噴錨支護技術(shù)和超前加固技術(shù)要點詳解_第1頁
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文檔簡介

1、噴錨支護技術(shù)和超前加固技術(shù)要點詳解一、噴錨暗挖與初期支護(一)噴錨暗挖與支護加固1 .淺埋暗挖法施工地下結(jié)構(gòu)需采用噴錨初期支護,主要包括鋼筋網(wǎng)噴射混凝土、 錨桿一鋼筋網(wǎng)噴射混凝土、鋼拱架一鋼筋網(wǎng)噴射混凝土等支護結(jié)構(gòu)形式;可根 據(jù)圍巖的穩(wěn)定狀況,采用一種或幾種結(jié)構(gòu)組合。2 .在淺埋軟巖地段、自穩(wěn)性差的軟弱破碎圍巖、斷層破碎帶、砂土層等不良地 質(zhì)條件下施工時,若圍巖自穩(wěn)時間短、不能保證安全地完成初次支護,為確保 施工安全,加快施工進(jìn)度,應(yīng)采用各種輔助技術(shù)進(jìn)行加固處理,使開挖作業(yè)面 圍巖保持穩(wěn)定。(二)支護與加固技術(shù)措施1 .暗挖隧道內(nèi)常用的技術(shù)措施(超導(dǎo)、導(dǎo)周、超錨、深注、臨仰一2導(dǎo)超深宮)(1)

2、超前錨桿或超前小導(dǎo)管支護;(2)小導(dǎo)管周邊注漿或圍巖深孔注漿;(3)設(shè)置臨時仰拱。2 .暗挖隧道外常用的技術(shù)措施(表錨、表注、凍結(jié)、降水、管棚-2表凍水管)(1)管棚超前支護;(2)地表錨桿或地表注漿加固;(3)凍結(jié)法固結(jié)地層;(4)降低地下水位法。二、暗挖隧道內(nèi)加固支護技術(shù)(一)主要材料1 .噴射混凝土應(yīng)采用早強混凝土,其強度必須符合設(shè)計要求。嚴(yán)禁選用具有堿 活性集料??筛鶕?jù)工程需要摻用外加劑,速凝劑應(yīng)根據(jù)水泥品種、水膠比等, 通過不同摻量的混凝土試驗選擇最佳摻量,使用前應(yīng)做凝結(jié)時間試驗,要求初 凝時間不應(yīng)大于5min,終凝時間不應(yīng)大于10min2 .鋼筋網(wǎng)材料宜采用Q235鋼(碳素鋼),鋼

3、筋直徑直為612mm網(wǎng)格尺寸 宜采用150300mm搭接長度應(yīng)符合規(guī)范。鋼筋網(wǎng)應(yīng)與錨桿或其他固定裝置連 接牢固。3 .鋼拱架直選用鋼筋、型鋼、鋼軌等制成,采用鋼筋加工而成格柵的主筋直徑 不宜小于18mm(二)噴射混凝土前準(zhǔn)備工作1 .噴射混凝土前,應(yīng)檢查開挖斷面尺寸,清除開挖面、拱腳或墻腳處的土塊等 雜物,設(shè)置控制噴層厚度的標(biāo)志。對基面有滴水、淌水、集中出水點的情況, 采用埋管等方法進(jìn)行引導(dǎo)疏干。2 .應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)、噴射量等條件選擇噴射方式,宜采用濕噴方式; 噴射厚度宜為50100mm3 .鋼架應(yīng)在開挖或噴射混凝土后及時架設(shè);超前錨桿、小導(dǎo)管支護宜與鋼拱架、 鋼筋網(wǎng)配合使用;長度宜

4、為3.03.5m,并應(yīng)大于循環(huán)進(jìn)尺的2倍。4 .超前錨桿、小導(dǎo)管支護是沿開挖輪廓線,以一定的外插角,向開挖面前方安 裝錨桿、導(dǎo)管,形成對前方圍巖的預(yù)加固。(三)噴射混凝土1 .噴射混凝土應(yīng)緊跟開挖工作面,應(yīng)分段、分片、分層,由下而上順序進(jìn)行, 當(dāng)巖面有較大凹洼時,應(yīng)先填平。分層噴射時,一次噴射厚度可根據(jù)噴射部位 和設(shè)計厚度確定。2 .鋼拱架應(yīng)與噴射混凝土形成一體,鋼拱架與圍巖間的間隙必須用噴射混凝土 充填密實,鋼拱架應(yīng)全部被噴射混凝土覆蓋,保護層厚度 40mm3 .臨時仰拱應(yīng)根據(jù)圍巖情況及量測數(shù)據(jù)確定設(shè)置區(qū)段,可采用型鋼或格柵并噴 混凝土修筑。(四)隧道內(nèi)小導(dǎo)管注漿技術(shù)小導(dǎo)管注漿加固技術(shù)小導(dǎo)管

