引水隧洞超前支护的设计与施工论文
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篇1：引水隧洞超前支护的设计与施工论文
超前支护方案设计
1设计思想
从工程地质条件可以看出，隧洞进出口地质条件差，覆盖层破碎，上覆岩体厚度较薄，溶蚀裂隙发育，丰水季节地下水位高于隧洞顶5～10m。因此，超前支护设计主要针对隧洞进出口段［1］。主要设计思想:①在隧洞开挖前，沿隧洞开挖外轮廓的顶部拱圈范围，以一定的间隔，沿洞轴线方向设置大管棚(当围岩较完整时，也可采用超前锁口锚杆)，并通过管棚对岩体灌浆，从而在拱部预先形成加固的保护环。同时，环形固结层与管棚还可作为纵向支撑，与横向环形钢拱架共同作用，组成纵、横向刚度较大的整体受力结构，有效阻止和限制围岩变形;②由于大管棚的施工难度和成本随管长的增加而增加，同时作用效果降低，因此管长较长时可采用小管棚超前支护法，即在大管棚的前方，沿隧洞开挖断面外轮廓的顶部拱圈范围，以一定的纵向间隔，在隧洞开挖的前进方向上超前钻进小倾角钻孔，并插入钢管，再向插入的钢管内压注水泥浆或砂浆，以提高钢管周边围岩的整体性和弹性模量，并使钢管与围岩形成整体，构成棚架体系，以防止围岩的松弛和崩塌;③当围岩较完整时，可采用超前锚杆，沿隧洞开挖断面外轮廓，以一定间隔打入掌子面前方的岩体，将岩层锚固，对隧洞外轮廓围岩起到悬吊、组合、固结的加固作用，增加围岩的整体性和稳定性;④在隧洞进出口的洞脸边坡上，采用锚杆将岩层锚固，并挂网喷射混凝土支护，同时设置排水沟和排水管排水，提高边坡稳定性［2－3］。
2超前支护总体方案
隧洞进出口段超前支护采用在洞口平行洞轴线方向上布置直径89mm、环向间距300mm、壁厚6mm、长20m的超前大管棚，管棚钢管均匀布设在拱部，节长为4、6m。在管壁上按梅花形间距30mm×30mm交错钻出浆孔，出浆孔直径为12mm。钢管采用丝扣连接，连接长度为15cm，隧道纵向同一断面处接头数不大于总管数的50%，相邻钢管的接头至少错开1m。为稳定仰坡及保证管棚钢管外插角，在洞口前设置1．8m导向墙。导向墙采用C25混凝土，厚度为65cm，导向墙内设间距为60cm的I20工字钢拱架，工字钢拱架外围安装直径108mm、环向间距300mm、壁厚6mm、长2m的热轧无缝钢管，作为管棚钢管的孔口套管(导向管)。为避免钻杆太长，钻头因自重而下垂或遇到孤石钻进方向不易控制等现象，开钻上挑角度应控制在3°～5°，并随时用测斜仪量测角度和钻进方向。大管棚再往里布置直径42mm、环向间距300mm、排间距2m、壁厚3．5mm、长3．5m的超前小导管(小管棚)，小管棚搭接长度为1m，小管棚沿洞轴线方向布置，与洞轴线夹角一般为10°～20°。初期在顶拱和边墙布置25@1m×1．5m、长4m的锚杆，并设Ⅰ20@60cm的钢拱架，在顶拱及边墙挂8@200mm×200mm的钢筋网，喷250mm厚混凝土(兼做止浆墙)，底板不作初期支护;二期全断面现浇60cm厚混凝土衬砌，并在底板布置20@1m×1．5m、长1m的锚筋。各类断面均需在顶拱布置50@3m×3m、长3m的排水孔。隧洞进出口段超前支护设计见图1。
篇2：引水隧洞超前支护的设计与施工论文
1大管棚施工
