隧道预加固原理和应用技术(一)

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浅埋隧道地表锚杆预加固的作用机理与分析方法

浅埋隧道地表锚杆预加固的作用机理与分析方法

浅埋隧道地表锚杆预加固的作用机理与分析方法80年代后期以来, 采用岩土锚固技术, 对地层软弱、稳定性差的浅埋山岭隧道(主要是洞口地段)地表预先进行加固,然后再进洞施工的方法,已在铁路和公路隧道的建造中取得了成功的经验。

它与传统的隧道施工方法相比,具有增强围岩整体稳定,抑制因隧道开挖产生的地层下沉,简化施工工序,减少明洞的长度和植被的破坏,降低工程造价等优点,特别是大跨度浅埋隧道洞口段采用此技术时,取得的工程经济效果是比较明显的[3~5]。

因此,它作为一项新的施工技术,已在新建的山岭隧道施工中加以普遍使用。

这种方法在日本又被称为“垂直缝地工法”[6,7]。

尽管地表锚杆加固的作用效果与隧道洞内支护中使用的锚杆类似,但地表锚杆是在隧道开挖前打入的,因而,锚杆的受力状态、锚杆与周围地层的相互作用规律以及地层在预加固前后的某些力学性能的变化均与后者有较大的差别。

为了全面了解锚杆预加固浅埋隧道地表的综合效应和有关设计参数,文献[1]对枫林1号、2号铁路隧道等若干工程应用实例进行了较为系统的现场量测;文献[2]则以单线铁路隧道中的Ⅱ类围岩为对象,采用室内模型试验手段(1∶10),重点研究了在不同锚固间距条件下,锚杆与地层共同作用的效果。

本文在这两方面的研究基础上,进一步系统地分析了锚杆预加固的作用机理,并提出了相应计算分析方法。

1浅埋隧道地表锚杆预加固的效果1.1现场与室内模型试验结果简介文献[1]、[2]的研究成果均表明,浅埋隧道洞口段开挖后,洞室上方岩体因原有平衡被破坏和临空面的形成,大多会产生向洞室内的竖向下沉和向洞口端的纵向滑坍。

如果仅仅依靠开挖后洞室内的支护,往往难以使这两种位移得到及时抑制,即使以最快的速度进行支护,也需要一定时间才能形成支护的强度和刚度。

而洞口段埋深一般只有几米,其岩性大多比较软弱破碎,有的甚至就是松散土体,按目前铁路和公路隧道围岩分类法,绝大多数为Ⅱ~Ⅲ类围岩;因此,在洞室开挖前将山体用锚杆进行预加固,可起到4个方面的效果:(1)减少地表沉陷值和沉陷槽宽度(亦可归结为沉陷槽体积的减少);而且,它不仅能减少沉陷的绝对值,更重要的是减少了沉陷的速度。

浅析隧道洞口施工地表预加固技术及应用

浅析隧道洞口施工地表预加固技术及应用

浅析隧道洞口施工地表预加固技术及应用【关键词】隧道洞口施工;预加固技术;应用隧道洞口施工阶段会受到各种外在因素影响,为此施工人员必须要从多个方面考虑,结合实际情况选择针对性措施完成施工。

对当前状况进行分析发现,隧道洞口施工的重要性愈发明显,各个地区为推动交通发展纷纷加强交通建设力度,尤其是隧道施工,为保证洞口牢固性,必须要从多个方面入手,如此施工才能够顺利进行,减少问题发生概率,以此推动我国交通也发展,因此文章对隧道洞口施工地表预加固技术及其应用做出详细说明,以下是详细内容。

1隧道洞口施工概述1.1隧道洞口工程的特点隧道洞口在项目中占有非常重要的地位,而这一部分施工决定了工程整体质量以及安全性,并且会影响工程其他部分。

站在客观角度来看,如果想要保证隧道施工质量,最为关键之处在于洞口结构的稳定效果以及安全性,绝对不能遗留安全隐患,必须要根据实际情况设置标准,对实际案例分析之后发现,隧道洞口施工具有的特点主要体现在下述几个方面:其一通常情况下隧道洞口施工涉及山体表层,但是由于内部结构并不稳定,岩石长时间与外部环境接触,风化现象极为严重,基于此隧道洞口施工过程中,山体表层原有平衡有很大概率会被打破,针对这一环境必须要落实安全措施。

其二部分隧道洞口所处位置较为特殊,可能位于浅埋地段,周围岩石可能无法满足施工要求,极易因施工人员操作而破碎,为此在对其进行处理时要注意方式方法的选用以及力度控制;其三隧道洞口施工阶段,若轴线沿山体或岩层走向其具有交叉现象则施工过程中偏压较为严重,对施工极为不利。

1.2隧道洞口工程施工原则施工期间尽量减少对周围生态环境造成的破坏,落实维护措施,对施工人员的行为加以约束,避免地表绿植受到损坏,导致当地水土平衡状态打破。

不能以牺牲环境为代价而提高施工效率,只有加强对周围环境的保护,才能够提升施工现场安全等级;对挖掘频率进行控制,注意洞口面积减少对山体造成的损坏保证其性能,减少挖掘次数以免施工阶段出现山体坍塌的情况,对工程进行全方位检查,发现其中存在的安全隐患并清除,规避安全事故发生;施工人员必须遵循施工方案进行操作,依照工程整体灵活运用施工方法,不得随意简化施工流程。

