超前小导管注浆的加固范围比帷幕注浆 超前小导管注浆的加固范围比帷幕注浆大吗 实战经验!

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防水有助于保护建筑物免受湿度和水分蒸发引起的损坏。湿度和水分蒸发可能导致墙体和地板的开裂和变形。今天让小编来大家介绍下关于超前小导管注浆的加固范围比帷幕注浆的问题,为在防水方面有需要的人群解疑答惑。

文章目录列表:

1.超前小导管注浆量怎么计算
2.隧道初期及超前预支护超前小导管施工要点?

超前小导管注浆的加固范围比帷幕注浆 超前小导管注浆的加固范围比帷幕注浆大吗 实战经验!

超前小导管注浆量怎么计算

超前小导管注浆量计算方法是Q=πR2Lnαβ。

一、公式具体解释

超前支护注浆公式:Q=πR2Lnαβ。其中R为扩散半径取0.25,L为每根小导管注浆长度=(小导管设计长度-1),n为地层空隙率,α为地层填充系数取0.8,β为浆液消耗系数取1.1。

二、超前小导管注浆灌浆加固土体技术

小导管注浆是浅埋暗挖隧道支护的一种措施。在软弱、破碎地层中凿空后极易塌孔,且施作超前锚杆比较困难或者结构断面较大时,应采取超前小导管支护,超前小导管支护必须配合钢拱架使用。

小导管注浆宜采用水泥浆或水泥砂浆。浆液必须充满例借及周围空隙,注浆量和注浆压力应由试验确定。小导管在隧道开挖时承受地层的压力,为保证灌浆质量防止漏浆,小导管的尾部需设置封堵孔。

超前小导管施工的要求:

一、环境保护要求

对职工定期进行环保教育及培训,增强环保意识。

保护施工现场和临近农田、水井、农业灌溉设施不受破坏,争取把因施工对附近村民的干扰降到最低。做好生产、生活区的卫生工作,保持工地清洁,定时打扫,生产、生活垃圾集中收集,定时清除运走,运到环保部门指定的位置。

成立施工环境卫生保证管理机构,在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章。

二、材质要求

水泥、水及外掺剂的质量须符合设计和规范要求。小导管已加工完成并已进场,小导管、注浆材料等施工材料均须符合设计和规范要求。

三、安全要求

建立完善的施工安全保证体系,加强施工作业中的安全检查,确保作业标准化、规范化。坚持以“安全第一,预防为主”为原则。

为保证施工安全,现场要求专人统一指挥,并设一名专职安全员负责现场的安全工作,坚持班前进行安全教育制度。

隧道初期及超前预支护超前小导管施工要点?

(1)施工方案

1)2#溶洞特点。经过多次会议论证,与会专家一致认为圆梁山隧道2#溶洞是圆梁山隧道溶洞施工难题中的“难中之难”,被称为“国内外罕见,极具挑战性的难题”。2#溶洞究竟难在什么地方?这和2#溶洞的特征是相联系的。

①充填介质为粉细砂层。粉细砂层颗粒小,常规的注浆材料难以注入,目前,世界上尚没有对粉细砂层十分成功的施工经验可以借鉴。

②水量大。在溶洞正洞下导坑探孔时,探水孔最大涌水量为860m3/h,下导坑施工完成后曾出现过高达69000m3/h的特大涌水,储量如此丰富的水和地下暗河沟通,从而使粉细砂层施工难上加难。

③水压高。在该溶洞下导坑超前探测时,由钻孔内射出水流约30m,高水压将地质钻机钻杆顶出近8 m,并使钻机淹没。经对该溶洞进行水压监测,在有动水的条件下,水压力值仍高达2.73MPa,在如此高的水压下修建隧道,这在世界隧道修建史上十分罕见,为中国先例。高压力水的存在,将极易使注浆的薄弱环节被水压力击穿,使注浆浆团崩溃,形成冲击性破坏。

④开挖断面大。为满足全抗水压二次衬砌要求,正洞设计断面面积超过100m2,在如此大的开挖断面条件下,应确保溶洞施工万无一失,否则一旦注浆加固效果不好,造成大量涌水、涌砂,后果将不堪设想,必定将会是灾难性的损失。

