1、滬昆客專長昆湖南段CKTJ-標(biāo)隧道工程超前小導(dǎo)管及鎖腳錨管注漿施工方案編制:復(fù)核:審批:滬昆客專長昆湖南段第四項目分部綜合作業(yè)隊二一年十二月隧道超前小導(dǎo)管及鎖腳錨管注漿施工方案一、注漿工藝原理超前小導(dǎo)管注漿預(yù)加固圍巖就是對表土下風(fēng)化破碎巖石及構(gòu)造裂隙發(fā)育難以支護(hù)的破碎巖面,預(yù)先向其裂隙通道內(nèi)注入固化材料(通常是水泥漿、水玻璃或聚氨酯等)充填裂隙,封堵涌水,膠結(jié)巖石,改善圍巖力學(xué)性能,提高巖體自身整體強(qiáng)度,改變圍巖支護(hù)狀態(tài)。主要作用是提高管體周圍巖體的抗剪強(qiáng)度,達(dá)到加固圍巖并擴(kuò)散圍巖壓力的作用。二、注漿工藝特點(1)施工機(jī)具設(shè)備簡單,施工簡便。(2)用于特殊及不良地質(zhì)隧道的支護(hù)。2.1設(shè)計原則及
2、適用范圍2.1.1設(shè)計原則為防止隧道開挖時掌子面前方圍巖不能自穩(wěn)而出現(xiàn)坍塌是采用超前小導(dǎo)管預(yù)支護(hù)的根本目的。就是為了保證隧道開挖的安全,利用隧道風(fēng)鉆機(jī)在隧道開挖工作面的拱部外150范圍鉆孔,外插角控制在35,插入直徑為42mm3.5mm的無縫鋼管,并進(jìn)行注漿固結(jié)地層,使隧道拱頂形成一傘狀保護(hù)環(huán)。超前小導(dǎo)管常采用直徑為42mm鋼管,壁厚一般為3.5mm。xx有3.5m或4m,每2m或2.4m一環(huán),搭接xx不小于1m或1.1m,環(huán)向間距40cm或25cm。注漿孔徑為68mm(用臺鉆鉆孔),孔距15cm,梅花形布置。前端20cm制作成蒜瓣狀錐形,尾端30cm范圍內(nèi)不鉆孔作為止?jié){段,并設(shè)置8加勁箍。鎖
3、腳錨管設(shè)置在拱腳處,采用直徑42mm,壁厚3.5mm,長度4m的無縫鋼管,鉆孔直徑為50mm,打設(shè)角度在30左右俯角,鎖腳錨管前端20cm做成蒜狀錐形,尾端預(yù)留30cm焊接在鋼架翼緣。根據(jù)設(shè)計,每處拱腳設(shè)置2根或4根鎖腳錨管,對稱布置,鎖腳錨管與鋼架焊接后,再采用22的橫向短螺紋鋼筋將鎖腳錨管兩兩搭焊,主要是卡住鋼架。鎖腳錨管尾端應(yīng)超出鋼架510cm,以便焊接固定完成后,注漿錨固。2.1.2適用范圍(1)隧道洞口淺埋地段或軟弱破碎圍巖地段進(jìn)洞施工。(2)富水軟弱破碎地質(zhì)、砂礫地層、巖溶地質(zhì)等不良地質(zhì)地段的隧道開挖輔助措施。(3)隧道坍方的處理。三、注漿施工工藝3.1施工準(zhǔn)備及工藝流程3.1.1
4、超前小導(dǎo)管及鎖腳錨管直徑一般采用42mm,壁厚3.5mm的熱軋無縫鋼管。超前小導(dǎo)管單節(jié)長度通常為3.5m或4.0m,鎖腳錨管xx為4.0m,超前小導(dǎo)管壁加工注漿花孔,孔徑為6mm,間距為15cm呈梅花形排列,前端20cm制作成蒜瓣狀錐形,尾端30cm范圍內(nèi)不鉆孔作為止?jié){段。3.1.2測量定位根據(jù)設(shè)計的超前小導(dǎo)管位置,用全站儀進(jìn)行小導(dǎo)管位置的測量放樣工作,并用紅油漆在作業(yè)掌子面上作好小導(dǎo)管位置的標(biāo)記。鉆孔直徑應(yīng)大于設(shè)計導(dǎo)管直徑35mm,一般鉆孔50mm,孔深大于設(shè)計長度10cm。開挖長度應(yīng)小于超前小導(dǎo)管的支護(hù)長度,注漿采用止?jié){塞,并設(shè)置注漿管及排氣管,排氣管插入孔底510cm,排氣管采用20塑料
