小导管注浆土体加固的技术要求.docx

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小导管注浆土体加固的技术要求

小导管注浆土体加固的技术要求

小导管注浆是喷锚暗挖遂道超前支护的一种措施。

采用这种措施的地层，一般都很软弱或松散，如不采取措施，开挖时工作面极易坍塌。

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（在条件允许时,也可在地面进行超前注浆加固；在有导洞时，也可在导洞后对遂道周边进行径向注浆加固）。

采用小导管加固时，为保证工作面稳定和掘进安全，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,也利于提高小导管自身钢度和强度,参与受力。

小导管注浆支护的一般设计如下：

钢管直径40～50mm,钢管长3～5m，钢管钻设注孔间距为100～150mm，钢管沿拱的环向布置间距为300～500mm,钢管沿拱的环向外插角为50~150，钢管沿遂道纵向的搭接长度为1m。

小导管注浆宜采用水泥浆或水泥砂浆。

浆液必须充满钢管及周围空隙，注浆量和注浆压力由试验确定。

注浆施工中,在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法；在砂层中宜采用劈裂注浆法;在黏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;固结后有强度、抗渗、稳定、耐久和收缩小；无毒。

注浆工艺简单、方便、安全等性能。

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污染，应该防止注浆浆液溢出地面或超出注浆范围.

1、喷锚暗挖法

喷锚暗挖法包括全断面法、台阶法、台阶分部法、上下导洞法、单侧壁导洞法、双侧壁导洞法、漏斗棚架法、蘑菇法等。

用新奥法原理施工的常用方法致分为：

全断面法、台价法、分部开挖法三大类及若干变化方案。

全断面法就是将全部设计断面一次开挖成型，再修筑衬砌。

一般适用于Ⅴ～Ⅵ类围岩,并配有钻孔台车和高效率运装机械的石质遂道。

开挖工作面较大，钻爆效率较高。

台阶开挖法是全断面法的变化方案，是将设计断面分上半部断面和下半部断面二次开挖成型；或采用上弧形导洞超前开挖和中核开挖及下部开挖.开挖的关键是台价的划分形成，一般将设计断面划分为1～2个台阶分部开挖。

台阶法适用于Ⅴ~Ⅵ类围岩。

台阶开挖法有利于开挖面的稳定，但增加了对围岩的扰动次数。

上下导洞先拱后墙法,适用于Ⅱ～Ⅲ类围岩或一般土质围岩等松软地层修建遂道.一次开挖的范围宜小，及时支撑与衬砌，保持围岩稳定。

其工作面较多，相互干扰大。

传统喷锚暗挖法的施工顺序,可按衬砌的施工顺序分为：

先墙后拱法和先拱后墙法。

先墙后拱法（又称顺做法）,它通常是在隧道开挖成型后,再由下至上构筑混凝土衬砌.先墙后拱法施工速度快，各工序及各工作面之间相互干扰少,衬砌的整体性好。

先拱后墙法（又称逆做法），它是先将遂道上部开挖成型并浇筑拱部衬砌，在拱圈的掩护下开挖下部并制作边墙.先拱后墙法施工速度较慢。

但当上部拱圈完成后,下部施工就较安全、快速.先拱后墙法衬砌结构的整体性较差。

2、挖掘准备

喷锚暗挖隧道施工技术要点的核心是：

充分利用围岩自承作用，开挖后及时支护并尽快闭合,当开挖面围岩稳定性能差,不能满足完成初期支护时，应预先对围岩采取加固措施，以提高其稳定性。

开工前应充分掌握地质资料、地层中的管道、构筑物，并制定相应措施。

暗挖施工必须保持在无水条件下作业,应按规范进行降水。

用钻爆法施工前，必须先编制爆破方案,并得到城市主管部门及公安部门的批准.

