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配资盘施工工藝原理

  配资盘施工工藝原理

  配资盘注漿技術是隧道淺埋暗挖的一種支護措施,在隧道的軟弱破碎地層、穿越淺埋段、沙層段、洞口偏壓段、斷層破碎帶及砂卵石段等不良地段施工中發揮着重要的作用。本文分析了隧道配资盘注漿的基本原理與設計參數、小導管注漿具體施工工藝、質量要求及注意事項。

  配资盘注漿

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  工藝原理

  (1)小導管超前注漿的基本原理是:

  在工作面周邊按一定角度将小導管打(鑽、壓)入地層中,借助注漿泵的壓力,使漿液通過小導管滲透,擴散到地層孔隙或裂隙中,以改善土體物理力学性能,这樣既可止水又可在工作面周圍成一個承載殼——地層自承拱,同時管體又可起到超前錨杆的作用,從而达到增加土體的自穩時間、提高開挖面地層自穩能力、限制地層松弛變形的目的。

  (2)小導管超前注漿固結原理可歸納为以下兩種:

  一、劈裂、壓密注漿,對于致密的土質地層,在較高的漿液壓力作用下,裂隙被擠開,使漿液得以滲入,形成脈狀水泥漿脈,漿液在圍岩分布形成以鋼管为主幹的樹枝,凝固後的漿液挾持、網罩被壓密的土體,起到固結作用。

  二、滲入性注漿,對于具有一定孔隙或裂隙受擾动或破壞的圍岩,在注漿壓力作用下,漿液克服流动的各種阻力,滲入圍岩的孔隙或裂隙中,达到地層加固的目的。

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  工藝特點

  (1)形成了管棚與固結聯合的超前支護體系,提高岩體自身的穩定性,抑制圍岩松弛變形,增強了施工的安全性。

  (2)加固效果穩妥可靠,注漿質量易于控制。

  (3)采用超前支護手段,通過調整凝固時間,可大大縮短暗挖工序時間。

  (4)采用常用小型機械施作,無需配備专用設備,工藝操作簡便,一般工地都可掌握。

  設計參數

  小導管注漿支護的一般參數如下:鋼管直徑30 - 50mm 鋼管長 3 - 5m ,鋼管鑽設注漿孔間距为 100 - 150 mm ,鋼管沿拱的環向布置間距为 300 - 500 mm .鋼管沿拱的環向外插角为 5°一 15° ,小導管是受力杆件,因此兩排小導管在縱向應有一定搭接長度,鋼管沿隧道縱向的搭接長度一般不小于1m .注漿材料:一般采用水泥砂漿(水灰比0.5~1);當圍岩破碎,岩體止漿效果不好時,可采用水泥-水玻璃雙液漿。

  施工工藝及操作要求

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  準備工作

  (1)熟悉設計圖紙,由測量隊準确地進行開挖輪廓放線。

  (2)制作小導管(以一振區間为例)

  小導管采用外徑φ42mm,壁厚3.5mm的熱軋無縫鋼管,鋼管前端作成尖錐狀,尾部焊接φ6加勁箍,以防打設小導管時端部開裂,影響股指配资聯接,尾部長度100cm,作为不鑽孔的止漿段。管壁四周鑽四排φ10mm孔,孔間距15㎝,呈梅花型布置,小導管大樣如下圖:

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  噴砼封閉開挖面

  为了防止小導管注漿時漿液沿隧道掌子面滲漏,需做止漿牆封閉開挖面,止漿牆采用噴射砼方法制作,噴砼範圍为開挖面和5m範圍内的坑道,厚度为5~10cm,噴射砼施工按噴射砼作业指導書有關規定操作。

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  鑽孔、安裝小導管

  (1)測量放樣,在設計孔位标标記。

  (2)鑽孔需沿隧道縱向開挖輪廓線向外以10°外插角鑽孔,鑽孔深度为3.5m,鑽孔完畢将小導管沿孔打入。如遇地層松軟,也可用遊錘或手持風鑽直接打入。

  (3)與支撐結構的連接,一般有三種方法:

  ①對于格栅鋼架将末端置于鋼架腹部并焊固在格栅鋼架上,對于型鋼鋼架,首先在拱架腹闆中央開孔,鑽孔和安裝均通過該孔,安裝後末端同鋼架焊固;

  ②在鋼架(型鋼或格栅)頂部鑽孔、安裝後末端焊固在鋼架上;

  ③将末端用短筋環向焊固相連,以增強共同支護作用。

  首先在拱架腹闆中央開孔,鑽孔和安裝均通過該孔,安裝後末端同鋼架焊固

  頂部鑽孔、安裝後末端焊固在鋼架上

  測量放線預埋格栅外環主筋,緊靠主筋鑽孔

  将末端用短筋環向焊固相連,以增強共同支護作用

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  密封

  小導管打入後,将注漿泵的高壓膠管與管口聯通,并且用棉紗等将管口處的縫隙塞緊,以保證注漿時不至于滲漏漿液。管路接通後先要壓水檢查密封性,达到要求後方可注漿。

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  注漿

  注漿順序由下向上進行,漿液可用拌合機拌制,水泥漿水灰比为1.5:1,1:1.0,0.8:1三個等級,漿液由稀到濃逐級變換,即先注稀漿,然後逐步變濃直到0.8:1为止,考慮到注漿後需盡快開挖,注漿宜用普通水泥或早強水泥,拌漿時可按試验室要求适量摻加減水劑,注漿壓力控制在0.5~1Mpa之間。

  (1)注漿量計算

  例:配资盘注漿漿液擴散半徑暫按0.18m計,空隙率暫按2.5%,漿液填充系數暫按0.9,注漿材料耗損系數按1.1計。

  V=πr2Lαβηr

  -r擴散半徑

  -L注漿加固長度

  -α圍岩空隙率

  -β滲透系數

  -η損耗系數

  V=3.14*(0.18)^2*3.5*0.025*0.9*1.1=0.01m³

  (2)按下圖所示以**區間为例,每打設一排3.5m配资盘可開挖支護2m隧道。

  質量要求

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  主控項目

  (1)配资盘所用的鋼管原材料進場檢验應符合現行标準的要求;

  (2)配资盘所用鋼管的品種、級别、規格和數量須符合設計要求;

  (3)配资盘與支撐結構的連接應符合設計要求;

  (4)配资盘的縱向搭接長度應符合設計要求。

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  一般項目

  (1)配资盘施工允許誤差:外插角 2º

  孔距(mm)±50

  孔深(mm)+50,0

  (2)注漿漿液強度和配合比應符合設計要求,且漿液應充滿鋼管及周圍的縫隙;

  (3)導管采用鑽孔施工時,其孔眼深度應大于導管長度;采用捶擊或鑽機頂入時,其頂入長度不應小于管長的90%;

  (4)導管安裝前應将工作面封閉嚴密、牢固、清理幹淨,并測放出鑽設位置後方可施工。


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