隧道施工中的预支护技术

隧道施工中的预支护技术

隧道施工中的预支护技术隧道施工是一个复杂而需要高度技术的过程,各种技术手段都被用来确保隧道的安全和稳定。

在隧道施工中,预支护技术是一项非常重要的措施,它能够提前防止地面塌方和隧道坍塌的风险。

本文将介绍隧道施工中的预支护技术,并探讨其在提升隧道施工质量和安全性方面的作用。

一、预支护技术的原理和作用隧道施工所面临的最大挑战之一是地层的不稳定性。

尤其是在被水或泥浆围绕的软土层中,地层的稳定性更是必须要解决的关键问题。

这时,预支护技术就派上了用场。

预支护技术的基本原理是在施工过程中,提前在隧道周围的地层中加固和支护,以增加地层的稳定性。

这可以通过多种方式实现,包括注浆、喷压混凝土和钢支撑等。

预支护技术的作用主要体现在以下几个方面:1. 防止地表塌方和地下水涌入。

通过对隧道周围的地层进行加固和防水处理,可以有效防止地表的塌方和地下水的涌入,从而保证隧道施工的顺利进行。

2. 提高施工速度。

预支护技术可以减少地层的不稳定性,提供一个更稳定的施工环境,这样施工队伍就可以更高效地进行工作,从而提高施工速度。

3. 提升隧道的质量和安全性。

预支护技术可以加固和增强地层的稳定性,从而提高隧道的整体质量和安全性。

这对于长期使用的隧道来说是非常重要的,因为它们需要能够承受各种外部力量的作用。

二、预支护技术的实际应用预支护技术已经在许多隧道施工项目中得到了广泛应用。

在实际应用中,根据具体的地质条件和隧道施工要求,可以选择不同的预支护技术来实现。

1. 注浆技术。

注浆技术是一种常见的预支护技术,它通过向地层注入特殊的材料,如水泥浆或树脂,来增强地层的稳定性。

这种技术适用于软土地层和水砂地层的隧道施工。

2. 喷压混凝土技术。

喷压混凝土技术是将混凝土喷射到地层中,以增加地层的强度和稳定性。

这种技术适用于需承受较大荷载的隧道,如高速公路隧道等。

3. 钢支撑技术。

钢支撑技术是通过在地层中安装钢支撑来增强地层的稳定性。

这种技术适用于需要高强度支护的隧道,如地铁隧道等。

《隧道工程》课件第18讲 围岩预支护(预加固)

《隧道工程》课件第18讲  围岩预支护(预加固)
围岩预支护(预加固)
围岩预支护的定义:围岩预支护是指在进行隧道开挖之前,为了加固、保护 围岩,采取一系列措施来提高隧道工程的稳定性和安全性。
围岩预支护的目的和重要性
1 增强隧道结构稳定性
2 保障施工安全
通过围岩预支护,可以防止围岩坍塌,从 而增强隧道结构的稳定性。
预加固围岩可以减少岩体松动和滑落的风 险,从而提高施工过程的安全性。
施工方法选择
根据工程实际情况和预支护要求,选择适合 的施工方法和技术。
荷载分析
分析预期荷载和围岩的力学性质,确定所需 的预支护结构的尺寸和强度。
材料选择
选择具有良好抗压、抗裂性能以及耐久性的 材料,确保预支护的有效性和长期稳定性。
围岩预支护案例分析
1
隧道B
2
采用钢拱架支护和注浆技术,解决了
围岩松动和变形问题,确保了隧道的
通过监测和检测技术,及时获取围岩和预 支护结构的变形和应力状态,及时采取措 施进行修补和调整。
3 施工人员培训
4 质量控制
培训施工人员,提高他们的技能水平和安 全意识,保障施工过程的质量和安全。
建立完善的质量控制体系,进行严格的施 工质量检查和验收,确保预支护的质量和 效果。
总结和展望
围岩预支护是隧道工程中重要的保障措施之一,正确实施围岩预支护可以增强隧道结构的稳定性、延长 使用寿命,并减少维护成本。
未来,随着技术的不断发展,预支护方法和技术将进一步完善和创新,为隧道工程的安全和可持续发展 提供更多的保障。
长期稳定性。
3
隧道A
通过利用锚杆支护和喷射混凝土技术, 成功加固了围岩,实现了隧道开挖和 使用的安全稳定。
隧道C
结合多种预支护方法,如锚杆支护、 喷射混凝土和钢拱架支护,实现了复 杂地质条件下的隧道施工和运营。

隧道管幕冻结预支护关键技术与应用

隧道管幕冻结预支护关键技术与应用

隧道管幕冻结预支护关键技术与应用隧道是现代城市基础设施的重要组成部分,隧道管幕冻结是隧道工程中的一项关键技术。

该技术需要通过人工低温冷却的方式冻结管壁周围的土体,使土体达到较高的抗裂性能,从而增强管幕的承载力和稳定性。

本文将对隧道管幕冻结预支护技术进行分析,并介绍应用情况。

一、隧道管幕冻结预支护技术1. 技术原理隧道钻孔施工时,常常会遇到地下水和土体破坏等问题,这些都会导致隧道管幕的安全风险增加。

为此,隧道管幕冻结预支护技术被引入。

该技术原理是通过人工低温冷却的方式,使得土体达到冻结温度,从而形成固结体。

这样,管幕周围的土体就能够达到较高的抗裂性能,管幕受到的外部荷载得到了有效承载,从而保证了隧道管幕的安全性。

2. 技术实施隧道管幕冻结预支护技术是一项复杂的工程技术,需要先对隧道施工区域进行钻孔,然后通过钻孔向周围注入低温冷却液体,最终达到冻结效果。

在具体实施过程中,需要选择合适的冷却液体、冷却液温度、冷却液注入量等参数,并对每个参数进行实验验证,以确保冷却效果和工程可行性。

二、技术应用情况目前,隧道管幕冻结预支护技术已经在国内多个大型隧道工程中得到了广泛应用。

例如:北京西站隧道、南京长江大桥隧道、成都地铁二号线等。

隧道管幕冻结预支护技术的应用,显著提高了隧道工程的质量和可靠性,从而为城市基础设施的建设和发展提供了坚实的保障。

三、结论随着城市化进程的不断加快,隧道工程建设的需求和规模逐步扩大。

而隧道管幕冻结预支护技术,正是基于现代工程技术的结晶,为隧道工程的安全施工和质量保障提供了可靠的技术手段。

相信,在技术的不断深入和优化下,隧道管幕冻结预支护技术将在未来发挥更加重要的作用。

预注浆加固技术在铁路隧道洞口施工中的应用

预注浆加固技术在铁路隧道洞口施工中的应用

预注浆加固技术在铁路隧道洞口施工中的应用摘要:山区铁路隧道地质条件大都复杂多变,特别是洞口段围岩一般较为破碎,地质条件差,开挖边仰坡又破坏了山体原有平衡,因此洞口往往需要采取有效的施工方法实现顺利进洞。

