衬砌层(1)的施工完成在Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工方法，包括混凝土衬砌层(1)，其特征在于：所述的混凝土衬砌层(1)通过锚固力扩散系统(2)衬砌在所述特大断面导水隧洞的内侧壁上，所述的锚固力扩散系统(2)通过大吨位预应力锚固系统(3)锚固在特大断面导水隧洞洞壁的Ⅳ、Ⅴ类围岩(4)上，
所述的施工方法先在开挖完成的洞室内进行施工基础固定(5)，然后再进行大吨位预应力锚固系统(3)和锚固力扩散系统(2)布设，最后以大吨位预应力锚固系统(3)和锚固力扩散系统(2)为基础，进行混凝土衬砌层(1)的施工完成在Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工。


2.根据权利要求1所述的用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工方法，其特征在于：所述的施工基础固定工序包括系统锚杆(6)的埋设、钢拱架(7)的架设以及网喷混凝土(8)的浇喷，插接在Ⅳ、Ⅴ类围岩(4)中的系统锚杆(6)的外露部分分别穿过钢拱架(7)、网喷混凝土(8)以及后浇的混凝土衬砌层(1)，所述的钢拱架(7)附着在开挖完成的洞室的内侧壁上，所述的网喷混凝土(8)通过钢拱架(7)浇喷在开挖完成的洞室的内侧壁上。


3.根据权利要求1或2所述的用于Ⅳ、Ⅴ类围岩区特大断面导水隧洞衬砌层的施工方法，其特征在于：所述的大吨位预应力锚固系统(3)包括大吨位预应力锚杆或大吨位预应力锚索(9)和混凝土基座(10)，其施工过程为，
根据布置间距，先在网喷混凝土(8)上布设大吨位预应力锚杆基岩孔或大吨位预应力锚索基岩孔，然后再...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凤财，周正军，索慧敏，王观琪，何兰，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51