地鐵施工超前支護(hù)措施、規(guī)范要求及質(zhì)量控制

1、地鐵施工超前支護(hù)措施、規(guī)范要求及質(zhì)量控制主要內(nèi)容1.隧道施工中常用 的輔助穩(wěn)定措施2.基本規(guī)范要求3.質(zhì)量控制要點隧道施工中常用的輔助穩(wěn)定措施：一、穩(wěn)定工作面二、超前錨桿五、管棚超前支護(hù)前方圍巖四、水平旋噴超前預(yù)支護(hù)三、注漿加固圍巖和堵水1.預(yù)留核心混凝土擋護(hù)開挖面2.噴射混凝土封閉工作面1.超前小導(dǎo)管注漿2.超前深孔帷幕注漿1.小導(dǎo)管2.長管棚一、穩(wěn)定工作面目的：維護(hù)掌子面的穩(wěn)定，防止塌方 預(yù)留核心土，擋護(hù)開挖面噴混凝土穩(wěn)定工作面12現(xiàn)場圖例預(yù)留核心土噴砼封閉工作面超前錨桿是沿開挖輪廓線，以較大的外插角，向開挖面前方安裝錨桿，形成對前方圍巖的預(yù)錨固(預(yù)支護(hù))，在提前形成的圍巖錨固圈的保護(hù)下進(jìn)

2、行開挖、裝渣、出渣和襯砌等作業(yè)。超前支護(hù)主要適用于 圍巖應(yīng)力較小，地下水 較少、巖體軟弱破碎， 開挖面有可能坍塌 的隧道。 二、超前錨桿A.超前小導(dǎo)管注漿（后面的大管棚中講解）B.超前深孔帷幕注漿注漿后即可形成較大范圍的筒狀封閉加固區(qū)，稱為帷幕注漿。三、注漿加固圍巖和堵水噴射注漿法又稱旋噴法，分為垂直和水平旋噴注漿兩種方法。水平旋噴注漿法是在一般的初期導(dǎo) 管注漿的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它 以高壓旋噴的方式壓 注水泥漿，從而在隧 道開挖輪廓外形成拱 形預(yù)初襯的超前預(yù) 支護(hù)方法。四、水平旋噴超前預(yù)支護(hù)（一）構(gòu)造組成管棚是指利用剛拱架沿開挖輪廓線以外的外插角、向開挖面前打入鋼管構(gòu)成的棚架來形成對開挖面前

3、方圍巖的預(yù)支護(hù) 。采用長度小于10m的鋼管，稱為短管棚； 采用長度為10-15m且較粗的鋼管，稱為長管棚。 五、管棚超前支護(hù)：長管棚（二）性能特點及適用條件管棚因采用鋼管或鋼插板作縱向預(yù)支撐，又采用剛拱架作環(huán)向支撐，其整體剛度較大，對圍巖變形的限制能力較強(qiáng)，且能提前承受早期圍巖壓力。因此管棚只要適用于圍巖壓力來得快來的大、對圍巖、變形及地表下沉有較嚴(yán)格要求的軟弱、破碎圍巖隧道工程中，如土砂質(zhì)地層、強(qiáng)膨脹性地層、強(qiáng)流變性地層、裂隙發(fā)育的巖體、斷層破碎帶、淺埋有顯著偏壓等圍巖的隧道中。此外，采用插板封閉較為有效；在地下水較多時，可利用鋼管注漿堵水和加固圍巖。短管棚一次超前量少，雖然增加了單次鉆孔或

4、打入鋼管的作業(yè)時間，但減少了安裝鋼管的次數(shù)，減少了與開挖作業(yè)之間的干擾。在長鋼管的有效超前區(qū)段內(nèi)，基本上可以進(jìn)行連續(xù)開挖，也更適合采用大中型機(jī)械進(jìn)行大斷面開挖。 五、管棚超前支護(hù)：長管棚（三）設(shè)計、施工要點（1）管棚的各項技術(shù)參數(shù)要視圍巖地質(zhì)條件穩(wěn)定。長管棚長度不宜小于10m，一般為1045m；管徑70180mm，孔徑比管徑大2030mm，環(huán)向間距0.20.8m；外插角12 。三、管棚超前支護(hù)前方圍巖五、管棚超前支護(hù)：長管棚。上抬量圖(mm) 外插角度圖（2）兩組管棚的縱向搭接長度短管棚不小1.5m， 長管棚不小于 3m；剛拱架常采用工字鋼拱架或格柵鋼架。五、管棚超前支護(hù)：長管棚（3）剛拱架應(yīng)