注浆预加固是铁路隧道洞口加固的一种方式,本文重点对这种技术进行了分析探讨。

关键词:预注浆;洞口;加固一、预注浆加固技术根据国内外经验,洞口施工大多是在预加固的支护系统下进行的,尤其是在浅埋、偏压、破碎、软弱、地下水丰富并具有软弱夹层、顺层等极易发生滑移、坍塌的地段,更需要采用综合预加固体系。

水隧道洞口段一般采用的预加固措施主要有地表锚杆加固、抗滑桩、挡土墙、锚索(桩)、减载、填土反压、地表注浆、超前锚杆、大小管棚、预注浆、套拱、水平旋喷桩、锥形短桩加固隧底等方式。

注浆是将具有充填胶结性能的材料配成浆液,以泵压作为动力源,用注浆设备通过注浆管将其注入到加固对象,浆液以渗透、充填、压密等方式扩散,通过材料自身凝固、硬化,过材料自身凝固、硬化,使其与被加固对象胶结成一个整体,形成一个结构新、强度大、抗渗性好的“结合体”。

通过注浆管,注浆材料在压力作用下渗透到浅部围岩裂隙中,其渗透范围远远大于普通砂浆锚杆的砂浆层,形成一个可以承载的注浆壳。

在破碎地段中,一般采用爆破方式形成隧道,因此成孔容易。

此时,采用普通凿岩方式形成钻孔,再插入注浆管即可。

注浆加固围岩要求注浆材料胶凝时间长、强度高,因此,注浆材料采用单液水泥浆,它来源广、价格低,便于浆液充分渗入围岩径向裂隙内。

二、预注浆加固技术在铁路隧道洞口施工中的应用(一)工程概况某双线铁路隧道,单面下坡,起讫里程IDK205+710~IDK206+752,隧道全长1042m。

进口段IDK206+502~IDK206+752长250m范围内埋深15~35m,属浅埋隧道,V级围岩。

隧道进口地质为破碎状膨胀性泥沙质岩,夹杂中~厚层状,呈紫红色,岩层产状325°∠21°,岩质较软,节理裂隙发育,其间夹杂红色硬塑性粘土,透水性强,在地下水侵蚀下,掌子面岩体极易液化长生流变。

隧道洞口段的支护技术

隧道洞口段的支护技术

隧道洞口段的支护技术在不良地质条件下的隧道洞口段施工前,将隧道洞口段预加固,使隧道洞口段施工在预加固结构的保护下进行开挖,对隧道洞口段施工安全施工质量有着重要作用。

隧道洞口段预加固方法很多,主要有地表加固、洞内支护两大类。

一、隧道洞口段的地表加固隧道洞口段,埋深较小而变化幅度较大,地质条件复杂,地层条件一般都很差,围岩不稳定,由于施工方法不当或辅助加固措施不足,经常造成地表坡面的破坏。

常用的地表加固有以下几种。

1.直接加固法直接加固法通过改变滑坡体的抗滑力及下滑力来改变滑动体滑动面上的平衡条件,主要是通过增加边坡的抗滑力来实现,如填土、地表锚杆、抗滑桩、挡墙、错索等方法,其中地表锚杆施工方法是最为常用的方法。

2.间接加固法间接加固法是以控制滑动因素、降低滑动力为目的。

其中水的影响是极大的,它可以减小围岩强度,促进滑动,常采用防渗法和排水法,如防渗层、暗沟、疏干巷道等。

间接加固法中还有排土法,它是通过减小滑坡体的下滑力来实现,即通过改变边坡的平衡条件,从而提高边坡的稳定性。

应当注意的是,不是任何不稳定边坡经过排土法就能增加其稳定系数,这与排土方式有关,要具体分析。

一般情况下,排土法和填土法是结合在一起使用的。

二、隧道洞口段的支护隧道洞口段的支护,有超前管棚支护、超前小导管注浆、超前锚杆预支护等方法。

1.超前管棚支护超前管棚是沿开挖轮廓线周线,钻设与隧道轴线平行(或有微小角度)的钻孔,随后插入不同直径的钢管,并向管内注浆,固结管周边的围岩,并在预定的范围内形成棚架的支护体系,如图11-1所示。