隧道掘进之前,必须拟定对地面、地层和支护结构的动态监控量测计划，以做到开挖过程中随时有反馈信息,指导挖掘施工。

、充分准备好掘进时需用材料、机具设备、支护构架、竖井，做好各专业的人员组织工作。

3、隧道掘进

挖掘方法应视地质、覆盖层厚度、结构断面及地面环境条件等综合确定。

地质情况为稳定岩层,可采用光面或预制爆破成型后施工仰拱,然后做支护、衬砌。

土质地层中，应根据开挖断面跨度及土质自稳性能，选用台阶法中的长台阶、短台阶或超短台阶法施工。

待拱部支护结构基本稳定后，可开挖下台阶，但应先做边墙初期支护结构,后做仰拱。

长台阶的上下台阶距离为100~150m，或5倍d（d为隧道跨度），小台阶为2陪d，超短台阶为3~5m。

中隔壁适用于土层或不稳定岩体，施工方法为台阶法。

为施工安全，将一个大断面分为上、下、左、右四部分，各部分分开开挖、支护、闭合，自成立独立小单元。

一般规定先施工拱部（即上半部），而后做下台阶及仰拱.各小单元施工开挖时，前后应错开15m以上。

在围岩不稳定的条件下,为使围岩自承能力得以发挥以及施工安全,应千方百计争取时间，限制围岩变形、失稳。

为此必须在开挖、支拱架和喷射混凝土三个施工环节上连续作业，快速形成闭合的初期支护。

如果在开挖、支拱架和喷射混凝土三个环节所经历的时间段内，围岩自稳不了，则必须采取超前支护或加固措施。

超前支护的常用方法有导管和管棚法,特殊情况下也用冻结法.超前加固一般用注浆加固法。

挖掘的循环进尺，在不稳定围岩中为0.5～1.2m；稳定围岩中为1～1。

5m，这两个数值仅是一般情况，施工的实际地层复杂多变，施工时应严密注意实际情况，灵活把握，如遇自稳性很差时，应采取较小值.

隧道挖掘中原则上不应欠挖，以保证支护、衬砌的结构厚度。

允许超挖的量也必须在《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299—1999）规定的范围内。

两条平行隧道（含导洞）相距不足1倍隧道跨度时,二者开挖面距离不应小于15m，以防因开挖的施工扰动使围岩应力重分布，对先挖的隧道产生不利影响。

同一条隧道又向开挖时,为保证隧道轴线与高程准确无误,应在相距20m时停止一方的挖掘，而由另一方挖进，使贯通误差在《地下铁道工程及验收规范》（GB50299-1999）规定范围内。

采用台阶法施工或以台阶法为基础的施工方法时,在完成拱部初期支护后，才进行下台阶挖掘施工及墙体初期支护.为确保墙体施工时拱部已完成的支护结构不至悬空、坍塌，应在拱部支护结构基本稳定、且其喷射混凝土强度达到设计值的70%以上时,方可进行下台阶开挖.

下台阶施应注意以下4点：

●不得在同一环断面位置的两侧同时开挖墙体，以防止上部支护结构同时悬空；

●一次循环开挖长度，不稳定围岩（土层和不稳定岩体）应不大于2m；稳定围岩不应大于4m；

●仰拱应根据监控测量反馈信息，及时施工.

隧道的地质勘测资料一般不可能反映全部情况，而地下障碍物对隧道安全掘进至关重要。

因此,隧道暗挖施工全过程中,必须严密注意地质记录，必要时进行超前地质勘测探。

4、初期支护

钢格栅拱架及钢筋网应遵守规范规定加工制作.

钢格栅拱架安装应满足以下要求:

●基本要坚实。

●拱架平面与隧道轴线垂直（误差在规范允许值之内）。

●拱架与围岩壁面密贴，拱架节点以及拱架与相邻拱架在隧道轴线方向要连接牢固.

钢筋网铺设应满足以下要求:

●铺设平整,与拱架及锚杆连牢.

●采用双层网时要先后铺设，并两层之间搭接牢固。

喷射混凝土应掺速凝剂，以克服自重开裂.但应首选强度等级不低于32.5级的普通硅酸盐水泥，因为它与速凝剂有良好的相容性。

喷射混凝土

能达到C20等级，满足初期支护的需要。

为减少喷射时的灰尘，利于喷射混凝土充分水化，砂石料应有稍丰富的

含水率，一般砂宜为5％～7%，石子宜为1％~2％，但不宜过大.

