淺談隧道超前小導(dǎo)管注漿

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1、淺談隧道超前小導(dǎo)管注漿  【摘要】隧道施工中,自支護(hù)能力相對(duì)較弱,若遇到破損的圍巖,很容易發(fā)生危險(xiǎn)。而超前小導(dǎo)管注漿法能夠改善土體的物理性能、增強(qiáng)軟弱圍巖的自承載能力、防止地層松弛變形,可極大地增強(qiáng)隧道的支護(hù)能力,是隧道工程在不良地質(zhì)條件中最為有效的輔助施工方法之一。本文介紹了超前小導(dǎo)管注漿加鋼支撐的施工工藝,闡述超前小導(dǎo)管的設(shè)計(jì)參數(shù)、注漿壓力、工藝流程,提出施工中的注意事項(xiàng)?!  娟P(guān)鍵詞】隧道超前小導(dǎo)注漿工藝  山嶺隧道施工中,往往會(huì)遇到穩(wěn)定性極差的軟弱破碎巖層,此時(shí)就要借助超前支護(hù)予以支撐。而超前小導(dǎo)管注漿技術(shù)則以其簡(jiǎn)單便捷的施工工藝技術(shù),被廣泛應(yīng)用于隧道施工之中,并且成為隧道施工過(guò)程

2、中輔助穩(wěn)定開(kāi)挖最為行之有效的工藝技術(shù)。該工藝特別適用于自穩(wěn)時(shí)間較短的巖溶泥流地段,砂土層、小斷層破碎帶、砂卵(礫)石層,淺埋軟巖地段,自穩(wěn)性差的軟弱破碎圍巖,嚴(yán)重偏壓,斷層破碎以及大面積淋水或涌水地段施工??稍谒淼篱_(kāi)挖前或開(kāi)挖中采用輔助施工方法與穩(wěn)定措施,以加強(qiáng)隧道圍巖穩(wěn)定。較大管棚施工而言,小導(dǎo)管注漿技術(shù)更加簡(jiǎn)單便捷,經(jīng)濟(jì)實(shí)效性更強(qiáng)。目前隧道進(jìn)、出口端普遍采用超前小導(dǎo)管注漿加鋼支撐輔助開(kāi)挖的進(jìn)洞施工工藝。本文將結(jié)合隧道小導(dǎo)管注漿工藝的原理及特性,探究其工藝流程及其對(duì)實(shí)際隧道施工工程的應(yīng)用價(jià)值?! ?隧道超前小導(dǎo)管注漿的加固原理及其特點(diǎn)6  隧道超前小導(dǎo)管注漿加固機(jī)理為滲入性注漿,對(duì)于有裂

3、隙且被破壞受擾動(dòng)的圍巖,可利用注漿壓力,將水泥漿液滲透入這些裂隙之中,將水泥漿液作為粘合劑。膠接體,使有破損或已破碎圍巖可以緊密膠合,從而形成一個(gè)完好的整體,組成承重環(huán),使已破損的巖層又可轉(zhuǎn)變?yōu)檎w穩(wěn)定帶,防止在隧道施工過(guò)程中,因圍巖開(kāi)挖而引發(fā)巖塊松動(dòng)或脫落,實(shí)現(xiàn)加固巖石的目的。隧道超前小導(dǎo)管注漿施工工藝,擁有多重優(yōu)點(diǎn),在軟弱破碎的圍巖中,這些優(yōu)點(diǎn)便尤為凸顯。例如,打入后的小導(dǎo)管在隧道中形成管棚效果,聯(lián)合網(wǎng)結(jié),超前支護(hù)體系由此形成,進(jìn)而增強(qiáng)了圍巖的穩(wěn)定性與牢固性,防止圍巖松弛變形,極大的提升了隧道施工的安全性;穩(wěn)妥的注漿效果,使得注漿質(zhì)量更加易于操控,注漿效果更好;借助超前支護(hù)方法,再通過(guò)