图11-1 超前管棚支护示意图超前管棚能提高管周围的抗剪强度,先行支护围岩,把因开挖引起的松弛控制在最小范围内,具有梁效应和加固围岩效应。

梁效应即为因钢管是先行施设,掘进时,钢管在以掌子面和后方的支撑支持下,形成梁式结构,防止围岩崩塌和松弛。

加固围岩效应即为钢管插入后,压注水泥浆,加强钢管周边的围岩。

在浅埋的情况下,地表有建(构)筑物存在时,为把隧道开挖的影响限制在最小限度内,要尽量防止围岩的松弛,采用管棚方法是一种有效的支护方法。

浅析隧道洞口施工地表预加固技术及应用

浅析隧道洞口施工地表预加固技术及应用
2 地表预加固技术分析 地表预加固技术简单理解就是对地表进行预先加固,以此
来起到支撑、固定、防护的作用,对保证施工安全、顺利开展 具有重要的意义[2]。在隧道洞口施工中,通过应用地表预加固技 术,如地表注浆、洞内支护、表层处理等方法进行施工,不仅可 以减少山体滑坡、崩塌等安全事故的发生,同时还可以增强仰 坡山体的稳定性,这对于保证洞口施工质量和安全具有重要的作 用。在具体隧道洞口施工中,所应用的地表预加固技术较多,如 声波法注浆技术、高压喷射注浆技术、地面锚杆法等。不同的地 表预加固技术在具体应用和实施方面有所不同,但是其目的都 是降低隧道洞口施工的风险性,提高隧道洞口的稳定性。地表 预加固技术是隧道洞口施工中一项尤为重要且关键的技术,所 以,该项技术的研究和应用工作十分重要和必要。
采用了声波法进行注浆施工,地表注浆范围覆盖左右明洞全部
和暗洞各25m,注浆孔呈梅花形布置,孔间距1.5m,孔深以达
到下伏中风化基岩为准。实施后效果较好,这对于保证隧道洞
口施工质量和安全具有重要的意义。
3.2 高压喷射注浆的应用
高压喷射注浆是一种常用的地表预加固技术,其目的在于
通过高压喷射注浆的方法,促进地层、岩石之间的缝隙得到填
岩石内空隙被填满,而空隙中的浆液会逐渐凝胶和固定。且当
浆液进入到岩石空隙中,空隙中存在的地表水也会被排出,进
而提高洞口的加固效果。在声波法注浆过程中,需要注意根据
不同的隧道洞口位置,进行针对性的设计,比如合理调整浆液
浓度,设置声波强度等,以此来保证技术水平。以雅泸高速的
干海子螺旋隧道为例,此隧道工程位于四川省石棉县栗子坪,
为左右分离式隧道。左洞全长1709m,明洞24m,暗洞1685m;
右洞全长1702m,明洞26m,暗洞1676m。自小里程向大里程即

城市隧道施工中的地层预加固技术实践和应用

城市隧道施工中的地层预加固技术实践和应用

城市隧道施工中的地层预加固技术实践和应用摘要:本文就城市隧道施工中地层预加固技术实践和应用进行分析,并且提出一些有参考价值的建议供城市隧道施工中地层预加固技术施工单位进行参考。

关键词:隧道施工;地层预加固;技术应用Abstract: this paper city in tunnel construction formation pre-reinforcement technology practice and application analysis, and put forward some valuable Suggestions for city in tunnel construction formation pre-reinforcement technology construction units for reference.Keywords: tunnel construction; Formation pre-reinforcement; Technology application一、城市隧道施工中地层预加固技术施工的准备阶段1、地层地质及施工环境调查全面,方案选择合理在城市隧道施工中的地层预加固技术之小导管技术施工时,小导管技术虽然有它自身的优点,但并不是任何施工环境和地层地质对于小导管施工技术都能够适合,笔者在这里提出小导管技术方案的合理选择。

在进行城市隧道施工时,由于隧道所处的环境和地层地质不同,所以在进行城市隧道施工中的地层预加固技术施工时,应该根据不同的施工环境和地层地质选择不同的方案。

小导管技术适用于砂层浅埋暗挖隧道的施工,但是需要施工单位注意的是,砂质地层的施工一定要遵守“严注浆、强支护、早封闭、勤量测、管超前”这一施工原则,不能够盲目的进行施工。

在城市隧道施工中的地层预加固技术管棚技术施工时,需要注意所施工的隧道工程地质情况,管棚技术施工适用于隧道出口附近出露地层,由于出露地层主要有第四系残坡积层、冲洪积层以及古生界志留系地层,所以应该在隧道出口附近使用城市隧道施工中的地层预加固技术管棚技术。

隧道工程第七章第一节_围岩预支护(预加固)

隧道工程第七章第一节_围岩预支护(预加固)

预衬砌 开挖面
超前锚杆 链锯
预筑拱
支承架
适用:粘性土、砂性土、淤泥等地层。
六、机械预切槽法
1.基本原理
是用专用的预切槽 机沿隧道横断面周 边预先切割或钻一 条有限宽度的沟槽。
在硬岩中,切槽可作为爆破的临空面,起爆顺序 与传统的爆破相反,不是由里向外而是由外向里逐 层起爆,这种方法可以显著降低钻爆法施工的爆破 振动速度。
在松散地层中,切槽后立即向槽内喷入混凝土, 在开挖面前方形成一个预筑拱,随后才将切槽所定 的开挖面开挖出来,这样有效地减少因开挖面开挖 而产生的围岩变形与地表沉降,并使开挖工作能在 预筑拱保护下安全有效地进行。
➢洞口管棚一般采用套拱定位,套拱部位开挖应视 现场地质条件及配套设备确定。
➢管棚节间用丝扣连接。管棚单序孔第一节长6(9) m,双序孔第一节长3(4.5)m,其余管节长度均为 6(9)m。
➢管棚安装后,管口用麻丝和锚固剂封堵钢管与孔 壁间空隙,连接压浆管及三通接头。
➢管棚注浆前,应向开挖工作面、拱圈及孔口管周 围岩面喷射厚10cm的C25混凝土,以防钢管注浆时 岩面缝隙跑浆。
3.管棚超前支护参数选择
➢管棚应采用热轧无缝钢管制作,必要时钢管内安 装钢筋笼。 ➢钢管直径应符合设计要求,一般为直径70~180 mm ,钢管中心间距宜为管径的2~3倍。 ➢管棚长度应根据地层情况选用,一般为10~40m。 ➢管棚外插角一般为0~3 ° 。 ➢管棚终端位置应达到防护对象的长度加上因开挖 而造成的开挖工作面松弛范围的长度。纵向两组 搭接长度应符合设计要求并应大于3m 。
➢断层带,当裂隙宽度(或粒径)小于1mm,或渗透 系数k≥10-4m/s时,注浆材料宜优先选用水玻璃类 和木胺类浆液。
➢细、粉砂层、细小裂隙岩层及断层地段等弱渗透 地层中,宜选用渗透性好、低毒及遇水膨胀的化 学浆液,如聚胺脂类,或超细水泥浆。

