超前小导管施工工艺工法.docVIP

PAGE PAGE 10 超前小导管施工工艺工法 1 前言 1.1 工艺工法概况 超前小导管施工是伴随新奥法施工发展起来的一种超前预支护的施工方法，是隧道及地下工程主要的超前支护手段之一。沿隧道开挖轮廓线外一定距离，以一定的外插角向开挖工作面前方打设直径38～50mm的带注浆孔的钢管，长度一般为3.5～5.0m，并进行注浆，填充和固结岩体及土石的空隙，形成一定厚度的固结体。 1.2 工艺原理 在隧道开挖前，将小导管沿开挖轮廓线打入掘进前方稳定的岩层内，末端支承在隧道拱部的钢架上，并对小导管进行注浆，增加小导管的刚度和固结前方松散围岩，使其起到支护掘进进尺范围内拱部上方的围岩，有效地约束围岩在（爆破）开挖后的一定时间内不发生松驰坍塌。超前小导管的作用主要为： 1.2.1 改良工作面前方的围岩结构，在开挖面以外形成厚度为0.5～1.0m 1.2.2 超前小导管与钢架、固结的地层共同作用形成超前支护结构，从而保证开挖工作面的稳定，防止开挖工作面松弛、坍塌。 2 工艺工法特点 2.1超前小导管配合型钢钢架使用，可应用于隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩拱部超前注浆预支护，小导管长度一般为3.5～5.0m，按照隧道的开挖进尺，隧道每开挖循环施工一次或两个开挖循环施工一次。 2.2超前小导管应沿隧道拱部轮廓线按照设计间距均匀布设，可以有效的改善开挖工作面前方的地质条件和自稳能力，但其整体稳定性没有管棚支护好，但施工机具设备简单，施工操作方便。 2.3小导管的外插角根据小导管的长度和钢架的间距调整，定位较准确，一次施工长度短，孔的角度偏差小，孔底外插值小，开挖后小导管起棚架作业，下部超挖部分较少，有利于隧道施工。 2.4根据隧道围岩变化情况，不用扩大隧道断面就可随时施工，采用人工风动凿岩机施工，不需要专用设备，钻孔和安装施做灵活方便。 3 适用范围 3.1超前小导管适用于自稳时间短的软弱破碎围岩、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的超前预支护，主要应用于隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩拱部超前注浆预支护。一般和隧道钢架支护配合使用。 4主要引用标准 4.1《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204）、《铁路隧道施工规范》（TB10204）、《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417）、《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753）。 4.2相关设计图纸、合同文件。 5 施工方法 超前小导管施工时，人工采用风动凿岩机沿隧道开挖线在隧道拱部钻小导管孔，小导管孔的孔径、孔深、外插角必须符合设计要求。把加工好的小导管送入孔内，采用CS（水泥水玻璃）胶泥把小导管和岩石孔之间空隙封堵起来。在小导管端头连接孔口阀及管路，和注浆机相连，对小导管进行注浆。注浆材料采用水泥浆或水泥-水玻璃双液浆。注浆结束后把小导管和钢架焊接连接在一起，然后进行下道隧道施工工序。 6 工艺流程及操作要点 6.1 工艺流程 6.1.1 超前小导管施工工艺流程图见图1，小导管构造见图2。 施工准备 测量定位 钻孔作业 清孔 下管、封堵孔口 原材料进场检验 连接、调试注浆管路 浆液配比设计 注浆试验 浆液制备 注浆作业 注浆效果分析 管尾与钢架焊接 结束 不合格 合格 不能满足要求 满足要求 小 导 管 制 备 钻孔验收 调整注浆参数 图1 超前小导管施工工艺流程图 图2 注浆小导管结构图 6.2 操作要点 6.2.1 超前小导管的操作要点 1 小导管的制作 1）小导管一般采用直径φ38～50mm的钢管制作。 2）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20～30cm梅花型钻眼作为溢浆孔，眼孔直径为φ6～8mm，尾部长度100cm 3）小导管长度一般为3.5～5.0m。 2 小导管的钻孔、安装 1）测量放样，在设计孔位上做好标记，用凿岩机钻孔，孔径较设计导管管径大10mm以上，孔深、外插角必须符合设计要求。 外插角：取值应考虑小导管的长度和钢架的间距、钢架的截面高度，一般外插角10°～15°，可根据实际情况调整。 2）超前小导管沿隧道拱部开挖线均匀布设，间距应根据开挖工作面前方的地质条件和自稳能力确定，一般间距为30～50cm。 3）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，小导管外露20cm，在注浆结束后和钢架焊接连接，支撑于开挖面后方的钢架上或与钢架共同组成预支护体系。 4）采用CS(水泥水玻璃)胶泥封堵小导管和岩石孔之间空隙。 5）安装注浆阀门和管路。 6）超前小导管施工其纵向搭接长度不小于1m。 7）当隧道围岩比较破碎时，为了有效的超前加固前方围岩，有时采用双层超前小导管的加固方式，内层小导管按照一