4、對(duì)水泥漿液凝結(jié)時(shí)間的調(diào)節(jié),可極大的減少隧道開(kāi)挖時(shí)間;另外,超前小導(dǎo)管注漿利用小型機(jī)具進(jìn)行施工,不用專門設(shè)備,操作方法更加簡(jiǎn)單易行,而且這種方法的還具有安全性能更高,耗費(fèi)成本更低的優(yōu)點(diǎn)?! ?小導(dǎo)管注漿分類  結(jié)合各種注漿目的及注漿材料,小導(dǎo)管注漿一般可分為兩類:一類為注水泥砂漿,關(guān)鍵作用是導(dǎo)管的剛度增強(qiáng);二類為水泥或注水泥漿―水玻璃雙液漿等化學(xué)漿液,關(guān)鍵作用為:(1)將坑道周圍噴漿區(qū)的松散巖體通過(guò)漿液的化學(xué)作用在短時(shí)間加固并符合一定自穩(wěn)力,為掘進(jìn)時(shí)的施工安全給予保障;(2)漿液融入巖體的空隙凝結(jié)固化后可起到很好的防水作用。水泥一水玻璃雙液漿的固結(jié)時(shí)間大約在4小時(shí)左右,單液水泥漿的固結(jié)時(shí)間大

5、約在8小時(shí)左右。在施工操作工藝基木和地質(zhì)條件相同的情況下,雙液注漿的止水效果比單液注漿強(qiáng)。6  3漿液特性  3.1單液槳  單液漿的特性重點(diǎn)反應(yīng)漿液的稠度、漿液和凝結(jié)時(shí)間的配合比等。水灰比能選用0.8:1~2:1,如果要縮短凝結(jié)時(shí)間,需加入三乙醇胺速凝劑和食鹽等。在孔口處有必要設(shè)置止?jié){塞,能承受規(guī)定的最大注漿壓力和水壓比漿塞要強(qiáng),間隔注漿后至開(kāi)挖前的時(shí)間,視漿液種類為4h~8h合適。開(kāi)挖時(shí),應(yīng)保留1.5m~2.0m的止?jié){墻,防止下一次注漿時(shí)孔口跑漿,具體操作應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、巖性、施工條件確定?! ?.2雙液漿  雙液漿的特性關(guān)鍵發(fā)生在漿液粘度、凝膠時(shí)間和顆粒度長(zhǎng)短上,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定漿液配合

6、比;漿液選用水灰比為:0.8:1~1.5:4。水玻璃與水泥漿的體積比一般在1:0.3~1:1,在相對(duì)范圍內(nèi)水玻璃用量的逐漸減少,凝固時(shí)間逐漸縮短,也能把食鹽和三乙醇胺速凝劑添加進(jìn)去等。當(dāng)水玻璃與水泥漿的體積比在1:0.4~1:0.6范圍時(shí),漿液使石體抗壓強(qiáng)度升高。水玻璃濃度一般在30Be~50Be(波美度)之間,漿液濃度越高使石體抗壓強(qiáng)度升高。采用的雙液漿在實(shí)際工程中為1:1重量比的水泥漿和35Be的水玻璃,前者與后者的體積比為1:0.5。理論推算水玻璃的比重為145(145-35Be)=1.318t/m3。1:1泥漿的實(shí)際試驗(yàn)比重為1.512t/m3,該雙液漿初凝時(shí)間為4min,終凝時(shí)間

7、為70min?! ?超前小導(dǎo)管設(shè)計(jì)參數(shù)  超前小導(dǎo)管設(shè)計(jì)規(guī)格一般采用ф426mm熱軋無(wú)縫鋼管,長(zhǎng)4m~7m,壁厚3.5mm,管壁每隔15-20cm交錯(cuò)鉆眼,眼孔直徑60mm~80mm,鉆孔直徑在風(fēng)鉆鑿巖時(shí)的單位比管徑大2cm。小導(dǎo)管頂端要定為尖錐型方便導(dǎo)管釘入巖壁鉆孔內(nèi),小導(dǎo)管打入巖體后尾端余下5cm~10cm,已接有止回閥的短鋼管要加焊,見(jiàn)圖1所示。  5注漿壓力  小導(dǎo)管注漿注漿壓力應(yīng)由試驗(yàn)確定。促使?jié){液在巖層裂隙中

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