大跨径隧道的预加固技术

大跨径隧道的预加固技术

大跨径隧道的预加固技术随着我国大跨径隧道建设事业的不断发展,研究其预加固技术凸显出重要意义。

本文首先介绍了预加固的主要方法,分析了大跨径隧道预加固技术的基本原理,探讨了预加固中存在的问题及研究方向,最后提出了大跨径隧道预加固技术的设计施工要点。

标签:大跨径隧道;预加固;技术一、前言在施工过程中,大跨径隧道既有一般隧道的共性,也有其独特的个性所在。

作为大跨径隧道的一项重要技术,预加固技术的研究对于提升大跨径隧道的建设水平有着重要作用,对于优化大跨径隧道的整体效能意义深远。

二、预加固的主要方法在施工中,常采用的预加固技术有小导管、管棚、锚杆、水平旋喷注浆等,分述如下:1.小导管。

所谓的小导管即是由32mm-60mm的钢管制成。

它包括锥体管头、花管及管体三部分,长度一般为3m-6m。

沿隧道纵轴方向布置,在拱顶开挖轮廓线外一定范围内,向前上方倾斜一定角度,如若间距合适,注浆饱满搭接,则能在隧道轮廓线以外形成一定厚度的结构,既能加固又能支托围岩。

2.管棚。

为防止由于隧道开挖造成的超量不均匀下沉,往往采用管棚法。

管棚与小導管区别是管棚所用的钢管直径较大为f~lO0mm-6o0mm,长度一般在20m-40m左右,其刚度更大,对地层的预加固效果也更理想。

但施工时对地层的扰动过大。

3.锚杆。

锚杆是岩石隧道预加固技术中应用最广的一种技术手段,而软土隧道中,我国用锚杆的工程实例不是很多,军都山隧道曾有过报导。

日本这方面的报导则很多。

4.水平旋喷注浆。

水平旋喷注浆法是在一般导管注浆基础上发展起来的,以高压旋喷的方式压注水泥浆,在隧道开挖轮廓线外形成拱型预衬砌以起到预加固的作用。

三、大跨径隧道预加固技术的基本原理1.采用易切削玻璃纤维锚杆进行预加固的原因采用易切削的玻璃纤维锚杆进行隧道预加固的主要技术优势在于,在隧道掘进遭遇破碎、软弱围岩时,通过对掌子面前方的“待挖核心体”进行预加固,来达到隧道整体稳定,并实现全断面掘进的目的。

隧道洞口施工地表预加固技术分析与应用

隧道洞口施工地表预加固技术分析与应用

隧道洞口施工地表预加固技术分析与应用摘要:针对隧道洞口的围岩的特征,分析了地表加固技术及其适用范围和隧道洞口的施工原则,对隧道洞口地标预加固技术的进展状况和应用情况进行了总结。

通过在施工过程之中使用地表加固技术,提高隧道洞口围岩的物理力学的性能,使围岩的自身稳定性性能得到提高,减少围岩松弛区域,将隧道口围岩对初期支护的压力降到最低。

通过注浆管和锚杆等技术可以将岩土体悬挂起来,并运用超前注浆的技术使坍塌体得到加固,将地表水下渗的通道及时封堵。

关键词:隧道口地标预加固分析与应用在一些山岭地区,隧道口所处地区的围岩性能差,地面的横坡陡峭,很容易受地下水和地表水的影响。

隧道口的部位都是处于浅埋的状态之下,地质条件和地形条件十分复杂,围岩的性能十分不稳定,载拱在隧道开挖的过程之中很难形成。

隧道在开挖的过程之中很容易引起围岩的松弛,使地面发生崩塌、偏压、地表下沉和滑动。

特别是在施工条件不佳的状态之下,例如:雨季施工、浅埋偏压、软岩和陡坡等,更应该注意进洞安全的问题,以免在施工的过程之中引起大滑坡的现象。

一旦发生洞口车体滑坡,不仅会使施工周期延长,造成经济上的严重损失,更会使人的生命财产安全遭受到巨大的损失。

因此在隧道施工的各个细节之中,隧道口的稳定是其关键,它影响到了隧道能否顺利的进行施工。

当坡面发生滑动、严重偏压、地表下沉或者崩塌时,一定要在隧道开挖之前就采取地表加固技术,保证隧道施工的安全。

1、地表预加固技术和施工原则在对隧道进行设计时,要充分的考虑到进洞的方案和洞口的位置,由于隧道洞口经常受到地形、地物和路线走向的限制,所以对隧道洞口的选择要符合以下三个特点。

第一,隧道洞口的位置如果需要穿过山体。

由于山体表层的岩石存在着稳定性差和严重风化的现状,一旦隧道洞口开始施工,会使山体的坡面的平衡状态受到严重的损害,引起滑坡现象的发生。

崩塌也可能出现在悬崖或者山体的陡坡之上,洞口处于这样的位置周围,及时围岩具有良好的条件,也要先对仰坡山体进行加固,然后再进洞。

小导管预注浆加固技术在公路桥梁隧道中的应用

小导管预注浆加固技术在公路桥梁隧道中的应用

小导管预注浆加固技术在公路桥梁隧道中的应用摘要:本文首先说明了小导管预注浆的加固机理,然后结合具体工程案例详细阐述了小导管预注浆加固技术在公路桥梁隧道中的应用。

关键词:小导管;预注浆;桥梁隧道;钻孔;地面沉降一、小导管预注浆的加固机理(一)梁支撑效应由于制造小导管是使用无缝钢管材料,因此在施工小导管的时候,按照一定的角度将小导管的前端插入到开挖断面外深部围岩,后端则是在钢拱架上面进行支撑,并焊接在钢拱架上,在开挖隧道之后可以对卸荷产生的部位松动压力进行有效承受。