⑤工作量大、工期紧。2#溶洞规模大,施工治理需投入大量的人力、物力和财力,而圆梁山隧道的工期又迫在眉睫,这也势必加大了2#溶洞的施工难度。

2)总体施工方案。针对2#溶洞,经多次专家会议方案论证,均认为该溶洞能否打穿是关系到“圆梁山隧道能否打通,渝怀铁路能否运营”的首要问题,因而应采取最为稳妥的施工方案。经对注浆方案和冷冻方案进行比选,均认为在高压动水条件下采取冷冻方案可靠性不高,因而确定了采取以“泄水洞泄水降压和全断面帷幕注浆”为主的“排堵相结合”方案。同时,考虑到圆梁山隧道的工期紧张,为满足工期要求,应采取迂回导坑措施,尽早实现该溶洞的“两端夹击”。如图10-58 ,2#溶洞施工总体方案为“施工泄水洞实现泄水降压;泄水洞安设泄水阀实现定量排放;施工迂回导坑形成溶洞两端夹击;顶水注浆封堵大型岩溶管道;全断面超前帷幕注浆加固砂体;超前大管棚实现刚性支护;CRD分步开挖稳扎稳打”。具体方案实施程序为:1#泄水洞→迂回导坑→2#泄水洞→顶水注浆→全断面超前帷幕注浆→大管棚施工→大管棚注浆→超前小导管支护→超前小导管注浆→CRD开挖支护→径向注浆→泄水洞、迂回导坑封堵。

(2)泄水洞

由于圆梁山隧道水压高,注浆施工难度大,并且高水压力极易击穿注浆的薄弱环节,为此,必须施工泄水洞进行“泄水降压”。考虑到该溶洞范围大,为彻底达到泄水目的,分别从正、反两个方向施工泄水洞,以达到最佳泄水目的,如图10-72 ,从六通位置施工1#泄水洞,从平导位置施工2#泄水洞。泄水洞断面1.8 m×1.8 m,泄水洞施工到溶洞边缘,达到泄水目的后停止。泄水洞施工完成后,安设7 根?150mm泄水管,施作3 m厚C20混凝土止浆岩墙,达到泄水的“限量可控”。在注浆施工过程中,泄水管一般处于正常排水状态,一旦出现泄水洞跑浆,应首先调整注浆材料和浆液配比,如仍无效,应关闭泄水管,继续注浆,等注入的双液浆凝固后,重新打开泄水管。如泄水管有堵塞现象,则可采用钻机将泄水管扫通,使其保持正常泄水。正洞注浆完成后,将泄水洞止浆墙爆除,达到最大泄水降压目的,以保证正洞处于低压状态下开挖施工,确保施工安全。在2#溶洞施工完成后,采用浆砌片石封填泄水洞,并进行注浆填充加固,注浆材料采用普通水泥单液浆,水灰比为0.6∶1。

图10-58 2#溶洞总体施工方案示意图

(3)迂回导坑

2#溶洞规模大,施工难度大,若从单方向进行施工,工期难以保证。同时,针对高压动水砂层,注浆加固段越长,施工难度也越大,施工质量也难以保证,并且采取大管棚支护措施时,在高压动水粉细砂层并局部夹杂部分漂石的条件下,经现场多次试验,一次管棚支护长度难以超过20m,否则钻孔施工工期太长,施工质量也较难保证。因此,在经过多次地质探测及分析后,在正洞左侧距正洞50m处施工迂回导坑,通过迂回绕越2#溶洞,从而实现“两端夹击”处理溶洞。在2#溶洞施工完成后,采用片石封填迂回导坑,并进行注浆填充加固,注浆材料采用普通水泥单液浆,浆液配比为:水灰比0.6∶1。

(4)顶水注浆

待混凝土止浆墙强度达到设计强度后,对从下导坑DK354+475位置引出的排水管实施顶水注浆,以减少地下水对施工的影响。顶水注浆注浆材料采用普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、超细水泥-水玻璃双液浆和普通水泥-水玻璃双液浆。注浆材料选择顺序为先粗颗粒,后细颗粒,先注凝胶时间长的浆液,后注凝胶时间短的浆液。单液浆配比为:水灰比0.6∶1~0.8∶1;双液浆配比为:水泥浆水灰比0.6∶1~1∶1、水泥浆与水玻璃体积比1∶1~1∶0.3、水玻璃浓度32Be′。

