隧道地層加固施工作業(yè)指導(dǎo)書(shū)_第1頁(yè)
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1、隧道地層加固施工作業(yè)指導(dǎo)書(shū)隧道地層加固施工作業(yè)指導(dǎo)書(shū)地層加固施工作業(yè)指導(dǎo)書(shū)明確隧道地層加固工藝流程、操作要點(diǎn)和相應(yīng)的工藝標(biāo)準(zhǔn),指導(dǎo)、規(guī)范地層加固作業(yè)施工。地層加固是指在淺埋、軟弱破碎地層中,可采用掌子面超前全封閉注漿;超前錨桿、超前小導(dǎo)管注漿、管棚和水平旋噴等超前支護(hù)措施加固地層,也可在地表設(shè)置地層加固錨桿,從地表或沿隧道周邊向圍巖預(yù)注漿等加固措施。洞口圍巖破碎且覆蓋層厚度小于10m時(shí),應(yīng)采用地表錨桿、預(yù)注漿以及管棚注漿等手段進(jìn)行圍巖預(yù)加固。2 、超前錨桿施工2.1 施工準(zhǔn)備嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求選擇專業(yè)錨桿,并進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn),確保錨桿體的抗拉拔力滿足設(shè)計(jì)要求。注漿漿液采用水泥漿,施工準(zhǔn)備階段主要完成

2、有關(guān)水泥相關(guān)試驗(yàn)和水質(zhì)化驗(yàn),進(jìn)行漿液配合比設(shè)計(jì)及相關(guān)試驗(yàn)。2.2 測(cè)量放樣、鉆機(jī)就位錨桿孔開(kāi)孔前做好量測(cè)工作,按設(shè)計(jì)要求布孔并做好標(biāo)記,開(kāi)孔偏差不大于10cm;錨桿孔的孔軸方向滿足圖紙的要求,圖紙未規(guī)定時(shí)垂直于開(kāi)挖面,局部加固錨桿的孔軸方向與可能滑動(dòng)面的傾向相反,交角大于45°。2.3 錨桿鉆機(jī)就位。采用錨桿鉆機(jī)鉆孔,測(cè)斜儀控制孔身傾斜角度,利用短桿沖孔,然后接長(zhǎng)鉆桿鉆孔到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。錨孔位置、方向、直徑嚴(yán)格控制,錨孔鉆完后用高壓風(fēng)清孔。清孔完成后進(jìn)行錨孔位置、方向、直徑進(jìn)行嚴(yán)格檢查,不合格的孔位重新鉆孔。2.5錨桿桿體安裝人工輔助錨桿鉆機(jī)安裝,錨桿邊旋轉(zhuǎn)邊送入錨孔。桿體安裝完成后,安

3、裝止?jié){塞、墊板、球形螺母。安裝錨桿墊板時(shí)確保墊板與錨桿垂直,并與初噴混凝土面密貼緊壓。錨桿安裝后,不得隨意敲擊,3d(天)內(nèi)不得懸掛重物。(1)利用專用高壓注漿泵注漿通過(guò)錨桿桿體預(yù)留通道接孔口注漿。隧道拱部利用排氣管排氣;隧道墻部自然排氣,確保錨桿孔內(nèi)注漿飽滿。注漿漿液配合比設(shè)計(jì):注漿采用水泥漿,水灰比0.40.5:1。(2) 漿液擴(kuò)散半徑r的確定:根據(jù)已有資料進(jìn)行工程類比及現(xiàn)場(chǎng)砟體注漿試驗(yàn)情況選定注漿壓力范圍,確定漿液擴(kuò)散半徑r的大小。(3) 注漿孔距D與排距L的計(jì)算:L=Dsin60°,D=2rcos30°(4) 單孔注漿量Q注=nr2hn3式中:r-漿液擴(kuò)散半徑,m;

