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不良地质隧道小管棚预支护施工工法

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龙行天下 发表于 2018-2-26 09:29:53 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

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一、 前言
小管棚预支护在国内的实践较少,是支护设计方法尚不成熟的隧道支护项目。II类及其以下围岩无自稳能力,特别是遇到砂类土,开挖后临空面失稳,极易坍塌。采用小管棚预支护,可提高围岩自稳能力,有效地控制隧道开挖后临空面坍塌>>>、工法特点
1、针对性强,工艺程序清晰易懂,便于施工人员掌握。
2、施工安全可靠,能够提高开挖安全及进度。


三、 适用范围
1、 II类及其以下围岩的隧道施工。
2、 浅埋隧道及地面有重要建筑物的隧道施工。

四、 施工工艺

(一)、工艺原理:
在隧道开挖前,采用风钻钻孔、高压风清孔之后,将小导管放入孔内,沿隧道开挖轮廓外排列形成小管棚,管内注入水泥浆液。将预先弯制好的工字钢支垫于小导管之下,并在拱脚处用锁脚锚杆锁定。人工配合风镐开挖上导坑,开挖完成后及时将临空面初喷混凝土封闭,然后打系统锚杆、挂网、安装工字钢格栅、喷射混凝土封闭。待上导坑掘进一段距离后,下导坑拉中槽、错槽开马口,并将临空面及时初喷混凝土后安装系统锚杆、挂网、安放边墙工字钢并与拱部工字钢联接后喷射混凝土封闭。这样注浆小导管与工字钢共同组成预支护系统,支撑和加固自稳能力极低的围岩,喷射的混凝土将不连续的岩层层面胶结起来,并产生楔形效应而增加岩块间磨擦系数,防止岩块沿软弱面滑移。

(二)工艺流程(见图1  )




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(三)操作要点
1、施工准备
(1)施工现场达到三通一平,即电通、水通、路通、施工现场平整。
(2)准备好钢筋、水泥、粗、细骨料、速凝剂、工字钢、小导管、锚杆、风镐,选好钻孔机具及配套设备。
(3)确定水泥浆液、混凝土施工配合比,做好工字钢对焊强度试验,并满足设计要求。
(4)弯制工字钢、加工小导管(见图2  )。
(5)准备好质检记录表,格式见《喷锚支护施工记录》。
2、测量放线
(1)用全站仪进行定位控制,测定隧道中心线及拱顶标高,将安插小导管的钻孔口定于拱部衬砌轮廓线外30cm处。
(2)根据实际需要搭设钻孔平台。
3、钻孔及清孔
(1)钻孔一般按间距20~50cm,外插角为10°~30°,钻孔直径应较小导管直径大20mm以上。根据工程实际情况选用风钻进行钻孔,钻孔左右偏差控制在10~20cm。
(2)成孔后用高压风清孔,将孔内壁及根部残留废土清除干净,切忌用水冲洗。
(3)成孔孔壁必须顺直、完整。


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  4、小导管的加工及入孔
(1)插入成孔的小导管为热轧无缝钢管,长度3~5m。小导管前端加工成锥形,孔身应钻注浆孔,孔径为6~8mm,孔间距10~20cm,呈梅花型布置。尾部预留不小于30cm长度做为预留止浆段。
(2)用沾有cs胶泥的麻丝绳绕成不小于钻孔直径的纺锥形柱塞,把管子插入孔内,再顶入到要求的深度,使麻丝柱塞与孔壁充分挤压密实,然后在麻丝与孔口空余部分填充cs塑胶泥,使注浆管和止浆塞固定。
5、注浆
(1)通过压水试验确定岩层的吸水性,核实岩层的渗透性选取泵量,泵压等,同时检查止浆塞效果和注浆管路情况等。
(2)注浆采用单液方式注浆,水灰比控制在4:1~0.5:1之间,每次压浆应先稀后浓原则进行。
(3)注浆采用HFV-C注浆泵,采用分级压法,开始时使用最低一级的压力压注,当单位吸浆量减少到一定限度,则将压力升高一级,当单位吸浆量又减少到下限,再升高一级压力;直到规定压力,压至单位吸浆量减少到结束标准时,结束注浆。
6、开挖上导坑
(1)待浆液达到胶凝时间以后,采取人工套合风镐形式开挖上导坑,待轮廓开挖好以后,及时初喷混凝土厚3cm, 然后将临空面布设系统锚杆(长3m、Φ22)、挂网(Φ8、20Χ20cm)。
(2)安放第一榀工字钢(120),并将工字钢支垫于小导管端头的下部,拱脚处用锁脚锚杆锁定。喷射混凝土(厚约12cm)封闭。
(3)工字钢拱脚处加焊6mm厚钢板,以便减小单位面积受力及在下导坑开挖时与边墙部位工字钢焊接。
7、下导坑落底
(1)、上导坑掘进6m以后,下导坑开始拉中槽,错槽开马口,开挖完成后及时初喷混凝土厚3cm,临空面布设系统锚杆、挂网。
(2)立边墙工字钢,与拱脚处工字钢对焊,打锁定锚杆锁定。同时保证工字钢垫板嵌入边墙基底标高以下15cm。
(3)喷混凝土最后封闭。这样,小管棚预支护基本形成。(见图3)
(4)下导坑开挖按此施工方法循环至6m,及时推台车、立模、衬砌混凝土。


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质量控制


1、隧道开挖的允许误差为±5cm,II类及其以下围岩段确保不欠挖。
2、严格控制小导管钻孔的位置及角度,在钻孔前要先将钻孔位置定好,用红油漆做好钻孔孔位的标志,在施工过程中严格标志位置钻孔。
3、控制注浆压力及配比,确保注浆的效果。
4、严格控制喷射混凝土的配合比,采用湿喷作业,确保喷射混凝土的质量。
5、做好围岩收敛记录,观测围岩的变化情况。

安全措施


1、建立健全安全岗位责任制,从指挥部到作业班组,实行安全责任检查制,专人负责制,对违章者严加惩处。
2、未经岗前教育和安全教育者不得上岗工作,考试不合格者不得上岗工作。
3、施工现场的工作人员要戴安全帽,非工作人员不得进入施工现场。
4、隧道内如遇局部硬岩石,必须采取控制爆破,以减少围岩扰动。
5、要安排专人观察围岩变化情况,以便对危岩采取相应措施。
6、各种管线要排列整齐,严禁一闸多用等。

效益分析


1、对II类及其以下围岩,提高了围岩的自稳能力,加快掘进速度,避免塌方冒顶事件的发生。
2、 为我国地下工程支护结构提供了新方法、新技术和新经验。


来源:隧道施工好帮手

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