5、安裝穩(wěn)固，其垂直度允許誤差為2，中線及高程允 許誤差為5cm。（4）鉆孔平面誤差不大于15cm；為保證受力的均勻性，鋼管不得侵 入開挖輪廓線。（5）第一節(jié)鋼管前端要加工成尖錐狀，以利導(dǎo)向插入。要打一眼， 裝一管，由上而下順序安裝。（6）長鋼管應(yīng)采用46m的管節(jié)逐段接長，打入一節(jié)，再連接后一 節(jié)，連接頭應(yīng)采用厚壁管箍，上滿絲扣，絲扣長度不應(yīng)小于 15cm；為保證受力的均勻性，鋼管接頭應(yīng)縱向錯開。（7）當(dāng)需增加管棚剛度時，可在安裝好的鋼管內(nèi)注入水泥砂漿，一 般在第一節(jié)管的前段管壁交錯鉆1015mm孔若干，以利排氣和 出漿，或在管內(nèi)安裝出氣導(dǎo)管，注漿滿后方可停止壓注。（8）鉆孔時如出現(xiàn)卡鉆或坍孔，應(yīng)

6、注漿后在鉆，有些土質(zhì)地層則可 直接將鋼管頂入。五、管棚超前支護(hù)：長管棚（一）構(gòu)造組成超前注漿小導(dǎo)管是在開挖前，沿坑道周邊，向前方圍巖鉆孔并安裝帶孔小導(dǎo)管，或者直接打入帶孔小導(dǎo)管并通過小導(dǎo)管向圍巖壓注起膠結(jié)作用的漿液，待漿液硬化后，坑道周圍巖體就形成了又一定厚度 的加固圈。在此加固圈的 保護(hù)下即可安全地進(jìn)行開 挖等工作。若小導(dǎo)管前端 焊一個簡易鉆頭，則可鉆 孔、插管一次完成，稱為 自進(jìn)式注漿錨管。五、管棚超前支護(hù)：小導(dǎo)管（二）性能特點及使用條件漿液被壓注到巖體裂隙中并硬化后，不僅將巖塊或顆粒膠結(jié)為整體起到了加固作用，而且填塞了裂隙，阻隔了地下水向坑道滲流的通道，起到了堵水的作用。因此，超前注漿小

7、導(dǎo)管不僅適用于一般軟弱破碎圍巖，也適用于含水的軟弱破碎圍巖。五、管棚超前支護(hù)：小導(dǎo)管（三）小導(dǎo)管布置和安裝（1）小導(dǎo)管鉆孔安裝前，應(yīng)對開挖面及5m范圍內(nèi)的坑道噴射510cm厚的混凝土封閉。（根據(jù)現(xiàn)場圍巖情況定）（2）小導(dǎo)管一般采用32mm的焊接管或42mm的無縫鋼管制作，長度宜為36m，前端做成尖錐形，前段管壁上每隔1020cm交錯鉆眼，鉆眼直徑宜為68mm。（3）鉆孔直徑應(yīng)較管徑大35mm以上，環(huán)向間距應(yīng)按地層條件而定，一般采用3050cm；外插角應(yīng)控制在315之間。（4）極破碎圍巖或處理塌方時可采用雙排管；地下水豐富的松軟層，可采用雙排以上的多排管；大斷面或注漿效果差時，可采用雙排管。（5

8、）小導(dǎo)管插入后應(yīng)預(yù)留一定長度，以便連接注漿管，并用塑膠泥將導(dǎo)管周圍孔隙封堵嚴(yán)實。五、管棚超前支護(hù)：小導(dǎo)管（四）注漿材料1.注漿材料的種類及適應(yīng)條件（1）在斷層破碎帶或砂卵石地層（裂隙寬度或顆粒粒徑大于1mm，滲透系數(shù)km/s）等強(qiáng)滲透性地層中，應(yīng)采用料源廣且價格便宜的注漿材料。一般對于無水的松散地層，宜優(yōu)先選用單液水泥漿；對于有水的強(qiáng)滲透地層，則宜選用水泥水玻璃雙槳液，以控制注漿范圍。（2）斷層帶，當(dāng)裂隙寬度小于1mm或者滲透系數(shù)km/s時，注漿材料宜優(yōu)先選用水玻璃類漿液。（3）細(xì)、粉砂層、細(xì)小裂隙巖層及斷層地段等弱滲透地層中，宜選用滲透性能好、低毒及遇水膨脹的化學(xué)漿液，如聚氨酯類或超細(xì)水泥漿

9、。（4）對于不滲水的黏水層，則宜采用高壓劈裂注漿。2.注漿材料的配比 注漿材料的配比應(yīng)根據(jù)地層情況和膠凝時間要求，并經(jīng)過試驗確定。（1）采用水泥漿液時，水灰比可采用0.5:11:1，需縮短凝結(jié)時間 時，可加入速凝劑。（2）采用水泥水玻璃漿液時，水泥漿的水灰比可用0.5:11:1;水玻璃濃度為2540Be，水泥漿與水玻璃的體積比宜為1:11:0.3。五、管棚超前支護(hù)：小導(dǎo)管（五）注漿（1）注漿設(shè)備應(yīng)性能良好，工作壓力應(yīng)滿足注漿壓力要求，并應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場試驗運轉(zhuǎn)。（2）小導(dǎo)管注漿的孔口最高壓力應(yīng)嚴(yán)格控制在允許范圍內(nèi)，以防壓裂開挖面，注漿壓力一般為0.51.0Mpa，止?jié){塞應(yīng)能經(jīng)受注漿壓力。注漿壓力與地

