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喷锚加固支护施工技术
一、浅埋暗挖法与掘进方式
浅埋暗挖法施工因掘进方式不同,可分为众多的具体施工方法,如全断面法、正台阶法、环形开挖预留核心土法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法、中洞法、侧洞法、柱洞法等。
(一)全断面开挖法
1.全断面开挖法适用于土质稳定、断面较小的隧道施工,适宜人工开挖或小型机械作业。
2.全断面开挖法采取自上而下一次开挖成形,沿着轮廓开挖。
3.优点:
可以减少开挖对围岩的扰动次数,工序简便;
缺点:
是对地质条件要求严格,围岩必须有足够的自稳能力。
(二)台阶开挖法
2.台阶开挖法将结构断面分成两个以上部分,即分成上下两个工作面或几个工作面,分步开挖。
3.台阶开挖法优点是具有足够的作业空间和较快的施工速度,灵活多变,适用性强。
4.台阶开挖法注意事项——台阶数不宜过多,台阶长度要适当。
(三)环形开挖预留核心土法
环形开挖预留核心土法适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩、断面较大的隧道施工。
优点:
1)开挖工作面稳定性好。
2)核心土和下部开挖都是在拱部初次支护保护下进行的,施工安全性好。
(四)单侧壁导坑法
1.单侧壁导坑法适用于断面跨度大,地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中隧道施工。
5.单侧壁导坑法每步开挖的宽度较小。
(五)双侧壁导坑法
1.双侧壁导坑法又称眼镜工法。
当隧道跨度很大,地表沉陷要求严格,围岩条件特别差,单侧壁导坑法难以控制围岩变形时,可采用双侧壁导坑法。
4.优缺点:
(1)虽然开挖断面分块多,扰动大,但每个分块开挖后各自闭合,在施工中间变形几乎不发展。
(2)双侧壁导坑法施工较为安全,但速度较慢,成本较高。
(六)中隔壁法和交叉中隔壁法
1.中隔壁法也称cd工法,主要适用于地层较差和不稳定岩体、且地面沉降要求严格的地下工程施工。
2.当cd工法不能满足要求时,可在cd工法基础上加设临时仰拱,即所谓的交叉中隔壁法(cRd工法)。
cRd工法的最大特点是将大断面施工化成小断面施工,各个局部封闭成环的时间短,控制早期沉降好,每个步序受力体系完整。
二、掘进方式及选择条件
一、喷锚暗挖与初期支护
(一)喷锚暗挖与支护加固
1.喷锚初期支护,主要包括钢筋网喷射混凝土、锚杆一钢筋网喷射混凝土、钢拱架一钢筋网喷射混凝土等支护结构形式。
(二)支护与加固技术措施
1.暗挖隧道内常用的技术措施
(1)超前锚杆或超前小导管支护;
(2)小导管周边注浆或围岩深孔注浆;
(3)设置临时仰拱。
2.暗挖隧道外常用的技术措施
(1)管棚超前支护;
(2)地表锚杆或地表注浆加固;
(3)冻结法固结地层;
(4)降低地下水位法。
二、暗挖隧道内加固支护技术
(一)主要材料
1.喷射混凝土应采用早强混凝土,初凝时间不应大于5min,终凝时间不应大于l0min。
2.钢筋网材料宜采用q235钢,钢筋直径宜为6~12mm,网格尺寸宜采用150~300mm。
(二)喷射混凝土前准备工作
1.滴水、淌水、集中出水点的情况,采用埋管等方法进行引导疏干。
2.宜采用湿喷方式;
喷射厚度宜为50~l00mm。
(三)喷射混凝土
1.喷射混凝土应紧跟开挖工作面,应分段、分片、分层,由下而上顺序进行。
(五)
隧道内锚杆注浆加固,锚杆钻孔不宜平行于岩层层面,宜沿隧道周边径向钻孔。
锚杆必须安装垫板,垫板应与喷混凝土面密贴。
钻孔安设锚杆前应先进行喷射混凝土施工。
三、暗挖隧道外的超前加固技术
(二)地表锚杆(管)
1.是一种地表预加固地层的措施,适用于浅埋暗挖、进出工作井地段和岩体松软破碎地段。
2.地面锚杆(管)按矩形或梅花形布置。
3.锚杆类型应根据地质条件、使用要求及锚固特性进行选择,可选用中空注浆锚杆、树脂锚杆、自钻式锚杆、砂浆锚杆和摩擦型锚杆。
(三)冻结法周结地层
1.