大管棚超前施工工艺流程见图2。(1)施工准备工作。完成洞顶截水沟、进出口洞脸仰坡开挖及防护的施工，即在隧洞进出口洞脸边坡上布置锚杆、挂钢筋网、喷混凝土、布置直径50mm的排水孔;并按要求制作套拱(导向墙)钢拱架及导向管;同时配备测斜仪、2～3台油压钻机及注浆泵等施工设备。(2)套拱(导向墙)施工。当隧洞进出口开挖至成洞面后，先按间距60cm在成洞面前架设I20工字钢拱架，然后按设计要求的间距及外插角在工字钢外缘用直径12mm的钢筋焊接固定直径108mm的孔口导向管。导向管安设的精度直接影响管棚的.质量，因此其检验合格后，方可支模浇筑套拱混凝土。(3)采用水平地质钻机钻孔并顶进管棚钢管。管棚钻机就位后，安装内钻杆及套管(为便于安装钢管，钻头直径应大于管棚钢管的直径)，水平地质钻机采用顶驱双作用进行钻孔;第一节钻孔结束后，钻机退回原位，接长钻杆及套管继续钻进;钻至设计长度后取出钻杆，套管内注水清洗，取出套管分节装入钢花管(为便于钢花管顶进，钢花管前端焊成圆锥形);继续进行下一根管棚钻进，直至钻进工作结束。钻孔时，钻机速度应保持均匀，特别是当钻头遇到夹泥、砂层时，应控制钻进速度，避免发生夹钻现象。如发生塌孔或卡钻，需先对该段注浆后再继续钻进。(4)采用KBY－50/70双液注浆机注浆。注浆前先检查管路和机械状况，确认正常后作现场压浆试验，以便确定合理的注浆参数。注浆浆液采用水泥浆加水玻璃双浆液。水泥浆水灰比为1∶1～0．5∶1，水玻璃的模数以2．8左右为宜，水泥浆与水玻璃的体积比为1∶1～0．5∶1。施工时可通过调整配合比控制初凝时间。长管棚采用分段注浆，浆液扩散半径不小于0．3m。注浆过程中应随时检查孔口、邻孔及覆盖层较薄部位有无串浆现象，如发现串浆现象，应立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口。在规定的压力下，灌浆孔段注入率小于设计值时，延续30min注浆即可结束。注浆结束后，应及时清除管内浆液，并用M30水泥砂浆紧密充填，增强管棚刚度和强度。
2超前小导管(小管棚)施工
用油漆将超前支护孔位进行标志，采用YT－28凿岩机、直径50mm的大钻头钻孔，外插角为10°～20°。然后将用无缝钢管加工而成的、端部为尖锥状、直径42mm、壁厚3．5mm、长3．5m的超前小导管插入孔内，导管外露20cm，外露端与钢拱架焊接。在管壁上按梅花形布置小孔，间距20cm，孔眼直径为8mm。钢管安装完毕后，应及时将钢管与钻孔壁间缝隙填塞密实，在钢管外露端焊上法兰盘、止浆阀。注浆浆液采用水泥、水玻璃双浆液，并用双液注浆机注浆。注浆前，先对开挖面5m范围内围岩喷25cm厚C20素混凝土作为止浆墙，以确保掌子面在进行压力注浆时不出现漏浆、坍塌。注浆压力及浆液配合比等灌浆参数根据施工现场试验确定。注浆时先注无地下水的孔，再注有地下水的孔，如遇冒浆或串浆，则间隔一孔或几孔分序注浆。
3超前锚杆施工
对于整体性较好的围岩，开挖前首先对已形成的掌子面、边墙及顶拱进行喷混凝土支护，掌子面喷5cm厚混凝土，两侧边墙喷25cm厚混凝土。然后再对围岩顶拱及开挖面周边采用直径25mm、长4．5m、环向间距为30cm、排间距为1m的锚杆进行超前支护，锚杆沿洞轴线方向布置，与洞轴线夹角为5°～15°，锚杆端部与钢拱架采用焊接加固。锚杆施工顺序为:风钻钻孔—高压风清孔—插入杆体—安设止浆塞、垫板—注浆。注浆用注浆机进行，注浆压力控制在0．5～1．0MPa，并注意随时排除孔中空气。
4进出口洞脸边坡支护