(二)水化凝结作用浆液进行流动和扩散的事后中会有化学和物理反应,从而可以凝结成具有一定强度和低透水性的结石体,并且伴随着大量的水化热产生,降低了破碎带岩层含水量和提高了其强度。

(三)承载拱作用在开挖隧道之后,会失去拱顶部位岩石的稳定,可能会有坍塌问题产生并形成自然拱。

之后应力集中在隧道的两边而逐渐破坏,从而导致进一步扩大顶部坍塌而形成坍落拱。

使用注浆小导管技术进行超前预加固的时候,可以很好形成注浆管为中心的拱形加固体。

(四)雨伞作用将浆液填充在破碎带岩层中,可以对破碎带软弱围岩进行固结,在初支外形处形成一把可以拒地层渗水在初支之外的雨伞,将围岩的抗渗性提高,从而起到较好的堵水效果。

(五)钢混作用破碎岩石利用浆液的凝结作用,不仅将围岩的强度增大,同时也和超前小导管连接成整体。

二、工程概况某公路桥梁隧道工程的右线总长度为511.1m,左线总长度为511.101m。

隧道的上覆土层厚度在9.4m~10.6m之间。

本工程的隧道设计为单洞单线马蹄形暗挖结构形式。

区隧道所在的土层为粉土层,同时在隧道周边管线分布较为复杂,建筑较多。

根据工程的具体情况,本工程进行隧道的开挖采用小导管预注浆技术对地层进行加固处理。

以下将对小导管预注浆技术的具体施工过程进行阐述。

三、小导管预注浆加固技术在公路桥梁隧道中的应用(一)小导管的加工在本工程中所采用的小导管是由热轧无缝钢管制作而成。

高速公路隧道桥梁加固技术

高速公路隧道桥梁加固技术

高速公路隧道桥梁加固技术随着交通运输的快速发展,高速公路已经成为现代城市的重要交通枢纽。

在高速公路建设中,隧道和桥梁是不可或缺的重要部分,它们在连接城市之间、改善交通条件、促进经济发展等方面发挥着重要作用。

隧道和桥梁在长期使用过程中会面临各种问题,比如结构老化、裂缝开裂、荷载超负荷等,这就需要对隧道和桥梁进行加固改造,以确保其安全性和稳定性。

本文将就高速公路隧道桥梁加固技术进行探讨,从技术原理、材料选择、施工工艺等方面进行介绍。

1. 结构加固原理结构加固是指对原有结构进行改善和加固,以提高结构的承载能力和安全性。

高速公路隧道和桥梁加固技术的主要原理是通过加固材料的应用,增加结构的抗震、抗风、抗裂能力,从而提高结构的整体稳定性和安全性。

加固技术主要包括外加固和内加固两种方式,外加固主要是在结构表面进行加固,如粘贴碳纤维布、玻璃纤维布、钢板等,内加固是指在结构内部进行加固,如加固钢筋混凝土结构、预应力加固等。

2. 材料选择原理材料选择是高速公路隧道桥梁加固技术中非常重要的一个环节,不同的加固材料具有不同的特性和适用范围。

在加固隧道和桥梁时,需要考虑到结构的材质、使用环境、荷载条件等因素,在此基础上选择适合的加固材料。

常用的加固材料包括碳纤维布、玻璃纤维布、钢板、预应力钢筋等,这些材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点,能够有效提高结构的承载能力。

3. 施工工艺原理施工工艺是高速公路隧道桥梁加固技术中至关重要的一环,施工的质量和效率直接影响着加固效果。

在施工过程中,需要严格按照设计要求和施工规范进行操作,确保加固材料的粘接牢固、布局合理,并注意施工过程中的质量控制和安全防护。

根据加固部位的不同,施工工艺也会有所差异,需要根据具体情况进行合理的施工方案。

1. 碳纤维布碳纤维布是一种轻质、高强度的加固材料,具有良好的耐碱性、耐腐蚀性和抗张强度,是目前加固隧道和桥梁常用的材料之一。

在加固工程中,碳纤维布可以与环氧树脂粘接在混凝土表面,形成一个整体,增加混凝土结构的抗拉、抗压能力,提高结构的整体稳定性。

隧道辅助工程措施超前小导管预加固

隧道辅助工程措施超前小导管预加固

隧道辅助工程措施超前小导管预加固内容摘要:超前小导管预加固是指预先打入拱部周边超前斜向设置较密的注浆小导管,小导管外露端支于钢拱架上。

开挖后与锚喷相匹配,形成较强的围岩、注浆小导管、钢架、锚喷相组合的受力体系,成为上台阶开挖拱部初期支护受力结构。

关键词:小导管预加固牛角泵外插角引言:隆百高速公路位于广西西北部山区,地处云贵高原东南边缘,喜马拉雅山运动以差异性抬升为主,未见第四纪断裂发育,线路区属新构造运动慢抬升区,属新构造运动的相对稳定区.线路历史上曾发生过多次地壳运动,构造形迹错综复杂、褶皱、断层均较发育,但未曾发生过7级以上地震,断层近期未见活动,故为稳定断层。

该路段设计时速80Km/h,为双向四车道,分离式隧道共有六座隧道折合双向单洞12Km,占线路总长的14%,其中开冲隧道、委见隧道、米花岭隧道成为全线控制工期的重点工程,为加快施工进度对隧道可能出现的断层破碎带、沙土层、砂质软弱围岩等提出超前小导管预加固措施。

