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简论导管超前小导管注浆技术如何写

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【摘要】超前小导管加固技术,是一种常用的隧道施工辅助稳定措施。主要用于自稳时间段的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。是浅埋暗挖隧道支护的一种措施。

1.小导管注浆加固土体技术

超前小导管注浆是沿隧道开挖轮廓线向外将管壁带孔的小导管打入地层内,并以一定的压力向管内注浆液。它既能将坑道内周围岩体预先加固及堵住围岩裂隙水,又能起到超前预支护的作用。如图(一)所示。这种方法施工简单,且注浆时间短。但由于注浆压力不高,一般为0.5~1.0Mpa,所以加固地层范围较小。在软弱、破碎地层中凿空后极易塌孔,且施作超前锚杆比较困难或者结构断面较大时,应采取超前小导管支护。超前小导管支护必须配合钢拱架使用。在条件允许时,也可在地面进行超前注浆加固;在有导洞时,也可在导洞内对隧道周边进行径向注浆加固。适用于自稳时间短的砂层。砂卵石层、断层破碎带、软弱围岩浅埋地段或处理塌方等地段。小导管注浆是浅埋暗挖隧道支护的一种措施。

2.施工准备

2.1注浆材料的选择,注浆材料应根据地质条件及涌水情况确定。

2.

1.1在断层破碎带及砂卵石等强渗透地层中,应采用料源广且便宜的注浆材料。

2.

1.2断层泥带,注浆材料宜优先选用水玻璃类和木胺类浆液。

2.1.3中、细、粉砂层、细小裂隙层及断层泥地段等弱渗透地层中,宜选用渗透性好、低毒及遇水膨胀的化学浆液,如聚氨酯类。
2.

1.4对于不透水的粘土层,宜采用高压劈裂注浆。

2.2注浆材料的配合比
注浆材料的配合比应根据地形情况和胶凝时间要求,并经过实验要求而定,一般地:
2.2.1采用水泥浆液时,水灰比可采用0.8:1~2:1,需缩短凝结时间,则可加入氯盐,三乙醇胺速凝剂。
2.2.2采用水泥~水玻璃浆液时,水泥浆的水灰比可用0.8:1~1.5:1,水玻璃浓度为25°~40°Be,水泥浆与水玻璃的体积比宜为1:1~1:0.3。

2.3.小导管的制作

小导管制作:小导管采用φ42mm的钢管制成,长度宜为3m~6m,沿管体每20cm钻φ8mm孔,四周梅花状布设出浆孔,前端封闭并制成尖状,以便顺利插入已钻好的导管孔内,当围岩松软时,用锤击直接打入。如图(二)

2.4.对各种施工机械进行检查,保证机械在施工过程中性能良好。

3.超前小导管注浆施工

根据根据暗挖段周边地理、地质位置情况,结合实际施工过程碰到地质状况:
3.1在施工新宫2#桥桩时,钻进至

2.0m标高后,遇障碍物无法钻进,经开挖发现地下存在大量松木桩及块石。

3.2对暗挖段与明挖段交接处管棚位置(

1.5标高)钻水平引水洞时,进洞2m后遇障碍物无法钻进。

据此发现,暗挖段与明挖段交接处进洞2m高程出洞位置存在较多的松木桩及大块石障碍物。根据以往管棚施工经验,在施工过程中,管棚的钻进如遇松木桩等障碍物,钻进极难有效实施。为此,在保证暗挖施工质量和安全前提下,经有关部门论证,设计调整施工取消大管棚支护,在环向@40cm长4m的小导管中间增设一道6m长小导管进行加密支护(注浆要求同施工图中隧-31),故小导管环向间距调整为20cm,且小导管搭接长度为:1m和3m。进行加密注浆后,可有效的预加固拱顶部土体,保证暗挖的拱部支承能力。见附图。

3.3超前注浆小导管参数

Φ42 热扎无缝钢管,壁厚3.5mm,L=4.0m和6.0m,环向间距200mm,纵向间距3.0m,普通水泥注浆加固区0.5m*0.5m梅花形布置,外插角10~15°,注浆液为4

2.5级普通硅酸盐水泥-水玻璃双液浆和超细水泥系列注浆材料-水玻璃双液浆。

小导管从工字钢腹板穿过或尾部焊接于钢拱架上,与钢拱架共同组成支护体系。尾端支撑于钢架上,也可焊接于系统锚杆的尾端。

4.4施工工艺

4.1注浆工艺如下图所示:


4.2超前小导管施工前,根据设计要求和围岩情况定出孔位,做出标记。

4.3检查锚杆原材料型号、规格、品种,以及锚杆各部件质量和技术性能应符合设计要求。

4.4.4用风钻人工打眼,打眼时根据围岩情况选择孔位角度,外插角10~15°,孔深不小于400mm和600mm。

4.5吹孔,用高压水进行孔内稀释。

4.4.6插入Φ42mm,壁厚

3.5mm的小导管。

4.4.7超前小导管保持不小于1m或3m的搭接长度。
4.4.8注浆采用42.5级普通硅酸盐水泥-水玻璃双液浆及超细水泥系列注浆材料-水玻璃双液浆,注浆前先进行现场试验,注浆参数通过现场试验按实际情况确定。

4.9当每孔注浆量达到了设计注浆量或注浆压力时可以结束注浆。

4.4.10注浆机械:采用KBY-50/70双液注浆机,浆液由水泥砂浆拌合机和TBW50/15混浆泵拌制。
灌注浆液: 4

2.5级普通硅酸盐水泥-水玻璃双液浆及超细水泥系列注浆材料-水玻璃双液浆。

注浆参数: 注浆终压0.5~

2.0Mpa

扩散半径500mm
水泥浆浓度0.8~

1.25:1

体积比1:1
浆液初凝时间1~2分钟
缓凝剂掺量4~5%

5.质量和技术要求

5.1超前小导管应采用外径42mm,壁厚

3.5mm的热扎无缝钢管,在现场加工。

5.2孔位应根据设计要求和围岩情况作出标记,孔位允许偏差±50mm,钻孔深度允许偏差±50mm;一般外插角10°~15°,锚杆环向间距200mm。
5.3锚杆方向宜尽量与围岩主要结构面垂直(不应过分苛求

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与设计一致,可根据具体结构面情况予以调节),用高压水将孔眼稀释干净。

5.4锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的90%;锚杆搭接长度应不小于1m。

5.5注浆压力应为0.5~

2.0MPa,在孔口处预留80cm止浆段。

5.6注浆开始或中途停止超过3min时,应用水润滑灌浆灌及其管路,注浆孔口压力不得大于0.4MPa。
5.7Φ42 注浆小导管钻头为30°的锥体,小导管端部应焊接在钢架上,与钢架共同作用,达到最好支护效果。托板可用3号钢,厚度不宜小于6mm,尺寸不宜小于150mm×150mm。

5.8施工期间应加强监控量测并及时反馈。

6.结束语

隧道施工关键是要解决好支护问题,超前小导管能够提前进行围岩稳定支护,且成本较低、安全性较高、简单实用,本文总结了超前小导管施工在具体施工中的一些应用,希望能对实际施工提供一些指导。

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