隧道预加固PPT课件

第七章 隧道施工工艺及施工技术
3.设计、施工要点 ➢超前锚杆的超前长度为循环进尺的3~5倍，宜采 用3~5m长，环向间距采用0.3~1.0m；外插角宜用 10°~30°；搭接长度宜为超前长度的40%~60% 左右，即大致形成双层或双排锚杆。
➢超前锚杆宜用早强砂 浆全粘结式锚杆，锚杆 材料可用不小于φ22的 螺纹钢筋。
(c)平导超前注浆
第七章 隧道施工工艺及施工技术
2.注浆范围 确定其塑性破坏区的大小(R0－r0)，这也就是应加 固区的大小。
3.注浆数量及注浆材料选择 注浆数量应根据加固区需充填的地层孔隙数量来 确定。
工程实例：厦门翔安( 海底) 隧道全长约5.9 km，
其中海域段长约4.2km。隧道设双向6车道，采用 3 孔隧道型式，两侧为行车主洞，中间为服务隧道。 海域 F1、F2、F3为局部发育风化深槽，F4为风化 囊，岩体主要为全、强风化花岗岩，每处长约 50~100 m。在穿越风化深槽施工时需重点考虑的因 素有：1. 此类风化岩体强度低、自稳能力差，易发 生渗透破坏；2. 在海域范围内地层中存在地下水， 在穿越风化槽时，很有可能遇到小范围水囊及裂隙 水；3. 地下水静水压力较大，衬砌结构需承受较大 压力。
第七章 隧道施工工艺及施工技术
3.小导管布置和安装
➢小导管钻孔安装前，应对开挖面及5m范围内的 坑道喷射5~10cm厚的混凝土封闭。
➢小导管一般采用φ32mm的焊接管或φ40mm的无 缝钢管制作，长度宜为3~6m，前端做成尖锥形， 前段管壁上每隔10~20cm交错钻眼，眼孔直径宜为 6~8mm。
工程实例：广梧高速鹅公髻隧道
工程实例：高速鄂陕界至安康段张哑子2#隧道， 出口端岩石破碎，容易出现顺层滑坡 ，采用超 前锚杆进行预加固 。
第七章 隧道施工工艺及施工技术
二 管棚
1.构造组成 管棚是利用钢拱架沿开挖轮廓线以较小的外
插角、向开挖面前方打入钢管或钢插板构成的棚 架来形成对开挖面前方围岩的预支护。
第七章 隧道施工工艺及施工技术
1.注浆机理及适用条件
(1)渗透注浆 采用中低压力将浆液压注到地层中的空穴、裂缝、 孔隙里、凝固后将岩土或土颗粒胶结为整体，以 提高地层的稳定性和强度。
适用条件：破碎岩层、砂卵石石层、中细、粉砂 层等有一定渗透性的地层
第七章 隧道施工工艺及施工技术
渗透注浆
第七章 隧道施工工艺及施工技术
(2)劈裂注浆
采用高压浆液强行挤压孔周，在注浆压力的作 用下，浆液作用的周围土体被劈裂并形成裂缝， 通过土体中形成的浆液脉状固结作用对粘土层起 到挤压加固和增加高强夹层加固作用，以提高其 强度和稳定性。
适用条件：颗粒较细的粘土质不透水(浆)地层
第七章 隧道施工工艺及施工技术
(3)压密注浆
用浓稠的浆液注入土层中，使土体形成浆泡，向 周围土层加压使得到加固。
➢施工工艺流程为：设置管棚基地→水平钻孔 → 压入钢管→管棚支护条件下进行开挖
➢长管棚长度不宜小于10m，一般为10~45m；管 径70~180mm，孔径比管径大20~30mm，环向间距 0.2~0.8m；外插角1°~2° 。
第七章 隧道施工工艺及施工技术
3.设计、施工要点
➢两组管棚间的纵向搭接长度不小于1.5m；钢拱架 常采用工字钢拱架或格栅钢架。
• 由于隧道洞口处岩体风化，土体松散，极 易发生坍塌，施工进洞困难，采用大管棚 结合小导管对洞口段进行注浆加固，然后 再开挖，有效保证了洞口边仰坡安全，且 使开挖部位形成棚幕和一层壳体，从而大 大增加了进洞施工的安全性，确保顺利进 洞。
广梧高速鹅公髻隧道
第七章 隧道施工工艺及施工技术
四、超前深孔围幕注浆
工程实例：翔安端洞口位于V级围岩地段，最小埋深
6 m，覆盖层为残积黏土、亚黏土，风化严重，稳定性差， 洞口开挖后易导致滑坡、坍塌，围岩破损软弱，成洞比较 困难。 对于浅埋软弱围岩洞口地段，尤其是在地质条件复
杂多变的区域内，采用管棚(40m)注浆作为辅助施工中的 超前支护，效果明显。
第七章 隧道施工工艺及施工技术
超前锚杆是沿开挖轮廓线，以稍大的外插角，
向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预锚
固，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖
等作业。
超前锚杆
第七章 隧道施工工艺及施工技术
2.性能特点及适用条件 特点：柔性较大，整体刚度较小。 适用条件：
地下水较少的软弱围岩的隧道工程中，如土砂 质地层、弱膨胀性地层、流变性较小的地层、裂 隙发育的岩体、断层破碎带等、浅埋无显著偏压 隧道。
以上这些因素给施工带来了相当大的难度和风险． 大管棚+深孔帷幕注浆
第七章 隧道施工工艺及施工技术
(4)高压喷灌注浆
通过灌浆管在高压作用下，从管底部的特殊喷咀 中喷射出高速浆液射流，促使土粒在冲击力、离 心力及重力作用被切割破碎下，随注浆管的向上 抽出与浆液混合形成柱状固结体，以达到加固之 目的。
第七章 隧道施工工艺及施工技术
正注浆区域 已注浆区域
(a)洞内超前注浆
正洞 平行导坑
(b)地表超前注浆
第七章 隧道施工工艺及施工技术 第一节 围岩预支护(预加固)
预留核心土挡护开挖面
稳定工作面 喷射混凝土封闭工作面
辅
助
超前锚杆锚固前方围岩
稳
定
临时仰拱封底
短管棚
措
管棚超前支护前方围岩 长管棚
施
插板
超前小导管注浆 注浆加固围岩和ห้องสมุดไป่ตู้水 超前深孔围幕注浆
第七章 隧道施工工艺及施工技术
一 超前锚杆
1.构造组成
超前大管棚施工
第七章 隧道施工工艺及施工技术
2.性能特点及适用条件 特点：整体刚度较大，对围岩变形的限制能力较 强，且能提前承受早期围岩压力。 适用条件：主要适用于围岩压力来得快来得大、 对围岩变形及地表下沉有较严格要求的软弱破碎 围岩隧道工程中。
第七章 隧道施工工艺及施工技术
3.设计、施工要点
三 超前小导管注浆
1.构造组成
钻孔
15°
小导管
钢支撑
0.2m
第七章 隧道施工工艺及施工技术
2.性能特点及适用条件
特点：浆液被压注到岩体裂隙中并硬化后，不仅将 岩块或颗粒胶结为整体起到了加固作用，而且填塞 了裂隙，阻隔了地下水向坑道渗流的通道，起到了 堵水作用。
适用条件：适用于一般软弱破碎围岩，也适用于地 下水丰富的软弱破碎围岩。