地下工程的超前支护工艺及说明样本

地下工程超前支护工艺及说明

5.1一般规定

5.1.1隧道施工前应根据设计提供的工程及水文地质资料, 结合现场实际情况, 制定超前支护方案, 进行超前支护。

5.1.2超前支护根据设计可选择超前锚杆、小导管超前注浆、超前管棚支护、小导管超前注浆、预注浆( 全断面注浆或周边帷幕注浆) 等一种或多种手段对围岩进行加固处理。

5.1.3超前支护施工前, 应对进场的原材料进行检验、试验、配备满足施工要求的资源, 制定改进作业环境的措施及人员防护方案。

5.1.4超前支护施工后, 应清理场地和设备机具, 为下一工序创造条件, 对不满足要求的项目及产生原因进行分析, 制定整改措施, 确保超前支护质量隧道开挖的要求。

5.1.5特殊设计的超前支护方式, 如旋喷桩、搅拌桩等可根据设计参照有关的规范和指南进行施工。

5.2预注浆

5.2.1常见的注浆方式要有全断面封闭注浆、周边半封闭帷幕注浆、小导管注浆、局部注浆等方式, 施工时应根据注浆的目的和工程地质等因素综合选择, 选用时可参考以下原则:

1、对于无自然排水条件的山岭隧道, 遇岩石裂缝或断层破碎带时, 可采用以全断面注浆为主, 局部注浆法为辅的注浆方式。

2、对于岩石裂隙破碎带, 可采用周边半封闭预注浆为主, 辅以小导管注浆的方式进行堵水和加固。

3、对于断面较小的单线隧道松撒岩层和断层破碎, 可用小导管注浆, 同时在衬砌背后充填注浆。

4、对于塌方体的处理, 采用小导管超前预注浆的方式进行加固。

5、对于大裂隙, 溶洞、溶裂集中涌水, 可采用局部注浆法堵水。

6、当隧道埋深在20m时, 可采用地表注浆; 当隧道埋深超过20m时, 则应采用以开挖工作面预注浆为主的方式。

5.2.2预注浆施工可根据设计和围岩情况采用全孔一次性注浆、分段前进行式或后退式注浆三种方式进行。

1、对于孔深小于6m或地层裂隙较均匀的底层, 可采用取全孔一次性注浆, 直接将注浆管路接在孔口管上, 或在孔口处设置将塞, 利用孔口管进行全孔注浆施工。其施工流程可参照图5.2.2—1。

图5.2.2—1 全孔一次性注浆施工流程图

2、如果钻孔较深, 为了适应弱破碎围岩和裂隙不均匀地层, 保证注浆质量, 需要将全孔分为若干段进行注浆。根据钻孔和注浆顺序, 又可分为分段前进式或后退式注浆两种。

1）对于裂隙发育或破碎, 难以成孔的岩层, 可采用分段前进式注浆, 即自孔口开始, 钻进一段注浆一段, 直至孔最后一段注完为止。每次注浆分段长度根据围岩情况确定。前进式分段注浆采用止浆塞或孔口管法兰盘进行止浆。其施工流程可参照图5.2.2—2。

图5.2.2—2 分段前进式注浆施工流程图

2）对于围岩局部破碎, 但能够成孔的岩层, 可采用后退式分段注浆, 钻孔一次钻到全孔深, 而后在孔内设置止浆塞, 从孔底开始, 对一个注浆分段段长进行注浆施工, 第一分段注浆完成后, 后退一个分段长度进行第二分段注浆, 如此往复, 直到将整个注浆段完成, 注浆分段长度宜取0.6~2.5m。其施工流程可参照图5.2.2—3。

5.2.3注浆施工前, 除根据注浆工艺要求配备应有的机具设备外, 还应视工作条件, 做好注浆站的布置, 进行试泵与注水试验, 然后制浆压注。

1、注浆泵的布置

注浆站应尽量靠近工作面, 泵站布置不但要考虑紧揍、造作方便, 并应加强通风防尘。若场地狭窄, 应采用移动式的注浆站。

2、压水试验

注浆前应进行压水试验, 以测定岩层的吸水性、渗透性、为注浆时选取泵量、泵压及浆液配方等提供参考依据, 同时冲洗钻孔, 检查止浆塞效果和注浆管路是否有跑、漏水现象, 主讲管路可参照图5.2.3进行连接。

图5.2.3 注浆管路联接示意图

5.2.4注浆材料及注浆配比应根据工程地质、水文地质条件、注浆目的、注浆工艺、设备和成本等因素选择和调整, 并满足以下要求:

1、注浆材料应来源广、价格适宜, 形成的浆液具有良好流动性、可灌性 , 凝胶时间可根据需要调节、固化时收缩小, 浆液与围岩、混凝土、砂土等粘结力强, 固结体具有高强度和良好的抗渗性、稳定性, 注浆材料和固结体无毒、无污染、对人体无害。

2、一般情况下应采用水泥系教材, 不宜采用化学浆材。

3、在淤泥质、粉至黏性土, 全风化, 中强风华及断层破碎带和动水条件下采用普通水泥—水玻璃双液浆, 在砂层中采用超细水泥—水玻璃双液浆。

5.2.5注浆设备的选取应满足以下要求:

1、钻机可选用回转式、冲击式钻及凿岩机等, 钻孔注浆孔径一般可选用￠70~130mm, 钻机机具应满足注浆段长的要求。

2、在灌注水泥浆时, 宜采用单液注浆泵或泥浆泵。关注砂浆时则采用专用砂浆泵。在灌注双液浆时应采用双液注浆泵, 注浆泵的最大压力应达到设计压力的1.5~2.0倍。

3、注浆管根据设计要求选用相应规格的钢管加工或选用袖阀管、 TSS管。

5.2.6注浆前检查注浆材料数量能否连续注浆要求。如不能保证连续注浆的要求, 则要等不足数量或运输保障供应的情况下才能注浆。

5.2.7注浆钻孔作业应满足以下要求:

1、当掌子面围岩破碎, 应先设置止浆墙和孔口管。孔口管埋入止浆墙深度随最大注浆压力而定; 孔口管应为无缝钢管, 直径不宜小于￠90mm。

2、在涌水量大、压力高的地段钻孔时应先设置带闸阀的孔口管。当出现大量涌水时, 拔出钻具, 关闭孔口管上的闸阀, 做好准备后, 进行注浆。

3、钻孔前要按照设计将钻机就位, 计算出各钻机在工作面上的坐标, 标识注浆孔的准确位置, 开孔前保持钻机前端中点与掌子面钻孔位于同一轴线上, 固定钻机, 保证钻杆中心线与设计注浆孔中心线相吻合, 钻机安装应平整稳固,

在钻孔过程中应检查校正钻杆方向。超前注浆孔的孔底偏差应不大于孔深的

1/40孔深, 注浆孔和检查孔的偏差应不大于孔深的1/80孔深其它钻孔的孔底偏差应小于1/60孔深或符合设计规定。

4、钻孔注浆顺序宜先内圈孔厚外圈孔, 先无水孔后有水孔。

5、钻孔2m后安装孔口管或注浆管, 测量水压力涌水量, 并按表格填写记录, 主要内容有孔号、进尺、起始时间、岩石裂隙发育情况、出现涌水位置、涌水量和涌水压力等。

5.2.8注浆作业应满足下列要求:

1、注浆施工前对不同水灰比、掺加不同掺合物和不同外加剂的浆液进行试验, 选择适合的浆液和配比, 按照配比准确计量, 严格按顺序加料, 搅拌后的浆液必须经筛网过滤后方可进入注浆机。

2、止浆墙可采用喷射混凝土和模筑混凝土两种形式, 厚度应根据设计及地质情况和地下水及注浆压力选取。注浆前应对止浆墙或止浆岩盘进行检查, 对薄弱部位进行封堵( 麻丝蘸双液浆塞紧) , 以免浆液从裂隙泄露。

3、分段注浆时, 应设置止浆塞, 止浆塞可用气囊、水囊或橡胶止浆塞, 并能承受注浆终压的要求。

4、注浆过程中应根据浆液扩散情况、注浆量、注浆压力等参数调整注浆材料和配比。

5、主讲过程中应做好施工记录, 包括孔位、孔径、孔深、浆液配比、注浆压力、注浆量, 以及跑浆、串浆等现象。

5.2.9注浆结束标准应满足设计要求, 施工时可参考以下规定:

1、单孔结束标准: 注浆压力逐步升高至设计终压, 则继续注浆10min以上, 进浆量小于初始进浆量的1/4, 检查孔涌水量小于0.2L/min。

2、全段注浆结束标准: 所有注浆孔均符合单孔结束条件注浆后隧道预测涌水量小于1m3/(d m)。

5.2.10注浆施工中异常情况的处理可参照以下要求进行:

1、钻孔过程中遇见突泥情况, 立即停钻, 进行注浆处理。