4、h-壓漿段有效長(zhǎng)度,m;n-巖石裂隙率;卩-漿液在裂隙內(nèi)的有效充填系數(shù)。(5)洞內(nèi)注漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn):注漿壓力控制在設(shè)計(jì)規(guī)定范圍內(nèi)。2.7錨桿檢測(cè)錨桿長(zhǎng)度測(cè)量采用在錨桿桿體中預(yù)留通道,在注漿完畢后用機(jī)械法測(cè)量已錨固注漿錨桿的長(zhǎng)度。每段工程取代表性段落對(duì)錨桿進(jìn)行抗拔試驗(yàn),錨桿抗拔力滿足設(shè)計(jì)要求,通過(guò)試驗(yàn)修正施工參數(shù),指導(dǎo)大面積施工。錨桿抗拔力采用錨桿拉拔器按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)分批進(jìn)行檢測(cè)。(1)錨桿施工中一定要按設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制好錨桿的縱向、環(huán)向間距及長(zhǎng)度。同時(shí)應(yīng)注意錨桿外露長(zhǎng)度不得超過(guò)設(shè)計(jì)噴射混凝土的厚度,以確保噴射混凝土后錨桿不外露。(2) 固定錨桿的錨固劑的總長(zhǎng)度應(yīng)長(zhǎng)于錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的60%。施工時(shí),錨桿

5、按設(shè)計(jì)的環(huán)向間距、10°20°外插角插入拱部圍巖。縱向按3m/環(huán)施作,環(huán)向間距為40cm,搭接長(zhǎng)度不少于1.0m。(3) 超前錨桿以緊靠開(kāi)挖面的格柵鋼架為支點(diǎn),通過(guò)錨固劑將錨桿與圍巖固結(jié),并與格柵鋼架連接形成柔性支護(hù)環(huán)?,F(xiàn)場(chǎng)加工鋼筋錨桿,噴射混凝土封閉巖面,用錨桿鉆機(jī)鉆孔,以高強(qiáng)錨固劑填塞孔眼,再將鋼筋頂入錨桿孔。2.8施工工藝流程圖超前錨桿,025,3 、超前管棚施工3.1. 開(kāi)挖管棚工作室(1) 工作室應(yīng)選擇靠近巖溶、圍巖穩(wěn)定、距管棚設(shè)計(jì)位置地點(diǎn),以縮短管棚長(zhǎng)度,同時(shí)確保管棚嵌入完整圍巖2m,在軟弱圍巖中開(kāi)挖工作室,要加強(qiáng)支護(hù),必要時(shí)作混凝土襯砌。(2) 為便于架設(shè)鉆機(jī)

6、,安設(shè)鋼管,工作室應(yīng)挖至隧道開(kāi)挖線以外11.5m,最低鉆孔以下1m。(3) 如工作室在起拱線以上半斷面,一次開(kāi)挖成型,凈孔高,跨度大,工期長(zhǎng),不安全。因此,宜分步開(kāi)挖,分步施鉆。即先在兩邊拱腳分別開(kāi)挖兩個(gè)工作室I,進(jìn)行鉆孔、安管、注漿之后,再開(kāi)挖工作室口,(見(jiàn)圖4)。當(dāng)開(kāi)挖工作室時(shí),可棄碴于兩拱腳工作室I,這樣既減少開(kāi)挖工作量,減少搭拆平臺(tái),又便于移動(dòng)鉆機(jī),有利于鉆孔作業(yè)。3.2. 搭設(shè)平臺(tái)、安裝鉆機(jī)、測(cè)定孔位(1) 搭設(shè)鉆機(jī)平臺(tái),鉆機(jī)平臺(tái)盡量一次搭好。鉆孔順序,由高孔位向低孔位進(jìn)行,可縮短移動(dòng)鉆機(jī)與搭設(shè)平臺(tái)時(shí)間,使于鉆機(jī)定位、定向。(2) 兩臺(tái)鉆機(jī)可平行作業(yè),互不干擾。(3) 安裝鉆機(jī)、鉆進(jìn)