5、注漿是淺埋暗挖隧道的常規(guī)施工工序。本條簡要介紹小導(dǎo)管注漿加固技 術(shù)及其施工要點。S、適用條件與基本規(guī)定(一)適用條件1 .小導(dǎo)管注漿支護加固技術(shù)可作為暗挖隧道常用的支護措施和超前加固措施, 能配套使用多種注漿材料,施工速度快,施工機械簡單,工序交換容易。(簡 易快)2 .在軟弱、破碎地層中成孔困難或易塌孔,且施作超前錨桿比較困難或者結(jié)構(gòu) 斷面較大時,宜采取超前小導(dǎo)管注漿和超前預(yù)加固處理方法。(二)基本規(guī)定1 .小導(dǎo)管支護和超前加固必須配合鋼拱架使用。用作小導(dǎo)管的鋼管鉆有注漿孔, 以便向土體進(jìn)行注漿加固。2 .采用小導(dǎo)管加固時,為保證工作面穩(wěn)定和掘進(jìn)安全,應(yīng)確保小導(dǎo)管安裝位置 正確和足夠的有效長

6、度,嚴(yán)格控制好小導(dǎo)管的安設(shè)角度。3 .在條件允許時,應(yīng)配合地面超前注漿加固;有導(dǎo)洞時,可在導(dǎo)洞內(nèi)對隧道周 邊進(jìn)行徑向注漿加固。(一)小導(dǎo)管布設(shè)1 .常用設(shè)計參數(shù):鋼管直徑3050mm鋼管長35m焊接鋼管或無縫鋼管; 鋼管鉆設(shè)注漿孔間距為100150mm鋼管沿拱的環(huán)向布置間距為 300500mm 鋼管沿拱的環(huán)向外插角為5。15° ,小導(dǎo)管是受力桿件,因此兩排小導(dǎo)管在 縱向應(yīng)有一定搭接長度,鋼管沿隧道縱向的搭接長度一般不小于1s2 .導(dǎo)管安裝前應(yīng)將工作面封閉嚴(yán)密、牢固,清理干凈,并測放出鉆設(shè)位置后方可施工。(二)注漿材料(強盛穩(wěn)久可收毒)1 .應(yīng)具備良好的可注性,固結(jié)后應(yīng)有一定強度、抗?jié)B

7、、穩(wěn)定、耐久和收縮小, 漿液須無毒。注漿材料可采用改性水玻璃漿、普通水泥單液漿、水泥一水玻璃 雙液漿、超細(xì)水泥四種注漿材料。一般情況下改性水玻璃漿適用于砂類土,水 泥漿和水泥砂漿適用于卵石地層。(泥卵、玻砂)。2 .水泥漿或水泥砂漿主要成分為 P.O42.5級及以上的硅酸鹽水泥、水泥砂漿;水玻璃濃度應(yīng)為4045 ° Be,外加劑應(yīng)視不同地層和注漿法工藝進(jìn)行選擇。3 .注漿材料的選用和配比的確定,應(yīng)根據(jù)工程條件,經(jīng)試驗確定。(三)注漿工藝1 .注漿工藝應(yīng)簡單、方便、安全,應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件選擇注漿工藝(法)。2 .在砂卵石地層中宜采用滲入注漿法;在砂層中宜采用擠壓、滲透注漿法;在 黏土層中

8、宜采用劈裂或電動硅化注漿法;在淤泥質(zhì)軟土層中宜采用高壓噴射注 漿法。(一)控制加固范圍1 .按設(shè)計要求,嚴(yán)格控制小導(dǎo)管的長度、開孔率、安設(shè)角度和方向。(長孔角2 .小導(dǎo)管的尾部必須設(shè)置封堵孔,防止漏漿。(二)保證注漿效果1 .漿液必須配比準(zhǔn)確,符合設(shè)計要求。2 .注漿時間和注漿壓力應(yīng)由試驗確定,應(yīng)嚴(yán)格控制注漿壓力。一般條件下:改 性水玻璃漿、水泥漿初壓宜為 0.10.3MPa,砂質(zhì)土終壓一般應(yīng)不大于 0.5MPq 黏質(zhì)土終壓不應(yīng)大于0. 7MPa。水玻璃一水泥漿初壓宜為 0.31.0MPa,終壓宜 為 1.2 1.5MPa3 .注漿施工期應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測,監(jiān)測項目通常有地(路)面隆起、地下水污染等,