5、管。注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為達(dá)到設(shè)計注漿量或設(shè)計終壓。3.1.3鉆孔鉆孔時一般采用風(fēng)鉆開孔,以設(shè)計的外插角向外鉆孔,一般為35。鎖腳錨管為俯角30,為保證超前小導(dǎo)管的有效搭接長度,施工過程中嚴(yán)格控制隧道開挖的進(jìn)尺,以使下一循環(huán)的施工順利進(jìn)行。3.1.4清孔驗孔(1)通常用地質(zhì)巖芯鉆配合鉆頭進(jìn)行來回掃孔,清除浮渣至孔底,確保孔徑、孔深符合要求,防止堵孔。(2)用高壓風(fēng)從xx向xx清理鉆渣。(3)用經(jīng)緯儀、測斜儀等檢測孔深、傾角、外插角。3.1.5安裝超前小導(dǎo)管及鎖角錨管(1)鉆孔完成后及時安設(shè)小導(dǎo)管,避免出現(xiàn)塌孔。(2)小導(dǎo)管及鎖腳錨管頂進(jìn)采用大孔引導(dǎo)和風(fēng)鉆相結(jié)合的工藝,即先鉆大于小導(dǎo)管直徑的引導(dǎo)孔,利用
6、鉆機(jī)的沖壓力和推力低速頂進(jìn)鋼管。3.1.6超前小導(dǎo)管及鎖腳錨管注漿3.1.6.1漿液配置注漿材料及配合比:注漿采用水泥漿液,水灰比為1:1;注漿壓力0.51MPa,水泥標(biāo)號為PO32.5水泥。單根小導(dǎo)管及鎖腳錨管理論注漿量:Q=R2L式中L注漿xx;R漿液擴(kuò)散半徑,取0.6L0, L0為管體間距40cm;H地層孔隙率,風(fēng)化巖層23%,巖石破碎帶取58、砂土取4060%,粘土取2040%計算;漿液有效充填率,取85%;漿液損耗系數(shù)1.05。3.1.6.2注漿管的設(shè)置注漿采用孔口注漿管注漿,孔口排氣管與注漿管,由閥門來控制開關(guān),排氣管采用20塑料管,插入孔底510cm處,然后連接注漿管等各種管路,
7、利用錨固劑封閉掌子面與導(dǎo)管間的孔隙,防止漏漿。關(guān)閉孔口閥門,開啟注漿泵進(jìn)行管路壓水試驗,如有泄漏及時檢修,試驗壓力等于注漿終壓。3.1.6.3注漿控制(1)導(dǎo)管施工完成后開始注漿,注漿前對所有孔眼安裝止?jié){塞,同時對管口與孔口側(cè)進(jìn)行密封處理。(2)水泥漿液采用拌和機(jī)制漿,采用液壓注漿機(jī)漿液注入導(dǎo)管鋼管內(nèi),注漿前先檢查管路和機(jī)械狀況,確認(rèn)正常后作壓漿試驗,確定合理的注漿參數(shù),據(jù)以施工。(3)注漿分兩步完成,當(dāng)?shù)谝淮巫{的漿液充分收縮后,進(jìn)行第二次注漿,以使導(dǎo)管填充密實。注漿采取注漿終壓和注漿量雙控措施,注漿壓力以0.51.0MPa為宜,持壓35mm后停止注漿,注漿量一般為鉆孔圓柱體的1.5倍。若注