隧洞进出口洞脸边坡为弱风化灰岩，永久开挖边坡采用1∶0．5，临时开挖边坡采用1∶0．35，为保证洞顶有足够的围岩厚度，进出口边坡分别在洞顶设置3．59m和3．27m高的直立边坡;进、出口洞脸边坡均设置有2m宽的马道，马道内侧设M7．5浆砌石排水沟。为确保洞脸边坡稳定，对坡面采用喷锚支护，具体措施为:布置25@1．5m×1．5m、长4m的锚杆，挂8@20cm×20cm的钢筋网，喷厚100mm的C25混凝土，按3m×3m的间距布置直径50mm的排水孔，排水孔孔深2．5m。
超前地质预报及现场监控量测
1超前地质预报
超前地质预报由超前地质预报组来完成，超前地质预报工作的主要内容包括:对照勘测资料，预测、预报地质条件变化对施工的影响;断层或不稳定岩层预测、预报。在隧道掘进施工时，每个作业面派有经验的技术人员值班，技术人员对工作面进行地质素描，并绘制地质素描图，根据地质素描图的内容，作出开挖面前方较短距离内的岩体稳定性分板，通过综合分析判断，提出地质预测报告。采用TSP202地质超前预报仪，对围岩地质情况进行超前探测。
2现场监控量测
现场监控量测是检验设计与施工是否正确合理和安全的重要手段。量测信息反馈到设计、施工中，可以及时对初期支护、二次衬砌及施工方法作出修正，确保结构的稳定及施工安全。该工程主要对地质和支护状况、周边位移、拱顶下沉和锚杆抗拔力进行了监测。施工期间，每次监测后应及时根据监测数据绘制拱顶下沉、水平收敛、地表下沉等随时间及工作面距离而变化的时态曲线(散点图)，并根据开挖面的状况，综合判断围岩和初期支护结构的稳定性，及时反馈给设计与施工单位。根据周边位移量测的情况来看，观测初期位移增长较缓，在开挖下断面时位移量急剧增大，然后趋于平稳，最终位移速率小于0．2mm/d，满足规范和设计要求，充分说明了所采用的超前支护方案对防止围岩恶化、控制隧道变形作用很明显。（本文作者：吴伟民 单位：福建水利电力职业技术学院）
篇3：深基坑边坡支护设计与施工管理论文
深基坑边坡支护设计与施工管理论文
摘要：建筑工程进行的过程中，深基坑边坡支护设计与施工是最基础的一项工程，深基坑边坡支护能够为地下结构提供安全、稳定的施工环境，使用支撑、加固等措施能够对深基坑侧壁进行保护。深基坑边坡支护工程完成的好坏将会对整体的建筑工程造成直接的影响，因此，建筑企业必须对深基坑边坡支护工程进行科学、合理的施工管理。本论文的主要内容就是对深基坑边坡支护设计进行了简要分析，并且对相应的管理措施进行了探讨。
关键词：深基坑边坡支护；施工管理；支护设计
建筑工程深基坑开挖与边坡支护是一项技术性复杂、危险性高的综合性施工过程，其过程控制的好坏不仅影响本工程的人员与设备安全，更是会对周边既有建（构）筑物的安全使用造成威胁，特别是在软土地区，深基坑开挖工程的施工存在很大的危险性，塌方、倾斜等安全事故常有发生。因此，做好建筑工程深基坑开挖与边坡支护技术的研究与管理，保障人员人身与财产安全，对于我国现代化建设事业的长远发展具有深远的意义。
1对深基坑支护工程相关概念的简要概述
什么是深坑支护工程呢？深坑支护是对整个建筑过程起到保护作用的工程，当建筑工程进行到地下施工的阶段时，建筑单位可以通过挖基坑、降水措施以及对周围坑壁进行围挡，就能对施工环境起到保护作用，在施工的过程中还要对施工环境周围的建筑物、路况以及地下管道进行定期检查以维护，只有这样才能保证建筑工程的安全性、可靠性以及稳定性。[1]深基坑边坡支护工程主要分为对维护体系进行安排以及挖掘两个方面。围护结构属于临时的结构，安全储备不足，并且具有较大的风险性。因此，围护结构必须能够对基坑外界没有开挖的土体起到保护、稳定的作用，确保施工现场周围的建筑物、地下管道不会遭到破坏，最关键的是确保整个施工作业环境处于地下水位之上。[2]深基坑支护工程不仅对边坡的稳定性有着极高的要求，而且其还对边线控制做出了要求。