从设计勘察资料上可以看出线路地层以砂岩、泥质粉砂岩夹页岩为主,围岩整体性较差,均匀性好,砂岩的破碎孔隙率大,特别适用于常规小导管超前预加固。

建议洞口加强段原打大管棚过长段,改为15~20m打大管棚,余下变更为超前小导管预加固措施段.1、小导管预加固的基本原理:小导管预加固注浆是根据新奥法原理,应用岩体力学理论,以维护和利用围岩自承力为基点,采用超前预支护注浆小导管和钢架、锚喷混凝土为主要支护手段,及时进行支护,控制围岩变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分,并通过对围岩和支护的监控量测来指导隧道工程设计施工方法和原则。

1.1超前小导管的注浆半径与受力结构图(一)1。

2小导管的构造小导管一般采用直径为φ42mm,壁厚=4mm热轧无缝钢管加工制成,长度2.5~4.0m ,外插角8~20°,小导管的环向间距35~40cm,两组小导管间搭接长度不小于1m 。

小导管端部用φ6mm 钢筋箍加固,留长1.2m 不钻注浆孔,为的是不漏浆液作用,中间钻有φ6mm 的注浆孔,呈梅花形布置,前端成锥形,尾部长度不小于30cm ,不需要钻孔,作为不钻孔注浆孔的预留止浆段,小导管花管制造见图二(本图除注明外其余均以厘米计).1.3关于小导管外插角:从图(一)分析可以看出当外插角过小时,开挖后就会把预加固的围岩部分开挖掉,如不开挖掉,就放不了钢架,造成不必要的浪费;反之,外插角过大,达不到小导管超前预支护的目的,开挖后小管棚扩散半径下无法加固到位,易出现脱落掉块,甚至塌方,超挖量不可控制.有些行业规范限度外插角可到30°是没有道理的。

隧道旋喷注浆预加固施工技术

隧道旋喷注浆预加固施工技术

隧道旋喷注浆预加固施工技术隧道旋喷注浆预加固施工技术是怎样的?有哪些原理?请看建造网编辑的文章。

1引言在特别地质、脆弱围岩隧道施工中,易消失溜塌、滑塌、地表沉陷等现象,这样不但影响施工平安、质量和进度,还会加大施工成本,倘若加固措施不到位还会影响到隧道投入使用后的运营平安。

因此,特别地质、脆弱围岩隧道施工中加固技术十分重要,不仅可以提高围岩稳定性,还可以保证施工过程中的施工平安。

预加固技术原理是利用高压旋喷注浆加固脆弱地层,沿拱部外缘施做互相咬合的旋喷柱体,前后循环互相搭接形成拱棚,在它的庇护下平安、高效地举行开挖作业。

2预加固法原理预加固法的施工理念源自“软岩隧道重在加固”。

首先采用大直径深孔在隧道轮廓以外引水,然后通过施做玻纤锚杆来预加固掌子面,通过利用水平旋喷台车沿隧道周边施做水平旋喷桩来代替国内的超前大管棚和小导管举行断面预加固,开挖、支护、二次衬砌所有采用机械化作业,机械化程度高、设备配套完美,提高了功效,降低了施工平安风险。

施工过程使用PST—60钻机钻孔,钻到设计深度后,回撤钻杆,通过高压泵以大于35Mpa的压力把配制好的浆液喷射到砂土内,喷射时待浆液将一定范围内的砂体稀释,并在喷嘴作缓慢旋转和进退的同时切割砂土体,使砂颗粒与浆液充分混合,待浆液凝结后,形成水平圆柱状水泥砂土固结体,即成水平旋喷桩。

水平旋喷桩可以提高砂土体的强度和结构特性,当旋喷桩互相咬合后,便以同心圆形式在隧道拱顶及周边形成封闭的水平旋喷帷幕体,起到防坍塌、防滑塌和防止因隧道开挖而引起地表沉降的作用,可保证隧道平安掘进。

3预加固法设备预加固法施工的主要机械有PST—60水平旋喷钻机、SM—14钻机和高压泵站两大部分。

3.1PST—60水平旋喷机PST—60水平旋喷机是有意大利土力公司自行研发制造,采用履带式地盘、全液压传动并设有操作室的摇臂钻机,可以按照工程性质和作业环境的不同便利地调换部件,能满意大扭矩和长行程的施工要求。

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围岩预加固和预支护
小导管预注浆参数:
• 注浆小导管采用Φ 32~50mm的
焊接钢管制成,导管沿掘进面 的上半断面轮廓线布置,间距
0.2~0.3m,仰角控制在10o~15o。
• 注浆小导管管头为25o~30o的锥体,管长3.0~3.5m,其中端头 花管长2.0~2.5m,花管部分钻有Φ 6~10mm的孔眼,每排4个孔, 交叉排列,间距10~20cmm左右。
不同埋深时掌子面的破坏状态
未支护段破坏
掌子面破坏
未支护段与掌子面同时破坏
预加固措施
典型掌子面崩塌
预加固措施
为什么要进行预加固?
稳定掌子面; 控制地层松弛,减少支护荷载; 控制围岩变形等。
预加固措施-有哪些?
预加固措施
金属锚杆 小导管 超前 加固 管棚 √ √ √ √ √ 目的 围岩情况
(a)扇形布设;(b)半圆形布设;(c)门型布设;(d)全周布设; (e)上部双层布设;(f)上部一侧布设;(g)一字形布设
管棚超前支护
长管棚的布设形式
① ② 扇形布设:用于隧道断面内地层比较稳定,但拱部附近的地 层不稳定的场合。 半圆形布设:用于隧道下半部地层稳定,但起拱线以上的地 层不稳定的场合。
隧道预加固技术
汪波 西南交通大学 2010年7月22日(昆明)
湖北宜万铁路最长的隧道野三关隧道
内容
• • • • 预加固措施 管棚超前支护原理与应用 小导管注浆原理与应用 开挖面超前帷幕注浆原理与应用
• 其它
预加固措施
何谓预加固?
在软弱围岩隧道开挖中,为防止隧道崩塌、围岩松弛、 地表沉陷等,在开挖前对掌子面进行加固或从地表对 隧道开挖前方的岩体进行加固的工程措施。
管棚超前支护
长管棚的布设:
• 在隧道洞口、浅埋段、拱顶地质松软易塌落、下穿公路与建筑物、 地表沉降要求严格的地段,沿着隧道断面周边的一部分或全部, 以一定的间距环向布设,以形成管棚群; 沿周边布设的长度及形状,主要取决于地形、地层以及地中或地 面和周围建(构)筑物的状况。

