隧道施工方法

12 隧道施工预支护
三、管棚
1.构造组成
12 隧道施工预支护
三、管棚
2.性能特点及适用条件
特点： ➢整体刚度大，对围岩变形限制能力较强 ➢能提前承受早期围岩压力
3.设计及施工要点
适用条件： ➢围岩压力来得快、来得大 ➢对围岩变形及地表沉降要求严格 ➢洞口围岩软弱破碎
➢工艺：设置管棚基底－水平钻孔－压（打）入钢管－开挖 ➢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度 ➢纵向搭接长度：不小于1.5m ➢钢拱架：工字钢或钢格栅 ➢钻孔平面误差：不大于15cm，角度误差：不大于0.5度 ➢钢管不得侵入开挖轮廓线 ➢用4~6m的管节逐段接长，连接头用厚壁管箍，上满丝扣，丝扣长度不小于15cm
在此加固圈防护下安全开挖。
钻孔
15°
小导管
钢支撑
0.2m
a<40cm
r
r
管箍(φ6钢筋加焊)
φ25~35mm有缝钢管
b (取30cm)
1.5m不钻孔 出浆孔 3.5~6.0m
0.2m
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四、超前小导管注浆
2.性能特点及适用条件
加固和堵水 适用于一般软弱破碎围岩和地下水 丰富的软弱破碎围岩
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三、管棚
3.设计及施工要点
12 隧道施工预支护
三、管棚
No管棚配置和形状
12 隧道施工预支护 开挖前用5~10cm厚喷混凝土将开挖面和5m范围内隧道封闭 然后沿隧道周边打入带孔的纵向小导管
四、超前小导由上管而注下浆向小导管内压浆，渗透到地层中
1.概念及构造组浆成液硬化后，在隧道周围形成一个加固圈
围岩级别
锚杆直径 小钢管直径 锚杆长度
(mm)
(mm)
(m)
环向间距 (cm)
外插角
锚杆
小钢管
Ⅴ
20～25
32
Ⅳ
18～22
3～5
30～50 40～60
5°～10°
5°～10°
注：①外插角指锚杆或小钢管与隧道纵向开挖轮廓线的夹角；
②锚杆或小钢管的长度应与实际掘进循环长度一起考虑； ③中空锚杆目前的最小直径为25mm。
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四、超前小导管注浆
4.注浆材料
（2）注浆材料配比 水泥浆：水灰比0.5:1~1.1，需缩短凝结时间时加入速凝剂 水泥-水玻璃：水泥浆水灰比0.5:1~1:1，水玻璃浓度25~400Be，水泥与水玻璃体 积比：1:1~1:0.3
（3）注浆要求 注浆设备良好，工作压力满足压力要求，并进行现场试运转。 注浆压力：一般0.5~1.0MPa。 要求单管注浆扩散到管周0.5~1.0m的半径范围。 要控制注浆量。 注浆效果检查：钻孔检查或超声波探测。 注浆后开挖时间：水泥-水玻璃浆4h，水泥浆8h。 开挖长度应保留一定长度的止浆墙。
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二、超前锚杆
超前锚杆
12 隧道施工预支护 ➢利用钢拱架，沿开挖轮廓线，以较小外插角向前方打入钢
三、管棚
1.构造组成
管或钢插板 ➢形成棚架，对前方围岩进行预支护 ➢在管棚预支护保护下开挖
a)管棚的环向布置
b)管棚钢管纵向错接
c)钢管端部横向联接
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三、管棚 人行通道管棚预支护
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四、超前小导管注浆
钢拱架 小导管
12 隧道施工预支护
四、超前小导管注浆
小导管
12 隧道施工预支护
五、超前深孔帷幕注浆(预注浆加固围岩)
1.概念
在掌子面前方的围岩中注浆，提高地层强度和稳定性，降 低渗透性，形成较大范围筒状封闭加固区，在其范围内进行开 挖作业。
2.注浆机理及适用条件
注浆机理分为二种： 第一种：包括“浸透”注浆、“裂缝”注浆和“空穴”注浆。 适用于破碎岩体、砂卵石地层、中、细粉砂层等 第二种：“劈裂”注浆 适用于粘性土地层，先劈裂再充填，起挤压加固作用
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四、超前小导管注浆
4.注浆材料
（1）种类及适用条件 断层破碎带及砂卵石地层，裂隙宽度(或粒径)大于1mm或渗透系数大于 5×10-4m/s时：应采用来源广价格便宜的注浆材料。
一般无水松散地层：优选单液水泥浆 无水强渗透地层：优选水泥-水玻璃双液浆
断层带，裂隙宽度(或粒径)大于1mm或渗透系数大于1×10-4m/s时，应 优选水玻璃类或木胺类浆液。 细、粉砂层、细小裂隙岩层及断层弱透水地层：选渗透性好、低毒及 遇水膨胀的化学浆液，如聚氨酯类或超细水泥类。 不透水粘土地层：选水泥浆、水泥-水玻璃双液浆，用高压劈裂注浆。
用于破碎或松散 地层、自稳能力
稳定工作面
留核心土支挡开挖面 喷混凝土封闭开挖面
差的地层
预 超前锚杆锚固前方围岩
支 临时仰拱封底 护
短管棚
措 管棚超前支护
长管棚
施
插板
超前小导管注浆 注浆加固围岩和堵水
超前深孔帷幕注浆
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二、超前锚杆
1.构造组成
2.性能特点及适用条件
➢沿开挖轮廓线，以外插角
➢隧道施工常用的辅助稳定措施 ➢超前锚杆 ➢管棚 ➢超前小导管注浆 ➢超前深孔帷幕注浆 ➢旋喷预支护 ➢机械预切槽
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一、隧道施工常用的辅助稳定措施
➢超前预支护—隧道开挖之前，在掌子面前方地层设置一个像拱壳的连续 体，既加固掌子面前方地层，又保持自然地层特性，保证掌子面及地层稳 定，减少地表沉降量
隧道施工方法
2020/8/22
第六章 隧道施工
本章主要内容：
1 隧道施工概述 2 新奥法 3 洞口段及明洞施工方法 4 明挖法 5 盖挖法 6 盾构法 7 掘进机法 8 沉管法 9 顶进法 10 浅埋暗挖法 11 特殊地段施工方法 12 辅助施工方法—预支护控制 13 隧道施工辅助导坑及辅助作业
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3.布置及安装
小导管：φ32mm的焊接钢管或φ 40mm的无缝钢管 长度：3~6m，前端尖锥 前端管壁每隔10~20cm交错钻眼，眼孔直径6~8mm 钻孔直径：比管径大20mm以上 环向间距：一般20~50cm 外插角：10~30度，一般15度 小导管应外露一定长度，以连接注浆管，并用塑胶泥封堵导管周围孔隙 极破碎或处理塌方、地下水丰富的软弱地层、大断面等可用双排管
特点：柔性较大，整体刚度较小
向前方安装锚杆
适用条件：地下水较少的软弱围岩
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➢形成预锚固 ➢在围岩锚固圈保护下开挖
3.设计及施工要点
➢超前长度：循环进尺的
超前锚杆
3~5倍，宜3~5m ➢环向间距：3~5m
➢外插角：10~30度
➢搭接长度：超前长度的
40%~60%
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二、超前锚杆
表 超前锚杆(或小钢管)设计参数