2对当前深基坑支护设计和施工中存在的问题分析
（1）当前，建筑企业在进行深基坑支护施工过程中，缺乏对整个工程的规划。通常，建筑企业将建筑工程中的深基坑支护工程使用分包设计和管理的.模式，将深基坑支护工程分包给相关的岩土单位，然后再对其进行管理和协调。但是在实际的过程中，建筑企业无法对其进行全面的监督和管理，这种模式不能有效保证深基坑支护工程的施工质量，给后续的建筑工程埋下了安全隐患。
（2）建筑单位没有实行规范的投标机制。目前，进行深基坑支护施工的专业公司主要分为两种，其中一种为规模较大的岩土施工地质勘查企业。另一种为规模较小的私人岩土企业。随着建筑行业的深入发展，建筑单位为了加快施工进度，就导致不能对深基坑支护设计以及施工进行规范、合理的管理，最终对深基坑支护设计与施工造成了严重的影响，给整个建筑工程埋下了隐患。随着建筑市场竞争愈演愈烈，有些建筑单位为了赢得更多的市场，没有对深基坑支护设计和施工单位进行全面的考察，就允许其参与了建筑工程的招投标，这就导致没有合格施工资质的承包商混入其中，为深基坑支护设计与施工带来了一系列的问题。
3深基坑工程施工单位必须对深基坑支护工程进行
严格的施工管理深基坑工程施工单位必须要进行专项施工方案的编制。深基坑工程施工单位必须按照已经制定的设计要求，再根据工程的设计情况进行专项施工方案的编制工作。专项施工方案的主要内容要包括常规的施工内容、执行规则、流程以及在设计方案中已经制定的施工程序和技术手段；土方挖掘、运输方案；维护地面建筑、地表水以及地下水的方法等。深基坑工程施工单位必须要进行专项施工方案的审批。专项施工方案的审批工作主要由建筑单位的技术负责人进行审批，再由总监理负责人进行审查工作，还要建立人数不低于五人的专家组对专项施工方案进行评审，最终上报给相关的安全监督单位。专项施工方案一旦经过相关部门审批通过之后，就不能再私自修改、改变。[3]如果在施工的过程中发现问题，应该立即交由相关的监督、设计、检测单位进行处理，将专项施工方案修改之后还要交由相关的审查部门进行审批。对深基坑边坡支护工程实施阶段的管理。建筑单位必须安排相关的监督部门、监理单位对深基坑边坡支护工程进行质量及安全管理，保证深基坑边坡支护工程的安全性以及稳定性，坚决禁止在不安全的施工环境中进行，对在不具备安全环境进行施工的单位要做出相应的处罚，防止违章施工、盲目施工现象的发生。监督部门、监理单位还要对深基坑边坡支护工程进行定期以及不定期的检查，加大监督力度。工程质量进度部门必须将深基坑边坡支护工程质量管理加入工程质量安全监管程序，只有这样才能有效保证深基坑边坡支护工程的工程质量。建筑单位要注意严禁在基坑深度2倍距离范围之内放置塔吊等大型工程设备，而且不能建造工人宿舍。如果必须在基坑深度2倍距离范围之内安置办公用房、放置生产材料等，必须将由专业的深基坑工程设计单位进行精确的分析计算，再得出相关注意事项之后才能实施；深基坑工程施工单位必须采取有效措施对基坑进行加固，经由专业部门作出加固方案后，才能进行加固工程。深基坑工程施工单位必须预先建立应急处理机制。深基坑工程施工单位必须预先制定紧急事故处理预案。一旦深基坑工程施工过程中出现安全问题时，相关单位、相关负责人必须根据实际情况立即采取事先制定的应急措施，坚决避免更严重的事故发生，还要向有关安全监督部门进行汇报，不能拖延甚至隐瞒不报。深基坑工程施工单位在施工期间必须做好安全监测工作。深基坑工程施工单位必须建立相关的监测单位对施工过程进行监测，监测单位必须具有专业的监测水平。
