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  • 1 # 之一z

    淺埋暗挖,眾所周知,要管超前強支護。

    一個方面洞外加固,使用的工藝有很多,包括地表注漿、旋噴樁粉、噴樁等等,主要目的是將隧道頂部土體固結,保證其穩定性,以確保洞內開挖安全。

    二個方面是洞內加固,洞內加固工藝就是超前支護,包括超前管棚、超前小導管、超前錨杆等。

    最後要根據地質情況,根據監控量測情況進行調整。最重要的是保障開挖安全不出現塌方等重大險情。

  • 2 # 子言春木

    本人從事橋樑隧道現場施工8年,尤其是軟巖大變形隧道、瓦斯隧道、岩溶隧道經驗比較豐富,現回答你的問題,個人以為主要做好以下五點可以保證施工順利:1、做好超前大管棚,2、做好超前小導管,3、做好初期支護,4、做好監控量測,5、做好徑向注漿、帷幕注漿

    具體操作如下:

    1、管棚施工

    2 、超前小導管

    2.1 製作鋼花管

    (1)鋼管的長度、規格應滿足設計要求,注漿孔採用機械鑽孔,注漿孔間距須用專用卡具進行定位鑽孔。不得采用電焊或氧氣、乙炔進行吹孔。

    (2)小導管前端做成尖錐形,尾部焊接φ6mm鋼筋加勁箍,管壁上每隔625px梅花型鑽眼,眼孔直徑為6mm,尾部不小於2500px作為不鑽孔的止漿段。詳見圖5-1。

    2.2 小導管安裝

    ⑴小導管安裝採用鑽孔打入法。測量放樣,在設計孔位上做好標記。

    ⑵用鑿岩機或電鑽鑽孔開鑽,採用高壓風進行清孔。

    ⑶將小導管穿過拱架,與拱架連線時,可在型鋼腹板上穿孔以便小導管穿過,嚴禁小導管置於拱架下方,並且要求與拱架連線牢固。用鑿岩機或錘擊直接將小導管頂入,頂入長度不小於鋼管長度的90%,外露750px支撐於開挖面後方的鋼架上,與鋼架共同組成預支護體系,同時也便於連線孔口閥門和管路。

    注意在安裝小導管前,在孔口端及周圍裂隙用塑膠泥堵塞,以便鋼管頂進孔內後,使孔口處的小導管外壁與孔壁間隙堵塞嚴密。

    2.3 注漿

    根據設計要求,小導管填充水泥漿。採用專用注漿泵注漿。水泥漿拌制嚴格按施工配合比執行。

    注漿前先沖洗管內沉積物,由下至上順序進行。單孔注漿壓力0.5-1.5Mpa,一般按注漿量達到設計注漿量作為注漿結束標準。當注漿壓力達到終壓並穩定10~15min,注漿量仍達不到設計量,但達到設計量的80%以上時,也可結束該孔注漿。