10、層條件及注漿范圍要求有關(guān)，一般要求單管注漿能擴(kuò)散到管周0.51.0m的半徑范圍內(nèi)。（3）要控制注漿量，即每根導(dǎo)管內(nèi)已達(dá)到規(guī)定注入量時就可結(jié)束；若孔口壓力已達(dá)到規(guī)定壓力值，但注入量仍不足時，亦應(yīng)停止注漿。 （4）注漿結(jié)束后，應(yīng)做一定數(shù)量的鉆孔檢查或用聲波探測儀檢查注漿效果，如未達(dá)到要求，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)注漿。（5）注漿后應(yīng)視漿液種類，等待4h（水泥水玻璃漿）8h（水泥漿）方可開挖，開挖長度不宜太長，以保留一定長度的止?jié){墻（亦即超前注漿的最短超前量）。五、管棚超前支護(hù)：小導(dǎo)管五、管棚超前支護(hù)：小導(dǎo)管上述輔助穩(wěn)定措施的選用應(yīng)視圍巖地質(zhì)條件、地下水情況、施工方法、環(huán)境要求等具體情況而定，并盡量與常規(guī)施工方法相

11、結(jié)合，進(jìn)行充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇一種或幾種同時使用。支護(hù)措施總結(jié)基 本 規(guī) 范 要 求1、導(dǎo)管和管棚安裝前應(yīng)將工作面封閉嚴(yán)密、牢固，清理干凈，并側(cè)放出鉆設(shè)位置后方可施工。2、導(dǎo)管采用鉆孔施工時，其孔眼深度應(yīng)大于導(dǎo)管長度；采用鉆機(jī)或錘擊頂入時，其頂入長度不應(yīng)小于管長的90.3、管棚施工應(yīng)符合下列規(guī)定：3.1 鉆孔的外插角允許偏差為5%；3.2 鉆孔應(yīng)由高孔位向低孔位進(jìn)行；3.3 鉆孔孔徑應(yīng)比鋼管直徑大3040mm；3.4 遇卡鉆、坍孔時應(yīng)注漿后重鉆；3.5 鉆孔合格后應(yīng)及時安裝鋼管，其接長 時連接必須牢固。超前支護(hù)及加固規(guī)范要求4、導(dǎo)管和管棚注漿應(yīng)符合下列規(guī)定：4.1注漿漿液宜采用水泥或水泥砂

12、漿，其水泥漿的 水灰比為0.51，水泥砂漿的配合比為1：0.53；4.2注漿漿液必須充滿導(dǎo)管及周圍的空隙并密實，其注漿量和壓力應(yīng)根據(jù)實驗確定。5、注漿施工，在砂卵石地層中宜采用滲入注漿法；在砂層中宜采用劈裂注漿法；在粘土層中宜采用劈裂或者電動硅化注漿法；在淤泥質(zhì)軟土層中，宜采用高壓噴射注漿法。6、隧道注漿，如條件允許宜在地面進(jìn)行，否則，可在洞中沿周邊超前預(yù)注漿，或?qū)Ф春髮χ苓呥M(jìn)行徑向注漿。超前支護(hù)及加固規(guī)范要求7、注漿材料應(yīng)符合下列規(guī)定：7.1具有良好的可注性；7.2固結(jié)后收縮小，具有良好的粘結(jié)力和一定的強(qiáng)度和抗?jié)B、耐久和穩(wěn)定性，當(dāng)?shù)叵滤星治g作用時，應(yīng)采用耐侵蝕性的材料；7.3無毒并對環(huán)境污染?。?.4注漿工藝簡單，操作安全、方便；8、注漿漿液應(yīng)符合下列規(guī)定：8.1預(yù)注漿和高壓噴射注漿宜采用水泥漿、粘土水泥漿或化學(xué)漿液；8.2壁后回填注漿宜采用水泥漿液、水泥砂漿或摻有石灰、粘土、粉煤灰等水泥漿液；8.3注漿漿液配合比應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗確定。超前支護(hù)及加固規(guī)范要求9、注漿孔距應(yīng)經(jīng)計算確定；壁后回填注漿孔應(yīng)在初期支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時候預(yù)留（埋），其間距宜為25m；高壓噴射注漿的噴射孔距宜為0.42m。10、注漿過程中應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、注漿目的等控制注漿壓力。注漿結(jié)束后應(yīng)檢查其效果，不合格者應(yīng)