9、 特別是要采取必要措施防止注漿漿液溢出地面或超出注漿范圍。(地隆水染漿 超逸) 管棚施工技術(shù)要點:S結(jié)構(gòu)組成與適用條件1、結(jié)構(gòu)組成(1)管棚法為防止隧道開挖引起的地表下沉和圍巖松動,開挖掘進(jìn)前沿開挖工 作面的上半斷面設(shè)計周邊打入厚壁鋼管,在地層中構(gòu)筑的臨時承載棚防護下, 為安全開挖預(yù)先提供增強地層承載力的臨時支護方法,與小導(dǎo)管注漿法相對應(yīng), 通常又稱為大管棚超前支護法。(2)管棚是由鋼管和鋼拱架組成。鋼管入土端制作成尖靴狀或楔形,沿著開挖 輪廓線,以較小的外插角(3° ),向開挖面前方打入鋼管或鋼插板,末端支架 在鋼拱架上,形成對開挖面前方圍巖的預(yù)支護。(3)管棚中的鋼管應(yīng)按照設(shè)計要

10、求進(jìn)行加工和開孔,管內(nèi)應(yīng)灌注水泥漿或水泥 砂漿,以便提高鋼管自身剛度和強度。2、適用條件(管棚使用地層:膨塌流砂、偏極斷發(fā))(1)適用于軟弱地層和特殊困難地段,如極破碎巖體、塌方體、砂土質(zhì)地層、 強膨脹性地層、強流變性地層、裂隙發(fā)育巖體、斷層破碎帶、淺埋大偏壓等圍 巖,并對地層變形有嚴(yán)格要求的工程。(2)通常,在下列施工場合應(yīng)考慮采用管棚進(jìn)行超前支護:(管棚適用場合:2穿特大口帶)1)穿越鐵路修建地下工程;2)穿越地下和地面結(jié)構(gòu)物修建地下工程;3)修建大斷面地下工程;4)隧道洞口段施工;5)通過斷層破碎帶等特殊地層;6)特殊地段,如大跨度地鐵車站、重要文物保護區(qū)、河底、海底的地下工程施 1、主

11、要材料要求管棚所用鋼管一般選用直徑70180mm壁厚48mm6縫鋼管。管節(jié)長度視工程具體情況而定,一般情況下短管棚采用的鋼管每節(jié)長小于 10m長管棚采用 的鋼管每節(jié)長大于10m或可采用出廠長度。(小導(dǎo)管直徑 3050mm長度3 5m)(1)水泥砂漿主要成分為P.O42.5級及以上的硅酸鹽水泥,水泥砂漿宜采用中 砂或粗砂;外加劑應(yīng)視不同地層選用;配比應(yīng)根據(jù)工程土質(zhì)條件,經(jīng)試驗確定。1、施工技術(shù)要點(1)施工工藝流程:(小導(dǎo)管、管棚:鉆-擦注-封地表錨桿:鉆-注-擦封)(2)測放孔位-鉆機就位-水平鉆孔-壓入鋼管-注漿(向鋼管內(nèi)或管周圍土 體)封口開挖。(3)管棚一般是沿地下工程斷面周邊的一部分或

12、全部,以一定的間距環(huán)向布設(shè), 形成鋼管棚護,沿周邊布設(shè)的長度及形狀主要取決于地形、地層、地中或地面 及周圍建筑物的狀況,有帽形、方形、一字形及拱形等。(4)管棚鋼管環(huán)向布設(shè)間距對防止上方土體坍落及松弛有很大影響,施工中須 根據(jù)結(jié)構(gòu)埋深、地層情況、周圍結(jié)構(gòu)物狀況等選擇合理間距。一般采用的間距 為2.02.5倍的鋼管直徑(小導(dǎo)管間距一般 100150,環(huán)向300500)??v 向兩組管棚搭接的長度應(yīng)大于3m (小導(dǎo)管縱向搭接1n) o在鐵路、公路正下方 施工時,要采用剛度大的鋼管連續(xù)布設(shè)。(公鐵連續(xù))S施工質(zhì)量控制要點1、鉆孔精度控制(1)鉆孔開始前應(yīng)在管棚孔口位置埋置套管,把鋼管放在標(biāo)準(zhǔn)拱架上,測

