

采用超前小导管注浆法,可将隧道开挖过程中所释放的荷载传递至前方的围岩及后方初支部位,从而保证隧道掘进中围岩的稳定性。小导管注浆是指沿着隧道纵方向于拱上部的开挖轮廓线外部一定范围内密排向前上方倾斜的注浆钢花管,这种注浆施工工艺较为简单,利用一些简单工具即可在小空间范围内进行钻眼与布管,同时可在地层出现变化的状况下对施工方案进行及时调整,有着显著的经济效益。随着我国大量隧道工程的兴建,小导管注浆技术在各种困难地层施工中得到广泛的应用。2.1超前小导管注浆基本原理超前小导管注浆工艺的原理是在隧道工作面的拱上部一定范围内将小导管以一定角度打入地层中,并通过注浆泵施加的压力使浆液沿着小导管渗透扩散至地层的空隙中。
起到止水的作用,并在工作面的周围形成一个地层自承拱,同时通过管体的超前锚杆作用提高土体的自稳能力与自稳时间,改变围岩的力学性能,提高其力学参数,从而控制地层松弛变形。注浆效果通过围岩抗渗性与强度来体现,以现场原位实验及实验室实验来确定。对于存在一定孔隙或者裂隙受到扰动与破坏的围岩,通过注浆泵施加的压力使浆液克服阻力渗入围岩空隙或裂隙中,从而起到固结地层的作用。对于土质致密的地层,通过对浆液施加较高的压力以挤开裂缝,使浆液渗入围岩,进而压密岩体。(1)小导管可选用管径为Φ25~Φ42的有缝钢管,管长一般为3.0m~6.0m。(2)小导管以纵向沿隧道轮廓线外一定范围向前上方倾斜,外插角α为10°~15°。
(3)注浆压力取决于地层的致密程度,一般为0.5MPa~1.0MPa;水泥浆水灰比为1;水玻璃波美度为e=35;模度2.4。(4)超前小导管的纵向搭接长度不应小于1.0m;导管环向间距通过试验进行确定,不可超过0.4m;设置范围在拱部120°。(5)注浆液选用纯水泥浆液或添加5%水玻璃的双液浆。隧道超前小导管注浆的施工工艺流程是:施工准备→制作小导管→钻孔→配置浆液→注浆→隧道开挖。(1)根据设计施工图纸及施工具体条件,并制定防止与隧道施工发生相互干扰的有效措施。(2)通过对土质情况的调查分析,根据渗透系数进行注浆类型的确定,包括注浆液的名称、材质、规格、用量及技术标准等。化学浆液的成本较高。
且有一定毒性,不利于环保,应慎用之。(3)选择试验、钻孔、注浆、检测等所需设备及仪表器材,检查仪器是否完好,保证工作压力符合注浆压力的要求。(4)拟定适当的实验方案,通过实验确定注浆参数,包括注浆压力、注浆半径、注浆速度、扩散半径、有效范围、浆液配合比及初凝时间、止水盘尺寸等。(5)制作小导管,其前端为尖锥形,尾端焊接直径为8mm的钢筋加劲箍,于管壁每隔20cm处做直径为8mm的梅花形钻眼,尾端留至少30cm不钻孔作为至(止)浆段。(6)组织、安排施工队伍,并对某些设备与器材的加工生产进行部署。3.3安装小导管首先在设计好的孔位处做上标记,用凿岩机进行钻孔,要求孔径超过设计导管管径20mm以上;



1腔内回填体注浆腔内回填体注浆导管型号为φ423.5mm,注浆浆液选用双浆液,注浆过程详细参数如表1所示。2.2地表注浆由于坍方段位于F3断裂带,周围围岩极其破碎,由多种碎石结构和松软岩土构成,所以该断裂带几乎不具备任何承载力,受压就会发生形变。此外,地面覆盖黄土,偏压程度严重,为有效避免开挖过程中出现滑坡等事故,需对地表进行加固,加固方法为注浆。地表注浆导管为φ423.5mm无缝有孔型钢管,按照梅花型进行布置,必将选用双液浆,具体的注浆参数与上述腔内回填体注浆基本相同,具体内容见表1。2.3管棚超前支护在对该隧道进行二次开挖之前,需使用两种类型的钢管进行交错布局,钢管的类型为无缝和无缝有孔,从而完成长管棚超前支护。钻孔的仰角需控制在1°~3°之间,管棚之间的距离为30cm,管棚实际长度为30m,布局完成以后使用水泥砂浆进行充填。


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