    注漿施工中認真填寫注漿記錄,隨時分析和改進作業,並注意觀察施工支護工作面的狀態。注漿引數應根據注漿試驗結果及現場情況調整。

    注漿結束後,用塑膠泥封堵孔口及周圍裂隙,防止漿液倒流。必要時在小導管附件及工作面噴射混凝土,以防止工作面坍塌。

    2.4 注漿異常現象處理

    ⑴串漿時及時堵塞串漿孔。

    ⑵泵壓突然升高時,可能發生堵管,應停機檢查。

    ⑶進漿量很大,壓力長時間不升高,應重新調整砂濃度及配合比,縮短膠凝時間。

    2.5 工藝要求

    (1)小導管的安設應採用引孔頂入法。

    (2)鑽孔方向應順直。

    (3)鑽孔深度和直徑應與導管匹配。

    (4)鑽孔採用吹孔法清孔。

    (5)小導管口應安裝孔口閥門,外露長度不宜小於750px。

    (6)注漿應採用注漿泵注漿,為加速注漿,可安裝分漿器同時多管注漿。

    (7)配製好的漿液應在規定時間內注完,隨配隨用。

    (8)注漿順序為由下至上,漿液先稀後濃。

    (9)注漿壓力應符合設計要求,使漿液充滿鋼管及其周圍的空隙。

    3、初期支護

    3.1 噴射混凝土施工

    (1)開挖後,先噴混凝土100px,隨即系統支護施工(錨杆、鋼筋網、鋼架)並復噴混凝土至設計厚度。

    (2)混凝土噴射厚度採用錨杆外漏長度或埋設鋼筋頭做標誌控制。

    (3)噴射應分段、分部、分塊,按先牆後拱、自下而上進行噴射,噴嘴需對受噴巖面作均勻的順時針方向的螺旋轉動,一圈壓半圈的橫向移動,螺旋直徑約為20~750px,以使混凝土噴射密實。

    (4)為保證噴射混凝土質量,減少回彈物和降低粉塵,作業時還應注意以下事項:

    ①噴射時分段長度不應超過6m,並嚴格按先下後上的順序進行噴射,以減少混凝土因重力作用而引起滑動或脫落現象發生。

    ②掌握好噴嘴與受噴巖面的距離和角度。噴嘴至巖面的距離為0.6~2.0m,過大或過小都會增加回彈量;噴嘴與受噴面垂直,並稍微偏向剛噴射的部位(傾斜角不宜大於10°),儘量使回彈量最少、噴射效果和質量最佳。對於巖面凹陷處應先噴和多噴,而凸出處應後噴和少噴。

    (5)風壓與噴射質量有密切的關係,過大的風壓會造成噴射速度太高而加大回彈量,損失混凝土;風壓過小會使噴射力減弱,則混凝土密實性差。因此,根據噴射情況應適當調整風壓,可參照下表及結合輸料管長度進行風壓調節。

    (6)一次噴射厚度問題

    噴射作業應分層進行,一次噴射厚度不小於100px,一次噴混凝土的厚度由噴混凝土顆粒間的凝聚力和噴射層與受噴巖面的粘結力決定,噴混凝土的分層厚度以不錯裂、不墜落為標準,邊牆一般為7~375px,拱部5~250px,並保持噴層厚度均勻。

    (7)分層噴射的間隔時間

    分層噴射,一般分2~3層噴射。分層噴射合理的間隔時間應根據水泥品種、速凝劑種類及摻量、施工溫度(最低不宜低於+5℃)和水灰比大小等因素,並視噴射的混凝土終凝情況而定。

    分層噴射間隔時間不得太短,一般要求在初噴混凝土終凝以後,再進行復噴。若終凝1h後再噴射,復噴前應將初噴混凝土表面清洗乾淨,且復噴時應將凹陷處進一步找平。

    (8)噴射混凝土的養護

    為使水泥充分水化,使噴射混凝土的強度均勻增長,減少或防止混凝土的收縮開裂,確保噴射混凝土質量,應在其終凝2h後進行灑水養護,養護時間應不少於14d。

    3.2錨杆施工

    3.2.1中空注漿錨杆

    (1)測量布孔:隧道洞身初噴結束後,按照設計要求在洞身壁面測出錨杆孔位,並以紅油漆標定孔位。

    (2)鑽進:採用YT-28型鑿岩機按標定孔位鑽孔至設計深度。鑽孔孔位誤差為±375px,鑽孔直徑大於杆體設計直徑15mm,鑽孔深度大於錨杆設計長度250px。

    (3)安裝錨杆、墊板、螺母:鑽孔清孔後,裝入設計長度錨杆,按照要求在錨杆尾部安裝好墊板及螺母、將錨杆固定牢固。

    (4)注漿:透過錨杆尾部的注漿管注入水泥砂漿。漿液配合比符合設計要求,待注漿壓力達到設計要求後即完成整個錨杆施工。

    3.3.2砂漿錨杆

    (1)砂漿錨杆與中空錨杆同樣的方法測量定位鑽孔,成孔後採用高壓風衝孔,報檢合格進行下道工序。

    (2)錨杆採用先注漿後插錨杆的施工程式。錨杆孔驗收合格後進注漿,注漿管插至距孔底50~100mm,隨砂漿的注入緩慢勻速拔出,灌漿壓力不得大於0.4MPa。砂漿強度符合設計要求,注漿開始或中途停止超過30min時,應用水或稀水泥漿潤滑注漿管路。