8、漿量超限,未達(dá)到壓力要求,應(yīng)調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿,直至符合注漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙均為漿液充填,方可終止注漿。注漿過程中壓力如突然升高,可能發(fā)生堵管,應(yīng)停機(jī)檢查。(4)注漿過程應(yīng)程派專人負(fù)責(zé),填寫“注漿記錄表”,記錄注漿時間、漿液消耗量及注漿壓力等數(shù)據(jù),觀察壓力表值,監(jiān)控連通裝置,避免因壓力猛增而發(fā)生異常情況。3.1.6.4注漿效果判斷(1)對注漿加固區(qū)進(jìn)行鉆孔取芯,觀察注漿充填情況。(2)導(dǎo)管注漿后再打無孔管作為檢查管,檢查注漿質(zhì)量。有水地層可觀察無孔管孔內(nèi)涌水顏色及涌水量,水顏色如較澄清或夾帶水泥渣塊,則注漿效果較好,如涌水為泥漿顏色或涌水量較大時,應(yīng)補(bǔ)注或重注。四、安
9、全控制要點4.1作業(yè)人員的勞動保護(hù)(1)鉆機(jī)作業(yè)人員要戴防塵口罩。(2)作業(yè)人員按規(guī)定配備安全帽、手套。4.2鉆孔作業(yè)施工安全(1)掌握好開孔與正常鉆研的壓力和速度,防止斷桿事故。(2)鉆孔中如發(fā)生卡鉆、斜孔、坍孔等故障,應(yīng)及時采取處理措施。(3)進(jìn)行鉆桿裝卸時注意與鉆機(jī)操作手的配合,避免鉆桿未裝好前啟動導(dǎo)致人員受傷。4.3導(dǎo)管注漿施工安全(1)泥漿排渣鉆機(jī),要作好排水和泥漿池,避免污染環(huán)境。(2)導(dǎo)管注漿時,施工人員要避免正對注漿管。(3)經(jīng)常檢查并及時更換損壞的注漿管接頭。五、注漿機(jī)具設(shè)備配置表1注漿機(jī)具設(shè)備配置表序號機(jī)具名稱注漿泵拌和機(jī)注漿嘴漿液桶波美表量杯水桶膠管規(guī)格Y2B JS500
10、高壓管單位臺臺個個個個個m 用途注漿用拌水泥漿注漿用盛放漿液測漿液濃度試驗試驗注漿用數(shù)量0備注六、質(zhì)量控制措施61鉆孔質(zhì)量(1)鉆孔前,精確測定孔的平面位置、傾角、外插角,并對每個孔進(jìn)行編號。(2)嚴(yán)格控制鉆孔平面位置,超前小導(dǎo)管和超前錨桿不得侵入隧道開挖線內(nèi)相鄰的鋼管不得相撞和立交。(3)終孔后,要檢查錨桿的位置、孔深、方向和外插角,然后用高壓風(fēng)將鉆孔吹洗干凈。62注漿質(zhì)量(1)漿液配置必須按施工配合比進(jìn)行,嚴(yán)格控制水泥、水以及其他外加劑(如速凝劑等)的質(zhì)量;漿液拌制必須使用機(jī)械拌和,嚴(yán)格控制拌和的時間;試驗室要加強(qiáng)對漿液質(zhì)量的檢查。(2)注漿過程中隨時檢查孔口、鄰孔、覆蓋層較薄部位有無串漿現(xiàn)象,如發(fā)生串漿,應(yīng)立即停止注漿采用間歇式注漿封堵串漿口,也可采用麻紗、木楔、快硬水泥砂漿或錨固劑封堵,直至不再串漿時再繼續(xù)注漿。(3)注漿時相鄰孔眼需間隔開,不能連續(xù)注漿,以確保固結(jié)效果,同時達(dá)到控制注漿量的目的。(4)注漿時,要根據(jù)注漿終壓和注漿量雙控注漿質(zhì)量,經(jīng)常檢查注漿壓力表的準(zhǔn)確度,根據(jù)單根鋼管注漿量并結(jié)合巖體的松散程度,綜合考慮注漿量。若個別孔漿液不暢通,被迫提前終止時,可在鄰孔適當(dāng)加壓補(bǔ)償。(5)注漿結(jié)束后,必須鉆孔檢查注漿效果,如未達(dá)到要求時需要補(bǔ)孔注漿。(6)配置的漿液應(yīng)在規(guī)定的時間內(nèi)用完。