监测单位要结合监测报告、施工工程环境、地质条件、基坑安全等级等因素制定出更加科学、合理的监测方案。深基坑工程施工单位还要安排专业的监测人员对施工过程以及边坡安全情况进行实时监督，还要做出全面的监测记录。一旦监测采集数据到达了报警接线的时候，就必须通知有关部门，防止问题扩大。
4结语
综上所述，深基坑边坡支护工程能够对建筑工程地下施工阶段提供可靠的安全保障，因此，建筑单位必须对深基坑边坡支护设计与施工管理给予足够的重视。
作者:黄一湛 单位:广东省地质局第三地质大队
参考文献:
[1]高继宏.潘克辉.深基坑支护设计与施工管理[J].云南建筑,.
[2]高继宏.蒋荣.潘克辉.深基坑支护技术在实际工程中的应用[J].企业科技与发展,2015（21）.
[3]高继宏.潘克辉.深基坑开挖与支护施工方案案例[J].山西建筑,2015(33).
篇4：试论工程深基坑支护设计与施工协调管理工学论文
目前的建筑工程深基坑支护设计和施工还存在着很多不够完善的地方，现针对建筑工程深基坑支护设计和施工现状，进而提出了深基坑支护工程中存在的诸多问题，在设计上对基坑支护设计单位、设计方案的提交、坡项堆载、结构施工临建的布置等的要求进行了明确说明；在施工上对施工方案编制与下发、施工过程控制、地下水控制等进行了详细阐述。
1 深基坑支护设计和施工现状
目前的建筑施工，其中的深基坑支护因其专业性较强，一般都分包给了岩土专业施工公司，比较大的公司一般是当地的勘察设计施工单位，另外，还有一些规模和实力较强的专业公司，当前市场上，个人岩土公司也有一些。从设计和施工资质上看：比较大的岩土专业施工公司既有施工资质又有设计资质；而一些小的岩土专业施工公司只有施工资质，而没有设计资质，这种情况在当前的岩土工程施工中为数较多。
最近两年，一些业主为了提前开工等多种因素，在招标时改变常规，对地下岩土工程部分在结构主体招标前先进行招标，随之而来出现了一些新现象：许多大的建筑总承包单位为了抢占市场，纷纷参与了投标，一些大的`建筑总承包单位进入了岩土工程施工。然而，不论是业主还是监理单位，他们都忽视了建筑总承包单位一般都没有岩土工程设计资质的问题，这给将来的施工造成了很多隐患。从承包模式看：基坑支护施工一般都实行分包，有些是业主直接将基坑工程分包给了专业公司，然后纳入总承包单位管理；而另一种模式是业主将基坑任务交给了总承包单位，而由总承包单位进行分包。前一种模式因业主将任务直接分包，故在总包单位管理时易出现管理难的问题，而后一种模式容易出现工程质量问题。
从深基坑工程特点看：深基坑开挖深度大，很多深基坑紧邻其它建筑物（或构筑物），施工难度较大，除了合理设计外，必须加强施工管理，确保严格按设计和相关规范施工，必须对基坑边坡和周围建筑物（或构筑物）加强监测，实现信息化施工。
2 施工中遇到的问题
2.1 基坑边坡坍塌。
这种情况一般发生在基坑施工阶段和基坑支护施工刚结束不久。在北京朝阳区洼里某一工地，基坑支护刚完工不到两天，边坡从上至下整体坍塌，长度达五十余米。究其原因，支护施工单位没有经过合理的设计，也没有严格按设计施工，从坍塌的坡面看，尽管是土钉支护，但是没有按土钉支护规范进行。大多数土钉没有注浆，只是打了一些孔把钢筋插进去；有些土钉虽然注了浆，但是孔内浆体没有注满；有些土钉孔位置根本没有打孔，只是将土钉杆体直接击入土体。