(5)全断面超前预注浆

1)施工程序。正洞全断面超前预注浆按“两端夹击”方案进行设计与施工,即在正向DK354+455和反向DK354+494分别施作止浆墙,从溶洞两端对溶洞进行处理。根据现场施工条件及设备配置情况,为最大程度发挥资源配置能力,施工程序分“四步”:正向DK354+455上部超前预注浆(图10-59)→反向DK354+494下部超前预注浆(图10-60)→正向DK354+455下部超前预注浆(图10-61)→反向DK354+494上部检查及补注浆。

图10-59 正向上部超前预注浆方案图

(单位:cm)

图10-60 反向下部超前预注浆方案图

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2)注浆材料。针对粉细砂层,超前预注浆综合采用普通水泥单液浆(简称C浆)、普通水泥-水玻璃双液浆(简称C-S浆)、超细水泥单液浆(简称MC浆)、超细水泥-水玻璃双液浆(简称MC-S浆)、HSC浆和TGRM浆(简称T浆)六种注浆材料,注浆材料配比如表10-22。

现场注浆施工中,应根据情况进行浆液种类和配比的选择及调整。圆梁山隧道2#溶洞现场注浆施工时,注浆材料选择程序如图10-62。

图10-61 正向下部超前预注浆方案图

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表10-22 浆液配比参数表

3)注浆参数。注浆参数如表10-23。在现场注浆施工中,注浆参数根据实际情况进行动态调整。

4)钻孔注浆工艺。

①采用钻机开深2 m,直径?135mm的钻孔,安设固结孔口管。

图10-62 注浆材料选择程序

表10-23 注浆参数表

②孔口管内钻设?90mm注浆孔,钻穿止浆墙后2 m开始实施注浆作业。

③采取前进式分段注浆工艺进行钻孔注浆施工。粉细砂层每次注浆分段长度为1~2 m,即钻进1~2 m,注浆一次,注浆结束后再钻1~2 m进行注浆,依次循环,按设计钻深要求直到结束该孔注浆。

④若钻孔过程中遇到较大突涌水,则应立即停止钻孔进行注浆。

5)注浆顺序。注浆顺序按“分期分区、由外到内、由上到下、间隔跳孔”的原则进行。

6)注浆结束标准控制。

①单孔注浆结束标准:注浆过程中,压力逐渐上升,流量逐渐下降,当注浆压力达到6~9MPa时,流量小于5L/min,即可结束该孔注浆。

②全段结束标准:a.设计的所有注浆孔均达到注浆结束标准,无漏注现象。b.按总注浆孔的5%~10%设计检查孔,检查孔应无流砂,流水量<1 m3/h。

7)效果检查与补孔注浆。注浆效果评定是决策开挖施工方案的依据。根据现场钻孔所揭示的地质状况,注浆结束后,可采取分析法、钻检查孔法(检查孔位置根据现场钻孔注浆实施情况确定)等方法进行注浆效果的检查评定,若达不到注浆效果应进行方案分析调整、补充设计和补孔注浆。

8)正向DK354+455上部超前预注浆(施工程序的第一步)。考虑到开挖断面型式,正向DK354+455上部注浆设计加固范围为:①开挖轮廓线内粉细砂层;②顶部及边墙开挖轮廓线外8m;③底部及边墙开挖轮廓线外3m。

对于底部开挖轮廓线外3~8m粉细砂层加固待该注浆设计完成后,向下进行工作间开挖,之后进行下部的设计和施工。正向DK354+455上部超前预注浆设计如图10-63。

图10-63 DK354+455上部钻孔注浆设计图

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钻孔注浆施工自2003年8月13日开始到11月8日结束,共完成注浆孔123个,检查孔32个,在钻孔注浆过程中,多次在钻孔内发生涌水、涌砂现象。

9)反向DK354+494下部超前预注浆及上部检查(施工程序的第二步和第四步)。

反向DK354+494下部超前预注浆纵向加固段长20m,环向加固范围为:①下部开挖轮廓线内粉细砂层;②底部及边墙开挖轮廓线外8m。同时,在反向对上部进行检查。反向DK354+494下部超前预注浆及上部检查注浆设计如图10-64。