管棚超前支护
管棚的布设形式
帷幕注浆工法
帷幕注浆是在隧道开挖前,为了固结围岩,填充空隙或堵水 而沿着开挖面及周围进行的注浆。帷幕注浆工法主要适用 于极软弱围岩、大的富水断层破碎带、地下水发育可能引 起大量地下水流失的隧道。
全断面超前帷幕注浆
帷幕注浆工法
局部超前帷幕注浆
灌浆理论有效范围包络线
开挖边界
出水管道或裂隙
封堵深部来水 的灌浆孔 掌子面

④ ⑤ ⑥
门形布设:隧道基础稳定,但边墙和拱部不稳定时。
全周布设:用于软弱地层或膨胀性、挤出性围岩等。 上部一侧布设:隧道一侧有公路、铁路、重要结构物等需防 护,或斜坡地形可能形成偏压时采用。 上部双层布设:用于隧道上部有重要设施,拱部地层不稳定 的地段,或地铁车站等大断面地铁施工时。

一字形布设:在铁路、公路正下方施工,或在某些结构物下 方施工时采用。
Ⅰ序孔 Ⅱ序孔 补强灌浆孔
帷幕注浆工法
高压断层涌水的局部超前预灌浆
管棚工法:
管棚工法是在隧道开挖之前沿隧道开挖面内轮廓,以一定间隔与 隧道平行钻孔、插入钢管,再从插入的钢管内压注充填水泥浆或 砂浆,来增加钢管外围岩的抗剪强度,并使钢管与围岩一体化, 由管棚与围岩构成棚架体系。
管棚超前支护
管棚的工作原理:
梁效应。形成梁式结构,防止围岩崩塌和松弛;
加强效应。提高钢管周围围岩的强度和刚度;
注浆法
注浆法是将注浆材料按一定配合比制成的浆液,通过一定的方式压入 隧道围岩或衬砌背后的空隙中,经凝结、硬化后起到堵水和加固 围岩作用的一种辅助施工方法。
注浆方法包括:


小导管超前预注浆工法;
超前帷幕注浆工法; 径向局部注浆工法;


地表旋喷桩加固工法;
水平高压旋喷法,等。
小导管预注浆工法
管棚法的施工工艺流程为:
设置管棚基地→水平钻孔→压入钢管→向钢管内或管周圈 土体注浆→管棚支护条件下进行开挖。

如隧道内的岩土层结构松软,
或有破碎带,或自承力很低, 可再提高管棚的支承力及侧
墙的承载力,包括在管棚间的
缝隙打上顶板锚杆或扇状锚 杆、管棚孔内安放小钢笼。
管棚超前支护
中壁法施工典型支护图
优点: 该工法具有施工设备少、工艺简单、成本低、质量可 靠、安全等特点。
注浆小导管用风镐打入。
小导管预注浆工法
适用范围:
小导管预注浆法适用于拱顶薄层松软带、断层破碎带、有地下水 影响的地质不稳定、易于塌落掉块的Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道段,它常同台 阶法施工配合使用。
注浆压力一般控制在0.5~1.0MPa之间
稳定掌子面
控制地表下沉
临近施工
硬岩
√ √
软岩
√ √ √
干砂
√ √
水平旋喷
预衬砌 喷混凝土 正面 加固 玻璃纤维锚杆

√ √ √



√ √

√ √ √
临时仰拱
基脚锚杆 排水坑 √ √



√ √

√ √ √
涌水 处理
排水钻孔
井点或洞内降水
井点或洞内降水 围岩 加固 地表压浆 地表垂向锚杆

√ √ √ √ √ √ √ √

√ √
隔断墙



预加固措施
隧道施工中常用预加固措施,包括: 管棚工法 注浆工法
小导管超前预注浆; 超前帷幕注浆; 径向注浆 地表旋喷桩加固; 地表钢管桩注浆; 水平高压旋喷法;

冷冻法; 垂直锚杆法; 隔断墙法; 预衬砌(预切槽)法等。
管棚超前支护
管棚超前支护
钢管环向布设间距的选择:
– 钢管环向布设间距对防止
上方土体塌落及松弛有很 大影响,施工中须根据结 构埋深、地层情况、周围 结构物状况等合理选择;
– 一般采用的间距为2.0~2.5倍钢管直径;
– 在铁路、公路正下方施工时,要采用刚度大的大中直 径钢管连续布设。
管棚超前支护
管棚超前支护施工
施做方法: 隧道周围小导管注浆,是在开挖面前方,沿开挖面的拱部外周打入 直径为38~70mm的钢管,压注浆液,开挖时用钢架支护等支承这种 钢管。 作用:
起到稳定开挖面和止水作用;起到超前管棚支护作用;同时,拱脚 径向小导管注浆法还具有锁脚锚杆的功能,对防止正台阶落底时的 下沉非常有利。
小导管预注浆工法
管棚超前支护
管棚超前支护参数的选择 • 钢管的选择: – 从确保管棚施工质量出发,管棚长度一般为10~35m不 等,最近也有管棚一次施工长度超过100m的记录。
– 采用长管棚超前支护施工时,管棚一般选用Φ 70~ 180mm的焊接钢管,入土端制作成尖靴状或楔形,顶进端 焊一圈Φ 8mm圆钢筋箍。对于特殊地段,可采用长大管 棚,大直径钢管多为Φ 300~500mm。
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