2.2 边坡水平位移较大。
一些基坑边坡水平位移较大，达到 4cm以上，并且经监测，水平位移还在继续加大。面对此种情况，结构主体施工单位停止了地下主体施工，业主不得不立即召集基坑支护设计、施工单位和专家对基坑重新进行稳定性分析，并就出现的问题提出处理措施。
2.3 附近建筑物变形。
在城市建设中，很多基坑紧邻建筑物，处理稍有不当，附近建筑物就极易变形。一般来说，建筑物变形都是其地基沉降引起的。建筑物出现较大变形后，不仅危及楼上的居民或工作人员的安全，而且也对在施的工程造成威胁，使得工程难以继续进行下去。
3 深基坑支护设计和施工的几点建议
针对深基坑支护施工中出现的一些情况，为了后续的结构主体施工能够顺利、安全、有序地进行，特对深基坑支护设计和施工提出如下几点建议。
3.1 明确基坑支护设计单位。
深基坑工程越来越多，而深基坑坍塌的事故也频频发生，为防止深基坑工程事故，地方主管部门出台了许多有关深基坑的强制性文件。所有这些都说明了深基坑工程事故的严重性和做好深基坑工程的重要性。在包括深基坑支护在内的岩土工程专业施工单位，同时一般也是设计单位。只有明确了深基坑支护设计单位，提交了深基坑支护设计单位资质，这在将来的施工中如出现问题时才能容易找到责任单位和责任人，可追溯性强。
3.2 投标和施工时提交基坑支护设计。
深基坑支护施工的依据是深基坑支护设计，故加强深基坑工程设计的审核和监督非常必要。无论在基坑支护投标时还是在基坑支护施工之前，都应单独提交基坑支护设计，设计封面和设计图上均应有设计人、审核人和审批人签字。这样，在基坑支护施工中如出现问题需做设计变更时，才能够很快找到设计人，也便于快速解决问题，同时也便于追究责任。
4.3 专项施工方案的编制与下发。
在基坑支护施工时，应编制专项施工方案。考虑到上报、审阅与返回周期，专项施工方案应在施工前几天编制，并及时上报监理。监理应抓紧批复，在批复后及时返回施工单位，以便施工单位能够及时准确下发到各相关部门和人员。施工单位在接到正式批复的施工方案前不得进行施工。在当前的基坑支护施工中，施工方案未批复前就开始施工的情况时有发生，这作为深基坑支护规范化施工是应当避免的。
4.4 施工过程控制。
深基坑支护施工中，应加强过程控制。施工中必须严格按照基坑支护设计、基坑支护施工组织设计、技术交底和相关规范等进行施工。施工中如出现异常情况，应由现场技术负责人根据情况的性质和大小，向基坑支护设计人汇报，设计人应及时根据现场实际情况进行设计变更，将问题消灭在萌芽中。
4 结论
对于深基坑支护设计和施工必须加强管理，要做好深基坑支护设计和施工，需从以下几方面着手解决。
4.1 设计应全面考虑深基坑支护的设计依据和条件，这是做好深基坑支护工程的前提条件。
4.2 深基坑支护应重视设计，加强对设计的全面管理；投标时应单独提供基坑支护设计。
4.3 基坑支护施工是工程得以安全、顺利进行的保证，应加强施工过程控制。
4.4 “4水”是深基坑支护的大敌，应重视对地下水的控制。同时，作为宝贵的地下水资源，应限制盲目、过度的抽降。
4.5 深基坑支护设计和施工管理目前还没有得到人们的充分重视，做好深基坑支护设计和施丁管理对减少甚至杜绝基坑工程事故、规范建筑施工必将起到积极的推动作用。
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