水工高压隧洞灌浆式预应力衬砌施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种水工高压隧洞灌浆式预应力衬砌施工方法，一、按照设计要求在岩体上开挖隧洞，然后在隧洞洞壁表面喷射混凝土支护层；二、在喷射混凝土支护层表面涂覆隔离剂层，然后在隧洞内壁上按照设计的灌浆部位沿隧洞径向预埋钢套管后浇筑混凝土衬砌及洞顶回填灌浆；三、通过预埋钢套管进行第一次深孔钻孔，将第一次灌浆塞置于混凝土衬砌内进行第一次灌浆；四、待第一次灌浆完成后，在原位进行第二次深孔钻孔后将第二次灌浆塞置于距混凝土衬砌外缘1.5m处进行第二次灌浆。本发明优点在于取消了现有技术中的高压水开环工艺，直接进行深孔高压灌浆，避免了由于混凝土衬砌裂缝使得压力达不到设计值，以及裂缝封堵和灌浆工艺调整等一系列问题。
【专利说明】水工高压隧洞灌浆式预应力衬砌施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水工高压隧洞灌浆式预应力衬砌，尤其是涉及水工高压隧洞灌浆式预应力衬砌施工方法。
【背景技术】
[0002]水工高压引水隧洞为满足防渗及投资控制要求，衬砌型式普遍采用满足抗裂设计的预应力混凝土衬砌。灌浆式预应力混凝土衬砌通过高压灌浆填塞混凝土衬砌与围岩之间的接触缝和深部岩石裂隙，从而使衬砌获得预压应力、衬砌周围岩体完整性和抗渗性能均得到有效提高，保证衬砌与围岩共同工作，避免运行期混凝土衬砌产生裂缝，以达到抗渗和节省投资的目的。
[0003]传统的灌浆式预应力混凝土衬砌采用一次高压灌浆法，在混凝土衬砌浇筑完成后，首先进行顶拱范围内的回填灌浆，然后进行高压水开环，使衬砌与围岩充分脱开，最后对隧洞周边进行群孔高压灌浆(孔深约1.5m，灌浆压力约2MPa)，使衬砌得到设计预压应力。这种方法由于衬砌混凝土在浇筑过程中往往难以避免产生裂缝，在高压水开环时就会加速裂缝扩展，使压力达不到设计值，影响衬砌预应力效果，即使采取一系列温控和裂缝封堵措施，仍难以完全保证预应力灌浆质量及预应力效果。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于提供一种水工高压隧洞灌浆式预应力衬砌施工方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采取下述技术方案:
本发明所述的水工高压隧洞灌浆式预应力衬砌施工方法，按照下述步骤进行:
第一步、按照设计要求在岩体上开挖隧洞，然后在所述隧洞洞壁表面喷射混凝土支护层，厚度为5cm-20cm ；
第二步、在所述喷射混凝土支护层表面涂覆隔离剂层，然后在隧洞内壁上按照设计的灌浆部位沿隧洞径向预埋钢套管，然后浇筑混凝土衬砌及洞顶回填灌浆；
第三步、通过所述预埋钢套管进行第一次深孔钻孔，孔深为2m，将第一次灌浆塞置于混凝土衬砌内部进行第一次灌浆，所述第一次灌浆压力为4MPa?5Mpa ；
第四步、待第一次灌浆完成后，在原位即第三步所述预埋钢套管处进行第二次深孔钻孔，孔深为7m，然后将第二次灌浆塞置于距混凝土衬砌外缘1.5m处进行第二次灌浆，所述第二次灌浆压力为6MPa?8Mpa。
[0006]所述第一次灌浆、第二次灌浆均采用群孔灌浆法，一次灌浆四排二十四孔；所述隔离剂层为石灰浆层。
[0007]本发明优点主要体现在以下方面:
1、取消了现有技术中的高压水开环工艺，直接进行一次深孔高压灌浆，避免了由于混凝土衬砌裂缝使得压力达不到设计值，以及裂缝封堵和灌浆工艺调整等一系列问题，简化了施工方法，节约了工期，确保灌浆压力达到设计值，从而保证了预应力效果。[0008]2、隧洞开挖完成后及时形成喷射混凝土支护层，减小了开挖所形成的松弛圈的范围，提高了围岩承载力；同时，相当于对开挖的隧洞内周面进行混凝土找平，减小了围岩(隧洞周边岩体)对混凝土衬砌的约束，避免了混凝土衬砌裂缝的产生，增加衬砌预应力效果。
[0009]3、在喷射混凝土支护层表面上涂覆隔离剂层，使得第一次深孔高压灌浆时喷射混凝土支护层与混凝土衬砌之间尽量脱开并冲填密实水泥浆液，确保了混凝土衬砌预应力效果O
[0010]4、两次深孔高压灌浆均采用群孔灌浆法，灌浆孔在同一断面位于相同部位，保证了预压应力沿隧洞周的分布在较长洞段上均匀分布，隧洞周边的松弛圈和深层围岩同时得到密实和有效加固，确保混凝土衬砌预应力满足设计要求。
[0011]5、两次深孔高压灌浆，即在混凝土衬砌同一断面相同部位分别进行不同深度和不同压力值的高压灌浆，有效保证了混凝土衬砌预应力效果，提高了围岩的抗渗性能，有效减小隧洞渗漏量，节约了工程投资。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是按照本发明实施的高压隧洞结构示意图。
[0013]图2是图1的A-A向断面结构示意图。
[0014]图3是图2的I部放大结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1-3所示，本发明所述的水工高压隧洞灌浆式预应力衬砌施工方法，按照下述步骤进行:
第一步、按照设计要求在岩体I上开挖隧洞，然后在所述隧洞洞壁表面形成喷射混凝土支护层2,厚度为5cm-20cm ；
第二步、在所述喷射混凝土支护层2表面涂覆石灰浆隔离剂层3后，在隧洞内壁上按照设计的灌浆部位沿隧洞径向预埋钢套管4，然后浇筑混凝土衬砌5及洞顶回填灌浆；
第三步、通过所述预埋钢套管4进行第一次深孔钻孔6，孔深为2m，将第一次灌浆塞7置于混凝土衬砌5内部然后采用群孔灌浆法通过喷射管10进行第一次灌浆，所述第一次灌浆压力为4MPa?5Mpa ；
第四步、待第一次灌浆完成后，在原位即第三步所述预埋钢套管4处进行第二次深孔钻孔8，孔深为7m，然后将第二次灌浆塞9置于距混凝土衬砌5外缘1.5m处后采用群孔灌浆法通过喷射管10进行第二次灌浆，所述第二次灌浆压力为6Mpa?8Mpa。
【权利要求】
1.一种水工高压隧洞灌浆式预应力衬砌施工方法，其特征在于:按照下述步骤进行: 第一步、按照设计要求在岩体上开挖隧洞，然后在所述隧洞洞壁表面喷射混凝土支护层，厚度为5cm-20cm ； 第二步、在所述喷射混凝土支护层表面涂覆隔离剂层，然后在隧洞内壁上按照设计的灌浆部位沿隧洞径向预埋钢套管，然后浇筑混凝土衬砌及洞顶回填灌浆； 第三步、通过所述预埋钢套管进行第一次深孔钻孔，孔深为2m，将第一次灌浆塞置于混凝土衬砌内部进行第一次灌浆，所述第一次灌浆压力为4MPa?5Mpa ； 第四步、待第一次灌浆完成后，在原位即第三步所述预埋钢套管处进行第二次深孔钻孔，孔深为7m，然后将第二次灌浆塞置于距混凝土衬砌外缘1.5m处进行第二次灌浆，所述第二次灌浆压力为6MPa?8Mpa。
2.根据权利要求1所述的水工高压隧洞灌浆式预应力衬砌施工方法，其特征在于:所述第一次灌浆、第二次灌浆均采用群孔灌浆法，一次灌浆四排二十四孔；所述隔离剂层为石灰浆层。
【文档编号】E21D11/10GK103953364SQ201410183853
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月5日 优先权日:2014年5月5日
【发明者】董昊雯 申请人:黄河勘测规划设计有限公司