13、定鉆孔孔位和鉆機的中心,使兩點一致。為了防止鉆孔中心振動,鋼管應(yīng)用U形螺栓與拱架稍加固定,以仿止彎曲,并應(yīng)每隔5m (視情況可調(diào)整,一般為 26m)對正在鉆進(jìn)的鉆孔及插入鋼管的彎曲及其趨勢進(jìn)行孔彎曲測定檢查。(防止鉆孔中心振動措施:U型螺栓與拱架固定鋼管,每隔5m對鉆孔及鋼管進(jìn) 行孔彎曲測定)(2)在松軟地層或不均勻地層中鉆進(jìn)時,管棚應(yīng)設(shè)定外插角,角度一般宜03(小導(dǎo)管515° )。避免管節(jié)下垂進(jìn)入開挖面,應(yīng)注意檢測鉆孔的偏斜度,發(fā)現(xiàn)偏斜度超出要求應(yīng)及時糾正。鋼管就位控制(1)鋼管的打入隨鉆孔同步進(jìn)行,并按設(shè)計要求接長,接頭應(yīng)采用厚壁管箍, 上滿絲扣,確保連接可靠。(2)鋼管打入土體

14、就位后,應(yīng)及時隔(跳)孔向鋼管內(nèi)及周圍壓注水泥漿或水 泥砂漿,使鋼管與周圍巖體密實,并增加鋼管的剛度。3、注漿效果控制(1)嚴(yán)格控制管棚間距,防止管棚出現(xiàn)間距過大或出現(xiàn)偏離。(2)嚴(yán)格按試驗參數(shù),控制注漿量,防止注漿效果不好、出現(xiàn)流沙等現(xiàn)象。(3)必要時宜與小導(dǎo)管注漿相結(jié)合,開挖時可在管棚之間設(shè)置小導(dǎo)管。(五)隧道內(nèi)錨桿注漿加固,錨桿施工應(yīng)保證孔位的精度在允許偏差范圍內(nèi), 鉆孔不宜平行于巖層層面,宜沿隧道周邊徑向鉆孔。錨桿必須安裝墊板,墊板 應(yīng)與噴混凝土面密貼。鉆孔安設(shè)錨桿前應(yīng)先進(jìn)行噴射混凝土施工,孔位、孔徑、 孔深要符合設(shè)計要求,錨桿露出巖面長不大于噴射混凝土的厚度,錨桿施工應(yīng) 符合質(zhì)量要求

15、。三、暗挖隧道外的超前加固技術(shù)(一)降低地下水位法1 .當(dāng)淺埋暗挖施工地下結(jié)構(gòu)處于富水地層中,且地層的滲透性較好,應(yīng)首選降 低地下水位法達(dá)到穩(wěn)定圍巖、提高噴錨支護安全的目的。含水的松散破碎地層 宜采用降低地下水位法,不宜采用集中宣泄排水的方法。2 .在城市地下工程中采用降低地下水位法時,最重要的決策因素是確保降水引 起的沉降不會對既有構(gòu)筑物或擬建構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成危害。3 .降低地下水位通常采用地面降水方法或隧道內(nèi)輔助降水方法。4 .當(dāng)采用降水方案不能滿足要求時,應(yīng)在開挖前進(jìn)行帷幕預(yù)注漿,加固地層等 堵水處理。根據(jù)水文、地質(zhì)鉆孔和調(diào)查資料,預(yù)計有大量涌水或涌水量雖不大, 但開挖后可能引起大規(guī)

16、模塌方時,應(yīng)在開挖前進(jìn)行注漿堵水,加固圍巖。(二)地表錨桿(管)1 .地表錨桿(管)是一種地表預(yù)加固地層的措施,適用于淺埋暗挖、進(jìn)出工作 井地段和巖體松軟破碎地段。2 .地面錨桿(管)按矩形或梅花形布置,先鉆孔-吹凈鉆孔-用灌漿管灌漿- 垂直插入錨桿桿體-孔口將桿體固定。地面錨桿(管)支護,是由普通水泥砂 漿和全粘結(jié)型錨桿構(gòu)成地表預(yù)加固地層或圍巖深孔注漿加固地層。3 .錨桿類型應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、使用要求及錨固特性進(jìn)行選擇,可選用中空注漿 錨桿、樹脂錨桿、自鉆式錨桿、砂漿錨桿和摩擦型錨桿。(錨桿類型:中脂摩 砂鉆)(三)凍結(jié)法固結(jié)地層1 .凍結(jié)法是利用人工制冷技術(shù),用于富水軟弱地層的暗挖施工固結(jié)地層。通常, 當(dāng)土體的含水量大于2.5%、地下水含鹽量不大于 3%地下水流速不大于40m/d 時,均可適用常規(guī)凍結(jié)法,當(dāng)土層含水量大于 10%口地下水流速不大于79m/d 時,凍土擴

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