粗集料粒径与喷射混凝土设备的输料管道直径有关，常用的管径为

51mm，故粗集料最大粒径不宜大于15mm。

同时也可减少石子的动能，降低回弹损失。

喷射混凝土是初期支护的第三个环节,要求快速，有效.为此，施工前必须严格选好喷射设备和试配好喷射混凝土的配合比。

保证喷射混凝土能连续喷射，回弹少，凝固快，成形快，强度满足标准。

在岩体隧道施工中，会需要用锚杆加固岩体围岩.因此，锚杆应在喷射混凝土后，及时安装，越早越起作用。

锚杆钻孔要求遵守规范规定，锚杆安装应符合下列要求:

安装前应将钻孔清干净

水泥砂浆锚杆应灌浆饱满，杆头外露不大于100mm,杆体事先除锈去污。

楔缝式和胀壳式锚杆，安装前应将部件先组装好，楔紧.

安装后,应有检查合格记录。

锚杆应进行抗泼试验，按规范规定进行。

5、监测量测

施工前拟定监控量测方案，按规范规定的内容和量测频率组织实施。

监控量测的初始读数，应在开挖循环施工的24h内,并在下一循环开始前取得，测点距开挖面不得大于2m。

量测数据应准确、可靠，绘成时态曲线，及时进行回归分析，推算出最终值,指导施工，确保工程安全.

围岩和初期支护结构达到以下情况时，表明已趋基本稳定：

隧道周边收敛速度明显减缓。

收敛量已达总收敛量的80％以上.

收敛速度小于0。

15mm/d或拱顶位移速度小于0。

1mm/d.

隧道施工中出现以下情况之一，表时隧道结构已临近危险状态，应立即停止掘进，采取处理措施:

周边及开挖面塌方，滑坡及破裂。

量测数据有不断增大的趋势。

支护结构变形过大或有明显受力裂缝并在发展。

时态曲线长时间没有变缓的趋势。

6、隧道运输

应根据工程条件及需要选择隧道内运输方式及设备。

采用轨道运输方式时，应遵守规范规定，进行安排。

应有专人管理运输及运输安全。

（7）风、水、电及通风防尘防毒

隧道内的风动设备需由地面专设的空压机站供给高压风。

隧道施工应设双回路电源及切断装置，电缆及照明设备应按规范设计布设。

电力设备及照明设备应符合规范规定的安全要求。

2K311072喷锚支护技术要点

（1）喷锚支护（即喷锚衬砌）是喷射混凝土、锚杆、钢筋网喷射混凝土等结构组合起来的支护形式，可根据不同围岩的稳定状况，采用喷锚支护中的一种或几种结构组合。

用机械方法加隧道围岩，分别设锚杆，张挂钢筋网，可提高喷射混凝土支护层的抗拉能力，搞裂性和搞震性。

（2）喷锚施工的喷射混凝土应具有早强性能，3d可达到最终强度，可根据工程具体需要，选用早强水泥和速凝剂，喷射混凝土的厚度选用后应根据现场量测资料修整，最小不小于5cm，含水地层中厚度应不小于8cm。

（3）锚杆种类有：

端头锚固式锚杆。

全长粘结式锚杆。

摩擦式锚杆。

混合式锚杆。

（4）锚杆施工应保证孔位的精度在允计偏差范围内，钻孔不宜平行于岩层层面，宜沿隧道周边径向钻孔。

（5）施工期间的防水措施主要是排和堵两类。

（6）施工前，根据资料预计可能出现的地下水情况，估计水量,选择防水方案.施工中应做好出不部位，水量等的记录工作，按设计做好排水系统，认真做好水治理。

（7）衬砌施工缝和沉降缝的止水带不得有割伤，破裂，固定应牢固，防止偏移，提高止水带部位混凝土浇筑的质量。

（8）衬砌防水层施工时喷射混凝土表面应平顺，不得留有锚杆或钢筋断头，防水层接头应擦净，喷层表面漏水应及时引排，防水层可在拱部和边墙按环状铺设，开挖和衬砌作业不得损坏防水层,作业面应距爆破面150m以上，距灌筑二次衬砌处20m以上，防水层纵横向铺设长度应根据开挖方式和设计断面确定.

