超前小导管注浆施工工艺

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超前小导管注浆

超前小导管,是隧道工程掘进施工过程中的一种工艺方法,主要用于自稳时间短的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。

一、支护原理

(1)超前小导管是稳定开挖工作面的一种非常有效的辅助施工方法。在软弱及破碎岩层施工中,超前小导管对松散岩层起到加固作用,注浆后增强了松散、软弱围岩的稳定性,有利于完成开挖后与完成初期支护时间内围岩的稳定,不至于围岩失稳破坏直至坍塌。

(2)超前小导管注浆适用于隧道拱部软弱围岩,松散、无粘结土层、自稳能力差的砂层及砂砾(卵)石层级破碎岩层。

(3)通过超前小导管注浆能改变围岩状况及稳定性,浆液注入软弱、松散地层或含水破碎围岩裂隙后,能与之紧密接触并凝固。浆液以充填,劈裂等方式,置换土颗粒间和岩石裂隙中的水分及空气后占据其位置,经过一定时间凝结,将原有的松散土颗粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个结构新,强度大,防水性能良好的固结体,使得围岩松散破碎状况得到大幅度改善。

二、施工方法

a 止浆岩盘(止浆墙):对掌子面及其后部3m范围内喷10cm厚的混凝土进行封闭。

b 注浆孔布置:沿开挖轮廓线单排布置。孔距为30~50cm,外插角10°~15°。

c注浆孔:采用手风钻钻设,孔深3.5m。

d 小导管:管径Φ42mm,采用热轧无缝钢管制成,前部钻注浆孔,孔径Φ6~8mm,孔间距10~20cm,呈梅花形布置。前端加工成锥形,尾部长度不小于30cm。其构造图如下所示:

小导管注浆工艺流程图

e 小导管安装:小导管安装应在型钢拱架架立后进行。将加工好的小导管插入已钻好的眼孔,为充分发挥小导管的支护作用,将小导管尾部焊接在已架好的钢支撑上。然后,用锚固剂封堵导管周围孔口以及工作面上的裂缝。

f 小导管注浆:采用纯水泥浆灌注,灌浆参数如下:

注浆终压:1~2Mpa;水泥浆浓度(水灰比):1.25:1~0.8:1;

扩散半径:0.50m;导管间距:30~50cm;

导管长度:4.00m;水泥标号:425#普通硅酸盐水泥;

导管外插角:10~150;注浆范围:顶拱180°范围内。

孔深:3.50m;

g 注浆方式:全孔一次注入式。

h 注浆顺序:先注无水孔,后注有水孔,从拱顶顺序向下,如遇窜浆或跑浆,则间隔一孔或几孔注浆。

i 注浆与开挖的关系:注浆结束后,待4~8h方可开挖。每次注浆,开挖3个循环,每循环进尺0.8m,预留1.0m作为止浆岩盘。开挖采用“短进尺、弱爆破”。其开挖工艺流程如下框图所示:

三、注意事项

a 小导管施工前应做压浆试验,确定合理的设计参数,据以施工;

b 正确地布设导管孔,并控制好外倾角和孔深;

c 注浆前一定要封闭工作面,防止漏浆、跑浆;

d 防止浆液溢出有效范围。如发现注浆量持续增长而注浆压力稳定时,应停止注浆,等待一段时间后再注。

e 注浆结束后,应及时清洗泵、阀门和管路,保证机具完好,管路畅通。

小导管注浆开挖工艺流程图

L=2.4

m

L<2.4m

钻注浆孔 设置注浆设备就位 制浆、连接管路 注 浆

补注浆孔

开 挖

出 渣 测 量

锚杆、挂网

立型钢拱

复喷混凝

通风、找顶 初喷混凝土

效果检

喷混凝土

不好

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