7、前,掌子面精確定孔位。鉆孔平臺(tái)要穩(wěn)固。鉆機(jī)安裝要牢固。鉆機(jī)距掌子面,一般不超過(guò)2m。(4) 鉆機(jī)定位要確保鉆桿軸線與管棚設(shè)計(jì)軸線相吻合,鉆孔方位要求與隧道中線平行。同時(shí)考慮鉆進(jìn)后,鉆桿逐漸增長(zhǎng),引起自重增加所產(chǎn)生的下垂,所以施工仰角要較設(shè)計(jì)值提高一定數(shù)值。3.3. 鉆孔(1) 主要參數(shù):管棚長(zhǎng)度一般為1045m鋼管直徑一般在80180mm之間選用。鋼管間距,凈距一般為3060cm。(2) 鉆孔應(yīng)比管棚設(shè)計(jì)直徑大2030mm便于插管。(3) 圍巖注漿固結(jié)好或巖質(zhì)較好可一次成孔,局部注漿效果不好的,鉆進(jìn)時(shí)可能產(chǎn)生坍孔、卡鉆,則需補(bǔ)注漿后再鉆進(jìn)。(4) 鉆進(jìn)時(shí)遇未注漿之巖溶出現(xiàn)嚴(yán)重流泥或地質(zhì)復(fù)雜帶,

8、不能鉆進(jìn)成孔時(shí),一般應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)注漿,待圍巖固結(jié)后再鉆進(jìn)。也可采用一步鉆孔法,即不取巖芯,不回收鉆頭,用異型接頭把鉆桿與鋼管連接起來(lái),并在鋼管前端安裝合金鉆頭鋼管隨進(jìn)度一根一根連續(xù)接長(zhǎng),直到設(shè)計(jì)位置??色@得一次成孔40m的效果。(5) 地質(zhì)鉆機(jī)成孔質(zhì)量好,鉆孔深度可達(dá)40m以上;YQZ-100型重型風(fēng)動(dòng)鉆機(jī),適用于不超過(guò)15m的鉆孔。(6) 鉆機(jī)開(kāi)孔時(shí),要低速低壓,待成孔1.0m后,壓力可升至1.0MPa,遇軟質(zhì)圍巖或流塑狀粘土,改用低壓鉆進(jìn)。(7) 鉆孔測(cè)斜可用測(cè)斜儀量測(cè),也可在鉆進(jìn)中,根據(jù)某些參數(shù)和鉆孔反饋信息判斷鉆孔是否偏斜及調(diào)控措施。3.4.安裝管棚鋼管根據(jù)設(shè)計(jì),管徑如采用80180mn壁

9、厚4mm以上碳素?zé)o縫鋼管,每節(jié)管長(zhǎng)46m每節(jié)鋼管用8mm厚的管箍連接。(2) 15m左右一次成孔的短孔,可用人工將鋼管直接插入鉆孔。(3) 對(duì)20m左右成孔較好的鉆孔,可用4.5kW卷?yè)P(yáng)機(jī)反壓安裝。(4)25m以上深孔,一般用鉆機(jī)頂進(jìn),如遇故障,則需要清孔后,再將管插入。(5) 管節(jié)與管箍的絲扣應(yīng)提前在專用管床上按規(guī)定加工。3.5. 安裝管棚鋼筋籠及管內(nèi)外注漿。(1) 管棚鋼管安裝好后,放置鋼筋籠并注漿。管內(nèi)設(shè)置的鋼筋籠,由四根長(zhǎng)4m的螺紋鋼筋焊接在壁厚8mm、長(zhǎng)8cm的管節(jié)上而成,鋼筋直徑、管節(jié)外徑應(yīng)根據(jù)管棚鋼管直徑大小而定。鋼筋籠在洞外提前預(yù)制,在工作面插入鋼管時(shí),將每節(jié)焊接起來(lái),直至與鋼