2、钢拱架与开挖轮廓之间间隙应用硬木块或预制混泥土楔块与围岩紧密接触,

楔点间距不大于50cm，喷层施作应先喷钢拱架与轮廓之间的间隙,再喷钢拱

架周围,最后喷钢拱架之间。

3、工字钢拱架应在弧形槽开挖后立即架立，每一循环应在安装仰拱C单元并

按设计要求喷射混泥土至形成全环封闭体系后,再进行下一循环的施工。

覆盖钢拱架的混泥土厚度不小于4cm，工字钢拱架榀之间用φ22钢筋和槽钢连接，ф22钢筋在工字钢上下翼缘交叉焊接,槽钢在工字钢上翼缘焊接。

4、本设计采用钢拱架的主要目的是尽量大的抑制围岩变形,发挥钢拱架强力支撑的效果。

如果监测数据表明钢拱架所承担的荷载较小,施工方可采用格栅支撑或加宽钢拱架榀间距等措施，但事先必须征的设计单位同意并设计单位更改设计.

2、接头处工字钢与钢板焊接,钢板之间用M20高强螺栓连接，钢拱架纵向连接采用ф22钢筋和25a槽钢，其布置见图6所示。

3、工字钢拱架连接板连接时，首先用螺栓紧固，再进行周围焊接。

4、钢筋尺寸及数量按中心线计算，钢筋数量未计搭接及损耗量。

5、按钢拱架纵向间距0.5m（中对中）计算工程量。

2、降水井布置采用在隧道的一侧距隧道中线为3米，井管间距为50米。

3、降水深度控制在隧道底面外边缘下0.5～1米，保证隧道在无明水的条件下开挖隧道。

4、成孔方法采用回转地质钻机成孔，人造泥浆护壁，井孔直径φ700～800毫米，施工时，各钻机深度见图示.

5、大口井井径φ700毫米,全孔下入φ400毫米水泥砾石滤水管,井口下部4米的滤水管外包一层40目尼龙网。

井深范围内回填φ3～7毫米滤料。

6、排水泵可选用潜水泵、深井泵,所选水泵扬程和出水量应通过试验确定,满足降水设计要求。

每个集水井要配备一台水泵，雨季施工时施工单位应准备足够的排水设备。

2、本工程采用“全包”式防水设计，严禁地下水渗入。

3、PVC防水板的接缝采用双焊缝形式，中间预留空腔进行充气检查合格后方可施作二次衬砌。

4、基层表面应平整、洁净、无疏松、空鼓、无裂缝，其平整度允许偏差为5mm，且每米范围内不多于一处,并应满足D/L=1/6～1/10。

5、止水带部位混泥土应浇注密实并充分振捣。

变形缝处除设止水带外还应设止水条。

6、施工缝采用遇水膨胀橡胶止水条,两模之间设置环向止水带.

7、防水层施工必须精心，若施工导致防水层局部破坏,应无遗漏修补并进行质量检查。

1、本设计分为必测项目和选测项目，均应进行。

必测项目应严格按表中要求的断面数实施。

选测项目断面不能少于三个，如表所示。

监控量测任务应由业主委托第三方进行。

2、2、施工过程中，位移下沉量大时，可适当加密量测断面；位移下沉量较小时，可适当加宽量测断面间距。

3、如果围岩位移突然增大或位移速度加速，量测频率应增加；进行洞内状况观测时，应对每个开挖面进行观察，一般应每天观察一次。

4、量测元件安设时，量测断面与开挖面的距离应不大于两个开挖循环;量测元件的安设及初读应在开挖后24小时内进行,并在下一次开挖之前完成。

5、水平净空收敛量测、拱顶下沉量测应设在3断面;围岩收敛和拱顶下沉可采用断面仪进行量测。

6、本设计隧道开挖从隧道两端往中间同时进行，原则上在整个隧道开挖完成并初期支护后模筑二次衬砌，且初期支护与二次衬砌施作的时间间隔不超过15天。

如果开挖过程中监控数据表明隧道有失稳趋向或其他异常、紧急情况时，应立即停止开挖,采取加密加强钢支撑，对周边围岩大范围注浆加固等措施。

7、量测资料全部纳入竣工资料,说明未详之处按相应规范办理。