用于富水软弱地层的暗挖施工固结地层。
一、防水结构施工原则
(二)复合式衬砌与防水体系
1.复合式衬砌设计,衬砌结构是由初期(一次)支护、防水层和二次衬砌所组成。
2.复合式衬砌,以结构自防水为根本,辅加防水层组成防水体系,以变形缝、施工缝、后浇带、穿墙洞、预埋件、桩头等接缝部位混凝土及防水层施工为防水控制的重点。
二、施工方案选择
2.在衬砌背后设置排水盲管(沟)或暗沟和在隧底设置中心排水盲沟时,配合衬砌一次施工。
3.衬砌背后可采用注浆或喷涂防水层等方法止水。
三、复合式衬砌防水施工
(一)复合式衬砌防水层施工应优先选用射钉铺设,结构组成如图1k413043所示。
(四)二衬混凝土施工
1.二衬采用补偿收缩混凝土,具有良好的抗裂性能。
2.二衬混凝土浇筑应采用组合钢模板体系和模板台车两种模板体系。
3.混凝土浇筑采用泵送模注,两侧边墙采用插入式振捣器振捣,底部采用附着式振动器振捣。
混凝土浇筑应连续进行,两侧对称,水平浇筑。
一、适用条件与基本规定
(一)适用条件
2.在软弱、破碎地层中成孔困难或易塌孔,宜采取超前小导管注浆和超前预加固处理方法。
超前导管
超前注浆
二、技术要点
(一)小导管布设
1.常用设计参数:
钢管直径30~50mm,钢管长3~5m,焊接钢管或无缝钢管;
钢管钻设注浆孔间距为100~150mm,钢管沿拱的环向布置间距为300
~500mm。
(二)注浆材料
1.应具备良好的可注性,固结后应有一定强度、抗渗、稳定、耐久和收缩小。
一般情况下改性水玻璃浆适用于砂类土,水泥浆和水泥砂浆适用于卵石地层。
(三)注浆工艺
2.在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法;
在砂层中宜采用劈裂注浆法;
在黏土层中宜采用劈裂或电动硅化注浆法;
在淤泥质软土层中宜采用高压喷射注浆法。
一、结构组成与适用条件
(一)结构组成
1.管棚法为防止隧道开挖引起的地表下沉和围岩松动,开挖掘进前沿开挖工作面的上半断面设计周边打入厚壁钢管,在地层中构筑的临时承载棚防护下,为安全开挖预先提供增强地层承载力的临时支护方法,与小导管注浆法相对应,通常又称为大管棚超前支护法。
2.管棚是由钢管和钢拱架组成。
钢管入土端制作成尖靴状或楔形,末端支架在钢拱架上,形成对开挖面前方围岩的预支护。
3.管棚中的钢管应按照设计要求进行加工和开孔,管内应灌注水泥浆或水泥砂浆,以便提高钢管自身刚度和强度。
(二)适用条件
1.适用于软弱地层和特殊困难地段,如极破碎岩体、塌方体、砂土质地层、强膨胀性地层、强流变性地层、裂隙发育岩体、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩,井对地层变形有严格要求的工程。
2.通常,在下列施工场合应考虑采用管棚进行超前支护:
(1)穿越铁路修建地下工程;
(2)穿越地下和地面结构物修建地下工程;
(3)修建大断面地下工程;
(4)隧道洞口段施工;
(5)通过断层破碎带等特殊地层;
(6)特殊地段,如大跨度地铁车站、重要文物保护区、河底、海底的地下工程施工等。
(一)主要材料要求
1.管棚所用钢管一般选用直径70~180mm,壁厚4~8mm无缝钢管。
一般情况下短管棚采用的钢管每节长小于l0m,长管棚采用的钢管每节长大于l0m,或可采用出厂长度。
(二)施工技术要点
3.
管棚钢管环向布设间距,一般采用2.0~2.5倍钢管直径。
纵向两组管棚搭接的长度应大于3m。
三、施工质量控制要点
(一)钻孔精度控制
2.在松软地层或不均匀地层中钻进时,管棚应设定外插角,角度一般不宜大于3º
。
(二)钢管就位控制
2
钢管打入土体就位后,应及时隔(跳)孔向钢管内及周围压注水泥浆或水泥砂浆,使钢管与周围岩体密实,并增加钢管的刚度。
(三)注浆效果控制
1
严格控制管棚间距,防止管棚出现间距过大或出现偏离。
严格按试验参数,控制注浆量。
3
必要时宜与小导管注浆相结合,开挖时可在管棚之间设置小导管。
典型例题
例一(2009):
浅埋暗挖法施工时,如果处于砂砾地层,并穿越既有铁路,宜采用的辅助施工方法是(
)。
a.地面砂浆锚杆 b.小导管注浆加固
c.管棚超前支护 d.降低地下水位
答案:
c
p146倒数第9行
例二(2010):
采用浅埋暗挖法施工时,多层多跨度结构的地段宜采用的开挖方法是(
)
a.正台阶环形开挖法
b.洞桩法
c.双侧壁导坑法
d.柱洞法
d
p139
表1k413041
例三(2011):
关于管棚施工的说法,正确的有(
)
a.
管棚可应用于强膨胀的地层
b.必要时在管棚中间设置小导管
c.管棚打设方向与隧道纵向平行
d.
管棚打入地层后,应及时跳孔向钢管内及周围压注水泥砂浆
e.管棚末端应支架在坚硬土层中
abd
c错误,应有外插角;
e错误,支架钢在拱架上;
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