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1 小导管注浆是浅埋暗挖隧道支护的一种措施。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。
2 小导管注浆支护的一般测如下:钢管直径30 - 50mm 钢管长 3 - 5m ,钢管钻设注浆孔间距为 100 - 150 mm ,钢管沿拱的环向布置间距为 300 - 500 mm .钢管沿拱的环向外插角为 5°一 15° ,小导管是受力杆件,因此两排小导管在纵向应有一定搭接长度,钢管沿隧道纵向的搭接长度一般不小于1m .
导管安装前应将工作面封闭严密、牢固,清理干净,并测放出钻设位置后方可施工.
3 采用小导管加固时,为保证工作面稳定和掘进,应确保小导管安装位置正确和足够的有效长度,严格控制好小导管的钻设角度。用作小导管的钢管钻有注浆孔,以便向土体进行注浆加固,也有利于提高小导管自身刚度和强度。
4 小导管注浆宜采用水泥浆或水泥砂浆。浆液必须充满例借及周围空隙,注浆量和注浆压力应由试验确定。
小导管在隧道开挖时承受地层的压力,为保证灌浆质量防止漏浆,小导管的尾部需设置封堵孔。
注浆施工应根据土质条件选择注浆法:在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法;在砂层中宜采用挤压、渗透注浆法;在粘土层中宜采用劈裂或电动硅化注浆法;在淤泥质软土层中宜采用高压喷射注浆法。
注浆材料应具备良好的可注性,固结后应有一定强度、抗渗、稳定、耐久和收缩小,浆液须,注浆工艺应简单、方便、注浆材料的选用和配比的确定,应根据工程条件,经试验确定。
注浆施工期应监测地下水是否受污染,应该防止注浆浆液溢出地面或超出注浆范围。
(1)通常用地质岩芯钻配合钻头进行来回扫孔,浮渣至孔底,确保孔径、孔深符合要求,防止堵孔。
(2)用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
(3)用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。
5、安装超前小导管
(1)钻孔完成后及时安设小导管,避免出现塌孔。
(2)小导管顶进采用大孔引导和风钻相结合的工艺,即先钻大于小导管直径的引导孔,利用钻机的冲压力和推力低速顶进钢管。
6、超前小导管注浆6.1浆液配置
注浆材料及配合比:注浆采用水泥浆液,水灰比为1:1;注浆压力0.5~1MPa,水泥标号为PO32.5水泥。
单根小导管理论注浆量:
Q=πR2Lηαβ
式中
L——注浆段长度;
R——浆液扩散半径,取0.6L0, L0为管体间距40cm;
H——地层孔隙率,风化岩层2~3%,岩石破碎带取5~8%、砂土取40~60%,粘土取20~40%计算;
α——浆液有效充填率,取85%;
β——浆液损耗系数1.05。
6.2注浆管的设置
注浆采用孔口注浆管注浆,孔口排气管与注浆管,由阀门来控制开关,排气管采用Φ20塑料管,插入孔底5~10cm处,然后连接注浆管等各种管路,利用锚固剂封闭掌子面与导管间的孔隙,防止漏浆。关闭孔口阀门,开启注浆泵进行管路压水试验,如有泄漏及时检修,试验压力等于注浆终压。
6.3注浆控制
(1)导管施工完成后开始注浆,注浆前对所有孔眼安装止浆塞,同时对管口与孔口侧进行密封处理。
(2)水泥浆液采用拌和机制浆,采用液压注浆机浆液注入导管钢管内,注浆前先检查管路和机械状况,确认正常后作压浆试验,确定合理的注浆参数,据以施工。
(3)注浆分两步完成,当 次注浆的浆液充分收缩后,进行第二次注浆,以使导管填充密实。注浆采取注浆终压和注浆量双控措施,注浆压力以0.5~1.0 MPa为宜,持压3~5mm后停止注浆,注浆量一般为钻孔圆柱体的1.5倍。若注浆量超限,未达到压力要求,应调整浆液浓度继续注浆,直至符合注浆质量标准。确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均为浆液充填,方可终止注浆。注浆过程中压力如突然升高,可能发生堵管,应停机检查。
(4)注浆过程应程派专人负责,填写“注浆记录表”,记录注浆时间、浆液消耗量及注浆压力等数据,观察压力表值,监控连通装置,避免因压力猛增而发生异常情况。
注浆管的制作主要分为三个制作过程:(1)注浆管端部花管制作;(2)注浆管中部直管制作;(3)注浆管上不丝扣接头制作。在注浆管制作过程中要使用橡胶模、塑料膜或胶带等,将花管四周覆盖好,再用细铁丝将其缠绕,防止注浆管使用时发生渗漏的情况,侧壁位置还应该设计6~7mm的梅花形出浆水孔,减少管内浆液对注浆管压力。选择直径25mm或30mm的无缝焊管和镀锌管作为注浆管的主要制作材料,对于不同的施工工程,直径可以根据特殊的施工情况作出调整。注浆管的质量如何直接影响到后续的整体施工,所以要对注浆管的质量严格把关。
3.3安装注浆管
在注浆管制作完成之后,接下来就需要完成注浆管的下放与安装,下安装注浆管时一定要注意的就是各个注浆管的对接要准确、到位,焊接注浆管之间的缝隙时要保证焊接口的密封性、充实性、连续性,在完成整个施工流程后,进行接口复查,按照施工要求严格的进行注浆管的安装和下放,保证注浆时不会发生漏浆现象,避免产生更多施工量。
3.5防排水施工
施工前,需对初支面上残存的水分进行清理,以避免残存的水分对二次衬砌造成侵蚀等不良现象。由于地下水较为丰富,在初期支护工作结束后喷射混凝土表面会有一定的水分渗出,这时施工人员需先将事先设置的半圆管进行,使水分有效流出,待水分全部流出后,使用砂浆对出水口进行涂抹,提高其密实性。此外还可使用防水板进行焊接铺挂,每条焊缝应>15mm,而且防水板表面无其他异常现象。严格按照一定的流程进行作业,并使用钢筋卡进行有效固定,提高其防水性能。
4结束语
隧道工程中浅埋地段实施上述施工技术后,取得了显著成效。通过对方案进行优化设计,对原有的设计加固方案进行改进,大大提高了工程进度。采用2台钻机同时工作,在短时间内完成了管棚施工任务。考虑到地层较为松散等特征,施工中采取4台阶9步法进行开挖,提高了施工的性。施工中采取的二衬施工法,有效解决了地表水下渗等问题,提高了工程效率。经过全程监测,未发现地表房屋有下沉或者开裂现象。