图10-64 反向DK354+494下部注浆及上部检查设计图

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钻孔注浆施工自2003年10月14日开始到10月24日结束,注浆施工比较正常,施工过程中未发生大量的涌水、涌砂。

10)正向DK354+455下部超前预注浆(施工程序的第三步)。

正向DK354+455下部超前预注浆纵向加固段长25 m,环向加固范围为:①下部开挖轮廓线内粉细砂层;②底部及边墙开挖轮廓线外8 m。正向DK354+455下部超前预注浆设计纵剖面如图10-65 ,横断面设计同图10-64。

钻孔注浆施工自2003年11月21日开始到12月14日结束。在钻孔注浆过程,注浆孔均未出现大的涌水,最大出水量只有1 m3/h,由这点来看,该溶洞的水源主要应该在隧道顶部。

图10-65 DK354+455下部钻孔注浆孔布设纵剖面图

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11)反向DK354+494~+483段上部钻孔补注浆(施工程序的第四步补充注浆)。

当反向开挖到DK354+491时,顶部出现了较大的涌水、涌砂,于是立即重新封闭掌子面,对反向DK354+494~+483 段上部进行补充设计,通过超前预注浆加固开挖断面①、③部分及拱顶与泄水洞之间的松散破碎段,并通过采取顶水注浆使反向的流水从拱顶泄水洞排出。反向DK354 +494~+483段上部钻孔补注浆设计如图10-66。

图10-66 DK354+494~+483段上部补注浆设计图

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①为防止顶水注浆过程,反向水从底部涌出,在顶水注浆前应对正反向掌子面底部采用钢花管进行底部加固。钢花管长3~4 m,横向布设间距1 m,排距50cm,梅花型布设。注浆材料采用普通水泥-水玻璃双液浆,浆液配比为:水泥浆水灰比0.6∶1~1∶1、水泥浆与水玻璃体积比1∶0.8~1∶0.6、水玻璃浓度32Be′。注浆结束标准以定压为主,注浆终压3~4MPa。

②对出水管棚进行补注浆,注浆材料采用普通水泥-水玻璃双液浆,浆液配比同上。

③对DK354+497~+494段进行径向注浆加固。径向注浆采用?42mm钢花管,管长3 m,注浆花管布设排距1.0m,环向间距1.0m,梅花型布置。注浆材料采用超细水泥单液浆,浆液配比为:水灰比0.6∶1~1∶1。注浆结束标准以定压为主,注浆终压力3~4MPa。

④止浆墙强度达到设计强度的75%后,对DK354+494掌子面预埋的排水管实施顶水注浆,使水从顶部泄水洞排出。注浆材料采用 HSC 单液浆和普通水泥-水玻璃双液浆。HSC单液浆配比为:水灰比0.8∶1;普通水泥-水玻璃双液浆配比为:水泥浆水灰比0.6∶1~1∶1、水泥浆与水玻璃体积比1∶0.8~1∶0.6、水玻璃浓度32Be′。注浆结束标准以定压为主,注浆终压为3~4MPa。

⑤超前预注浆注浆段为DK354+494~+483,段长11 m,主要加固①、③部及拱顶与泄水洞之间的原注浆薄弱环节。

现场注浆施工自2004年2月6日开始到2月17日结束。在反向顶水注浆过程中,水曾由反向上部大量流出,对此,施工中采取了向水源处逐步逼近的注浆顺序,并通过调整双液浆凝胶时间以及间歇注浆技术,上部流水被完全堵住。同时,在反向注浆过程中,正向掌子面拱顶中部原正向止浆墙施作时预埋的输送管中有大量水涌出,涌水量约80m3/h。为了使正洞2#溶洞反向注浆更有针对性,且不影响正洞正常施工,于是在正向DK354+472~+480实施径向注浆,并在径向注浆结束后对该涌水管实施顶水注浆,使水从泄水洞排出。