    (3)注漿完成後立即安插錨杆,錨杆體插入孔內長度不小於設計長度的95%,錨杆安裝後不得隨意敲擊。待砂漿強度達到10MPa後安裝墊板擰緊螺帽。

    3.4鋼筋網施工

    鋼筋網採用Ⅰ級φ8mm(或者φ6.5mm)鋼筋焊制,在鋼筋加工場內集中加工。先用鋼筋調直機把鋼筋調直,再截成鋼筋條,鋼筋網片尺寸根據拱架間距和網片之間搭接長度綜合考慮確定。

    鋼筋焊接前先將鋼筋表面的油漬、漆汙、水泥漿等清除乾淨;加工完畢後的鋼筋網片應平整,鋼筋表面無削弱鋼筋截面的傷痕。

    製作成型的鋼筋網片必須輕抬輕放,避免摔地產生變形。鋼筋網片成品應遠離加工場地,堆放在指定的成品堆放場地上。存放和運輸過程中要避免潮溼的環境,防止鏽蝕、汙染和變形。

    鋼筋網與錨杆或鋼架連線牢固。噴射混凝土時鋼筋不得晃動,和鋼架綁紮時綁在靠近巖面一側。

    3.5鋼架安裝

    (1)鋼架應在鋼筋網安裝後及時架設,測量放線確保鋼架位置正確,與隧道中線垂直。

    (2)安裝前應清除底腳下的虛碴及雜物,鋼架底腳應置於牢固的基礎上,各節鋼架間以連線板螺栓連線並密貼。鋼架安裝允許偏差:鋼架間距及其橫向位置和高程的允許偏差為±125px,垂直度為±2°。

    (3)鋼架與錨杆頭焊接固定在一起,沿鋼架外緣每隔2m用混凝土墊塊楔緊,打設鎖腳錨管與鋼架連線確保鋼架穩定。在軟弱圍巖處鋼架基腳增設縱向槽鋼託梁,把幾榀鋼架連成一個整體,同時增加基底承載力。

    (4)鋼架按設計位置安設,鋼架背後用噴砼填充密實,靠圍巖側保護層厚度不小於100px,靠二次襯砌側保護層厚度不小於75px。鋼架縱向連線採用Φ22mm鋼筋焊接,環向間距1m。

    (5)由於採用臺階開挖法施工,每臺階鋼架拱腳應打設鎖腳錨管,鋼架鎖腳採用L=4.0m的φ42鎖腳錨管鎖定,每組2根。鎖腳錨管應採用M20水泥砂漿灌漿錨固(M20水泥砂漿配製時應採用中細砂,粒徑不應大於2.5mm;砂膠重量比宜為1:1~1:2,水膠比宜為0.38~0.45。),注漿時中途不應停止,直至孔口有漿液溢位,若無漿液溢位應進行補註。下臺階開挖後鋼架應及時落底。鋼架落底接長在單邊交錯進行,每次單邊接長鋼架1~2榀。

    (6)鋼架架立時應及時對各部尺寸進行檢查,避免安裝過程中鋼架發生偏移。

    (7)架立鋼架後應儘快進行噴砼作業,以使鋼架與噴砼共同受力。噴射砼分層進行,先從拱腳或牆角處由下向上噴射,防止上層噴射料虛掩拱腳(牆角)不密實,造成強度不夠,拱腳(牆角)失穩。鋼架應與噴混凝土形成一體,鋼架與圍巖間的間隙用噴混凝土充填密實;鋼架應全部被噴混凝土覆蓋,保護層厚度不得小於75px。

