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隧道超前支护施工工艺

2021-10-31 来源:步旅网
隧道超前支护施工工艺

超前大管棚 施作护拱

⑴混凝土护拱作为长管棚的导向墙,在开挖廓线以外拱部120o~135°范围内施作,断面尺寸为1.0×1.0m,护拱内埋设钢筋支撑,钢筋与管棚孔口管连接成整体。导向墙环向长度可根据具体工点实际情况确定,要保证其基础稳定性。

⑵孔口管作为管棚的导向管,它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用经纬仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置;用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角;用前后差距法设定孔口管的外插角。孔口管应牢固焊接在工字钢上,防止浇筑混凝土时产生位移。

搭钻孔平台安装钻机

⑴钻机平台用钢管脚手架搭设,搭设平台应一次性搭好,钻孔由1~2台钻机由高孔位向低孔位进行。

⑵平台要支撑于稳固的地基上,脚手架连接要牢固、稳定,防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。

⑶钻机定位:钻机要求与已设定好的孔口管方向平行,必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法,反复调整,确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。

钻孔

⑴为了便于安装钢管,钻头直径采用Φ108mm或127mm。

⑵岩质较好的可以一次成孔。钻进时产生坍孔、卡钻时,需补注浆后再钻进。 ⑶钻机开钻时,应低速低压,待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。

⑷钻进过程中经常用测斜仪测定其位置,并根据钻机钻进的状态判断成孔质量,及时处理钻进过程中出现的事故。

⑸钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

⑹认真作好钻进过程的原始记录,及时对孔口岩屑进行地质判断、描述,作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料,从而指导洞身开挖。

清孔验孔

⑴用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔,清除浮渣,确保孔径、孔深符合要求,防止堵孔。

⑵用高压风从孔底向孔口清理钻渣。

⑶用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。 安装管棚钢管

⑴钢管在专用的管床上加工好丝扣,导管四周钻设孔径10~16mm注浆孔(靠孔口2.5m处的棚管不钻孔),孔间距15~20cm,呈梅花型布置。管头焊成圆锥形,便于入孔。

⑵棚管顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺,即先钻大于棚管直径的引导孔(Φ108 mm或Φ127 mm),然后用装载机在人工配合下顶进钢管。

⑶接长钢管应满足受力要求,相邻钢管的接头应前后错开。同一横断面内的接头数不大于50%,相邻钢管接头至少错开1m。

注浆

⑴安装好有孔钢花管、放入钢筋笼后即对孔内注浆,浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。

⑵注浆材料:注浆材料为M20水泥浆或水泥砂浆。

⑶采用注浆机将砂浆注入管棚钢管内,初压0.5~1.0MPa,终压2MPa,持压15min后停止注浆。

注浆量应满足设计要求,一般为钻孔圆柱体的1.5倍;若注浆量超限,未达到压力要求,应调整浆液浓度继续注浆,确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。

注浆时先灌注“单”号孔,再灌注“双”号孔。

图1 超前大管棚施工工艺流程图

安放钢筋笼 钻杆退回原位 继续钻进安装至设计长度 一节管棚体安装结束 接长管棚 开挖周边放样布孔 管棚钻机就位 钻进+管棚体安装 下一根管棚钻进 钻进结束

注浆 隧道开挖 超前小导管 制作钢花管

小导管前端做成尖锥形,尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍,管壁上每隔10~20cm梅花型钻眼,眼孔直径为6~8mm,尾部长度不小于30cm作为不钻孔的止浆段。

小导管安装

⑴测量放样,在设计孔位上做好标记,用凿岩机或煤电钻钻孔,孔径较设

计导管管径大20mm以上。

⑵成孔后,将小导管按设计要求插入孔中,或用凿岩机直接将小导管从型钢钢架上部、中部打入,外露20cm支撑于开挖面后方的钢架上,与钢架共同组成预支护体系。

注浆

采用KBY-50/70注浆泵压注水泥浆或水泥砂浆。注浆前先喷射混凝土5~10cm厚封闭掌子面,形成止浆盘。

注浆前先冲洗管内沉积物,由下至上顺序进行。单孔注浆压力达到设计要求值,持续注浆10min且进浆速度为开始进浆速度的1/4或进浆量达到设计进浆量的80%及以上时注浆方可结束。

注浆施工中认真填写注浆记录,随时分析和改进作业,并注意观察施工支护工作面的状态。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。

注浆参数可参照以下数据进行选择: 注浆压力:一般为0.5~1.0Mpa 浆液初凝时间:1~2min 水泥:P.o 32.5普通硅酸盐水泥 砂:中细砂

图1 超前小导管施工工艺流程图

制定施工方案进行施工 风枪或煤电钻成孔 拱部放样布孔 喷砼封闭掌子面 管材加工 施工准备 材料准备 机具准备 现场试验 地质调查 效果检查 设备准备 注浆 M20砂浆准备 清 孔 插入小导管

隧道开挖 图2 注浆小导管结构图

>3015~20cm

φ8mm加小钢管普

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