(6)超前大管棚注浆预支护

在超前预注浆结束经检查符合要求后,通过预埋的导向管对周边进行钻孔,钻孔到设计深度后安设大管棚并进行注浆,以形成超前刚性支护体系。超前大管棚和超前注浆帷幕体系共同作用,以提高超前帷幕效果。如图10-81 ,在中心线以上部位布置双层大管棚,在中心线以下部位布置单层大管棚,大管棚采用外径?108mm/?75mm、壁厚8mm的无缝钢管加工,每节长2 m、3 m,布设时环向间距40cm,外插角1.5°。每节管棚钻设?8mm单向阀溢浆孔4 个,施做成TSS模式。管棚布设完成后,对管棚进行全孔一次性注浆,注浆材料采用超细水泥单液浆或 HSC 单液浆。超细水泥单液浆配比为:水灰比0.6∶1~0.8∶1,HSC单液浆配比为:水灰比0.8∶1~1∶1。

(7)TSS管补充注浆

开挖前,在工作面周边施做?42mm TSS管进行补充注浆,以弥补全断面帷幕注浆的盲区和不足之处,实现注浆施工的第二道保险措施。TSS管管长6 m,环向间距15cm,外插角15°,每2 m施做一个循环。注浆加固范围为开挖轮廓线外3 m。注浆材料采用超细水泥单液浆,浆液配比为:水灰比0.6∶1~0.8∶1。

(8)开挖支护

为确保2#溶洞施工安全,如图10-67 ,2#溶洞采取CRD工法进行开挖施工与支护。

图10-67 CRD开挖方案示意图

1)采用CRD工法进行开挖。初期支护结构采用I18型钢,每0.3 m设置一榀,网喷C25钢纤维混凝土。

2)二次衬砌结构按全水压进行设计,即按4.5MPa水压进行设计,设计型式为I18型钢混凝土,即在原来钢筋混凝土结构基础上,每0.5 m加入一圈I18型钢,形成拱圈结构,即“型钢混凝土结构”。混凝土标号为C40。这种结构在世界上尚属首次。

(9)径向注浆

在初期支护施工完成后,对初期支护背后进行回填注浆和径向注浆,解决开挖过程中引起的松驰区,实现注浆施工的第三道保险措施。径向注浆加固范围为开挖轮廓线外5 m,注浆孔梅花型布置,开孔环向间距60cm,纵向间距60cm。径向注浆采用 ?42mmTSS管注浆,注浆材料采用超细水泥单液浆,浆液配比为:水灰比0.6∶1~0.8∶1。

下面是中达咨询给大家带来关于隧道初期及超前预支护超前小导管施工要点,以供参考。

(1)钻孔:采用YT-28型风钻钻孔,孔深应适当超深。

(2)钢管加工及施工

将前端加工成尖锥状,尾部焊φ6筋,除尾部1m外,管壁四周钻φ8mm的压浆孔,以便浆液向围岩内压注。施工时,用人工手持风钻钻孔,再将钻杆换成特殊钎尾将导管贯入孔中。

(3)钢管插入及孔口密封处理

钢管由专用顶头顶进,顶进钻孔长度不小于90%管长。钢管末端除焊上述挡圈外,再用胶泥麻筋缠箍成楔形,以便钢管顶进孔后其外壁与孔岩壁间隙堵塞严密。钢管尾端外露足够长度,并与格栅拱架焊接在一起。

(4)注浆

注浆前导管孔口应达到密闭标准,以防漏浆,然后按设计比例配浆,采用双液电动注浆机压注,注浆压力为0.5~1.0Mpa,一般按单管达到设计注浆量作为结束标准。注浆结束后,将管口封堵,以防浆液倒流管外。

(5)施工注意事项

①由于地质条件差,在小导管成孔后,应及时快速安设小导管,保证在钻孔稳定时将小导管送到孔底。

②小导管方向与隧道中线平行,外插角要符合设计要求。

③当注浆压力达到设计终压(1.0~1.5Mpa)不少于5分钟,进浆量仍达不到注浆终量时,亦可结束注浆。

④钢管顶进时,注浆保护管口不受损变形,以便注浆连接。

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通过上文,想必您都对超前小导管注浆的加固范围比帷幕注浆大吗有了一定的了解,建筑防水是确保建筑结构稳定和安全的基本要素,有效的防水措施可以防止水分渗入,减少结构受损的风险,希望以上内容对您有用,能解决您的问题,更多防水问题请咨询防水专业人员。

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