    (8)施工過程中注意成品保護,防止洞內大型機械對已完工鋼架碰撞造成鋼架損壞。

    (9)根據圍巖級別及監控量測資料,及時調整預留變形量,調整鋼架尺寸。

    4、控制量測

    4.1隧道洞內外觀察

    4.1.1洞內觀察分開挖工作面觀察和已施工地段觀察兩部分。

    ①開挖工作面觀察應在每次開挖後進行。重點觀察記錄工作面的工程地質與水文地文情況,包括:巖性、結構面產狀、節理裂隙發育程度、斷層的性質、產狀,掌子面自穩情況,湧水量大小、湧水位置等。做好地質素描,填寫開挖工作面地質狀態記錄表和施工階段圍巖級別判定卡。對地質條件複雜地段,應留存影像資料,作為地質變化的依據之一。發現工程地質條件惡化時,應採取相應處理措施。

    ②對初期支護及二次襯砌完成地段的觀察,每天至少進行一次,主要觀察噴射混凝土是否發生裂隙和剝離現象、錨杆的受力變形情況、鋼架是否壓曲變形和二次襯砌的工作狀態等。分析初期支護、二次襯砌的可靠性和圍巖的穩定性。並記入施工日誌。

    4.1.2洞外監測

    ①洞外監測的重點為洞口段和洞身淺埋段、山間窪地、巖堆、破碎帶、岩溶窪地、偏壓洞口的地表開裂、下沉和洞口邊、仰坡的穩定狀態、地表水滲漏等情況,同時還應對地面建(構)築物進行觀察。每次觀察後應做好詳細記錄。

    ②地表下沉的量測必須在隧道開挖之前進行。量測斷面應與隧道內的量測處於同一橫斷面,觀測點佈置執行技術規程要求,監控範圍應延伸佈置在隧道開挖影響範圍以外。地表構築物應在其周圍增設觀測點。量測應超前於隧道開挖工作面進行(距離為隧道埋深與隧道開挖高度之和)。監控量測時間應一直持續到地表下沉長期穩定、隧道襯砌施作完畢後停止。

    4.2量測點佈設要求

    量測點儘量靠近掌子面埋設(≯2m)。埋設方法結合實際研究確定,可以採用直徑φ22螺紋鋼筋,用早強錨固劑固定,伸入巖體250~300mm,外露端頭斜切磨平,貼上反射貼片與全站儀鐳射束基本正交。測點佈設在量測組的指導下,由開挖班協助完成,做到牢固可靠。為易於識別,並有利於保護測點,量測組在測點形成之後,立即用油漆標示出明顯的紅“△”並標有此測點斷面的編號,掛設監控量測標識牌,標牌標明裡程、日期、責任人等資訊。同一斷面內的監控量測點要確保在同一斷面內,左右側量測點標高要一致,整體佈局整齊劃一。

    測點佈設應在隧道開挖後12h內完成,並及時讀取初次資料,最遲不得大於24h。

    同一處拱頂下沉、收斂量測,以及隧底隆起、圍巖壓力等洞內量測應設在同一斷面,以便於整個量測形成資訊體系,相互印證。拱頂和地表下沉量測基點應與洞內、外水準基點建立聯絡。

    4.3淺埋地表沉降點佈設

    淺埋隧道地表沉降測點應在隧道開挖前佈設。地表沉降測點和隧道內測點應佈置在同一里程。一般條件下,地表沉降測點縱向間距應按《鐵路隧道監控量測技術規程》(TB10121-2007)或設計要求佈設。橫向間距為2~5m,監測範圍應在隧道開挖影響範圍以內,在隧道中線附近測點應適當加密,隧道中線兩側量測範圍不應小於(隧道寬度+埋深),地表有建(構)築物時,量測範圍適當加寬。地表下沉量測頻率應與洞內量測頻率相同。

    5、徑向注漿、帷幕注漿

    5.1徑向注漿

    ⑴鑽孔

    採用鑿巖臺車或人工持風鑽配作業臺架鑽孔。透過孔口管鑽設注漿孔,達到設計深度。

    隧道底部注漿在仰拱開挖前進行,當地下水較豐富時,底部注漿時安設孔口管。巖體軟弱時,拱牆部位的徑向注漿孔安設42mm鋼管作為注漿管。

    ⑵注漿準備、製漿

    連線注漿管路,對注漿系統進行壓水檢查,壓水壓力一般為設計注漿壓力的1.2倍,以檢查各注漿機具的密封性和完好性,同時檢查攪拌機執行狀況,發現問題立即解決,以避免在注漿過程中因機械故障而造成注漿中斷。