10、管同長(zhǎng)。管內(nèi)鋼筋在隧道襯砌結(jié)構(gòu)中是為了增加管棚剛度,鋼筋接頭可以不搭接。(2) 在鋼管鋼筋籠安好后,進(jìn)行注漿(鋼管上預(yù)先鉆成梅花形篩孔)??刹捎盟酀{或水玻璃雙液壓注,分二次進(jìn)行,第一次對(duì)兩個(gè)工作室1各個(gè)鉆孔注漿;第二次對(duì)工作室各個(gè)鉆孔注漿(見(jiàn)圖4)。3.6. 操作要點(diǎn)(1) 鉆機(jī)就位后必須對(duì)鉆機(jī)水平度進(jìn)行檢測(cè),保證12度的外插角,以免大管棚侵入隧道凈空斷面。(2) 大管棚安裝好后,必須用噴射砼(厚10cm)對(duì)小導(dǎo)管附近的巖面進(jìn)行封閉,避免跑漿以確保注漿效果。(3)管孔注漿應(yīng)從下而上對(duì)稱注入,當(dāng)發(fā)生漏漿時(shí),可錯(cuò)開(kāi)一個(gè)孔注漿,注漿完成后再反回上一孔注漿。(4) 必須按設(shè)計(jì)要求控制好管棚的間距和長(zhǎng)

11、度。(5) 當(dāng)要求注雙液漿時(shí),必須注意水玻璃的用量,以確保注漿效果。雙液漿中水泥漿與水玻璃的比一般為1:0.5而注漿機(jī)兩個(gè)管口進(jìn)漿量是相同的,所以水玻璃一般先用水按1:1稀釋后再進(jìn)行注漿。(6)注漿異常現(xiàn)象處理串漿時(shí)及時(shí)堵塞串漿孔。泵壓突然升高時(shí),可能發(fā)生堵管,應(yīng)停機(jī)檢查。進(jìn)漿量很大,壓力長(zhǎng)時(shí)間不升高,應(yīng)重新調(diào)整砂濃度及配合比,縮短膠凝時(shí)間。3.7施工工藝流程圖:4 、預(yù)注漿施工按設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑某白{地段組織施工。施工時(shí)加強(qiáng)地質(zhì)驗(yàn)證,與設(shè)計(jì)不符時(shí)及時(shí)變更設(shè)計(jì)。超前預(yù)注漿施工方法:進(jìn)行前進(jìn)式分段注漿施工工藝時(shí),即在施工中,實(shí)施鉆一段注一段,再清孔鉆一段、再注一段的鉆、注交替方式進(jìn)行鉆孔注漿施工

12、。每次鉆孔注漿分段長(zhǎng)度根據(jù)圍巖情況定位13m。前進(jìn)式分段注漿采用止?jié){塞或孔口管法蘭盤(pán)進(jìn)行止?jié){。進(jìn)行后退式分段注漿施工時(shí),在檢查合格的鉆孔中放入止?jié){塞及其它配套裝置,對(duì)一個(gè)注漿分段段長(zhǎng)進(jìn)行注漿施工,第一分段注漿完成后,后退一個(gè)分段長(zhǎng)度進(jìn)行第二分段注漿,如此往復(fù),直到將整個(gè)注漿段完成。進(jìn)行后退式分段注漿施工,注漿分段長(zhǎng)度宜取0.6m2.5m。取全孔一次性注漿時(shí),直接將注漿管路接在孔口管上,在孔口處利用孔口管進(jìn)行全孔注漿施工。水平旋噴樁施工:在通道頂部地層采用水平旋噴加固,施工前,調(diào)查探測(cè)地下管線,旋噴孔一定在管線下邊,防止損壞管線。受施工設(shè)備的施工高度限制,旋噴樁沿開(kāi)挖斷面周邊布置,旋噴樁樁徑為0800mm,間距600mm,采用三重管法施工。用MD-1X型水平鉆機(jī)鉆水平鉆

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