    單液水泥漿配製:製漿時嚴格按順序投料,攪拌後的漿液經篩網過濾後再進入注漿機。先在攪拌機內放入定量清水進行攪拌,同時加入緩凝劑,待全部溶解後放入水泥,繼續攪拌3分鐘。

    製漿材料要求計量準確,水泥等採用稱重法,水採用體積稱量法。其中水、水泥稱量誤差不大於2%,外加劑稱量誤差不大於1%。

    ⑶注漿

    採用孔口管全孔一次性注漿,將注漿芯管焊在法蘭盤上,再安裝在孔口管法蘭盤上,進行注漿。注漿結束時先開啟洩漿管閥門,再關閉進漿管閥門並用清水將注漿管沖洗乾淨後停機。

    注漿效果檢查:每迴圈注漿設3個檢查孔,以檢查注漿充填情況。

    5.2帷幕注漿

    ⑴有效注漿長度

    注漿孔深30m,有效注漿長度30m,加固範圍5m,開挖25m,預留5m作為下一次止漿盤。

    ⑵止漿牆施工

    第一次施作超前預注漿時,施作止漿牆,C20混凝土、厚度2m,止漿牆嵌入隧底基岩≥50;周邊施作徑向3m連線錨杆,錨杆外露1m,使巖體與止漿牆能可靠連線。

    ⑶超前鑽孔佈置

    每迴圈設108個孔。

    ⑷鑽孔

    鑽孔按先外圈,後內圈的順序進行。內圈鑽孔可參照外圈鑽孔的順序,後序孔可檢查前序孔的注漿效果。逐步加密注漿一方面可根據鑽孔的情況調整注漿引數,另一方面如果鑽孔情況證明注漿效果已達到設計要求,即可進行下一圈孔的鑽進,減少鑽孔的工作量,加快施工進度。鑽孔時,還要嚴格作好鑽孔記錄,包括孔號、進尺、起訖時間、岩石裂隙發育情況、出現湧水位置、湧水量和湧水壓力。

    ⑸注漿:

    a壓水試驗

    壓水試驗的目的是為了瞭解注漿孔各注漿段岩層的富水性、透水性,以確定漿液配比。預估漿液消耗量及材料用量。壓水試驗方法採用雙塞正水法,壓力錶安裝在孔口管回水管上,試驗壓力取淨水壓力的1.5~2.0倍,試驗時每間隔10分鐘觀測一次流量和壓力,流量和壓力保持相對穩定,流量連續四次讀數,其最大值和最小值之差小於最終值的10%,試驗工作即可結束,以最終流量為計算流量。

    b鑽孔沖洗

    決定鑽進孔段需注漿時,必須立即進行鑽孔沖洗工作,鑽孔沖洗的目的是清除鑽孔中的殘存巖粉,岩石裂隙中所填充的粘土雜質等物。衝孔方式採用壓力驟升驟減的放水方式,沖洗結束的標準為:出水管的水潔淨後再延續10min,總沖洗時間不低於30min,對個別特殊情況還要增加沖洗時間。

    c漿液材料及製漿

    漿液採用純水泥漿或水泥—水玻璃漿液。水泥漿的水灰比(重量比)為0.8:1~1:1,水泥採用PO425普通矽酸鹽水泥,水泥細度要求透過80um方孔篩的篩餘量不大於5%,所用水泥必須新鮮無結塊,每批進場水泥均應有出廠合格證及檢驗分析報告單,不合格的水泥不能使用。水玻璃濃度採用波美度Be’=40,模數為2.4~3.0。水泥漿:水玻璃漿液=1:0.8。

    當注漿孔湧水量小於30L/min,選用純水泥漿或水泥-水玻璃漿液;當注漿孔湧水量在30~200L/min範圍內,選用凝膠時間為4~6min的漿液;當注漿孔湧水量大於200L/min,選用凝膠時間為3~4min的漿液。

    注漿時以單液水泥漿為主,實施定壓注漿,注漿壓力為注漿處靜水壓力加0.5~1.5Mpa。

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