隧道施工-.pptx
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1、隧道施工1一、超前支护1.管棚法1.1概念:管棚法施工又称伞拱法,管棚法,是指为防止隧道开挖引起地表下沉或围岩松动,在开挖掘进前沿开挖工作面的上半断面周边按设计打入厚壁钢管。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。1.2适用条件:适用于软弱地层和特殊困难地段,如及破碎岩体、塌方体、砂土质地层、强流失性地层、浅埋大偏压等围岩,并对地层变形有严格要求的工程。1.3材料要求:(1)钢管:一般选用直径70-180mm,壁厚4-8mm的无缝钢管。管节长度视工程具体情况而定,一般情况下每节长小于10m,长管棚采用的钢管每节长度大于10m。3(2)水泥砂浆:主要成分为
2、P.O42.5级及以上的硅酸盐水泥、普通或水泥砂浆,宜采用中砂或者粗砂。外加剂视不同地层选用,配比应根据工程地质条件,经试验确定。1.4施工步骤:(1)管棚加工(2)测量放线,导向管定位、编号及套拱施工(3)搭设钻孔平台,钻孔机进行安装调试(4)钻孔,清孔。(5)管棚安装,孔口处理。(6)注浆(7)注浆效果检查管棚钻孔布置图1.5施工注意事项:(1)管棚采取分段配管,按奇、偶编号,错开安装,保证每一断面内接头个数不超过50%。并在并在钢管上钻孔,孔径10mm,孔间距50cm,呈梅花型布置;钢管周壁钻注浆孔,孔径1016mm,孔间距1520mm,呈梅花形布置,尾部加工成锥形;棚孔口段要焊上法兰盘
3、,以便于安装压浆管。(2)为了让管棚顺利顶进,钻孔直径比管孔直径稍大。(3)岩质较好的可以一次成孔。若钻进时产生坍孔、卡钻时,需补注浆后再钻进。钻进时采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度,发现偏斜超过设计要求,及时纠正。4(4)钻孔过程中做好原始记录,作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料,从而指导洞身开挖。(5)清孔时用钻机进行反复扫孔,清除浮渣,确保孔径、孔深符合要求,防止堵孔,然后用高压风、水从孔底向孔口清理钻碴。(6)每钻完一个孔,清孔完成后立即安装管棚,防止塌孔。(7)在注浆过程中,记录核对注浆量、注浆压力等是否达到要求,注浆完成后,采用砂浆及时封闭出浆孔,避免出现空漏现象。2.超前帷幕注浆
4、2.1概念:指对隧道前方一定范围的土体进行全面加固,在开挖区域周边形成隔水帷幕,以防止地下水渗流给隧道施工带来较大风险。2.2适用情况:(1)涌水、涌泥或塌方严重地段。(2)水下隧道富水围岩段(如含水砂层)(3)因地下水位的变化造成地层变形,可能会影响到周边重要构筑物安全的地段。(4)地下水十分丰富的断层破碎带等5超前帷幕注浆加固设计图6大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流可以互相讨论下,但要小声点可以互相讨论下,但要小声点可以互相讨论下,但要小声点可以互相讨论下,但要小声点72.3施工工艺:(1)用钻机进行超前地质预报作业;其主要工作内容是探测前方的工程地质、水文地质、涌
5、水压力和涌水量。(2)隧道进行全断面超前加固注浆,对初期支护开挖轮廓以内2m范围内土体进行超前注浆止水。(3)注浆循环长度:每16m一个循环,预留4m作为下一循环注浆止浆墙;帷幕注浆分两序施工,2序施工作为1序施工的检查孔及补浆孔。(4)注浆孔布置:环向间距1.5m,外插角1序孔为6,1序孔为4.6。(5)注浆方式:采用前进式分段注浆;(后一次注浆对前一次钻进注浆部位有复注效果,注浆效果较好)(6)注浆浆液采用水泥单液浆与水泥水玻璃双液浆结合的方式,单液浆与双液浆的比例为1:1,浆液填充率为10%。(7)注浆前掌子面施做300mm厚临时封土墙,封堵墙采用双层网喷砼钢筋网采用14150150钢筋
6、网片,网片边缘与隧道格栅钢架进行焊接连接,临时封堵墙喷射混凝土需要分层喷射,保证封堵墙密封效果。(8)掌子面在注浆完成后隧道开挖前施工注浆检查孔,以保证全断面注浆加固效果。(按总注浆孔的5%10%设置检查孔,检查孔应在均布的原则下,结合注浆资料的分析布设,检查孔应无涌泥、涌砂,不塌孔,渗水量应小于0.2L/(min.m)或小于设计涌水量,否则应予补注。)(9)钻孔采用钻注一体化钻机。81.4施工注意事项:(1)严格按照设计和方案进行布孔,掌握布孔参数,做好钻孔记录。(2)施工过程中根据实际情况及时调整注浆参数,保证注浆质量和效果。(3)浆液配置严格按照配合比进行配置,严禁随意更改。(4)注浆过
7、程中,注浆压力长时间不上升,一般原因是浆液扩散或流失,可通过调整浆液配比,缩短浆液凝胶时间,控制注浆量,以达到控制注浆范围的目的。(5)注浆过程中,如注浆压力突然上升,立即停止注浆泵工作,打开泄浆阀泄压,找明原因后再决定该孔是否继续注浆,如是管路堵塞,则清除故障后继续注浆,如管路未堵塞,接管注浆时仍旧出现压力突然上升,可结束该孔注浆。(6)注浆过程中,如跑、漏浆现象严重时,可通过间歇注浆技术或通过调整浆液配比缩短凝胶时间的方法进行封堵,但若无效时,可暂停该孔注浆,分析原因,采取其它措施;(7)严格控制现场注浆,按设计原则进行注浆量控制。(8)每一孔注浆完成后,先泄压,再拆管,防止注浆管内高压伤
8、人。(8)注浆孔部注浆全部完成后,需进行注浆效果检查与评定,对不合格的由检查孔进行补浆。(9)在扫孔过程中,人员撤离到安全地带,防止由孔口吹出土石块伤人。(10)注浆期间洞内要加强测,随时掌控围岩变形情况,如监发现围岩变形异常,立即采取措施。(11)施工时应设有一定排水能力的排水系统,施工中应做好排水准备工作,以防止施工中大量涌水形成危害;准备好抢险材料,做好抢险准备工作。93.超前小导管3.1概念:超前小导管是隧道工程掘进施工过程中的一种工艺方法,主要用于自稳时间段的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。3.2支护原理:(1)1超前小导管是稳定开挖工作面
9、的一种非常有效的辅助施工方法。在软弱及破碎岩层施工中,超前小导管对松散岩层起到加固作用,注浆后增强了松散、软弱围岩的稳定性,有利于完成开挖后与完成初期支护时间内围岩的稳定,不至于围岩失稳破坏直至坍塌。(2)超前小导管注浆适用于隧道拱部软弱围岩,松散、无粘结土层、自稳能力差的砂层及砂砾(卵)石层级破碎岩层。3通过超前小导管注浆能改变围岩状况及稳定性,浆液注入软弱、松散地层或含水破碎围岩裂隙后,能与之紧密接触并凝固。浆液以充填,劈裂等方式,10置换土颗粒间和岩石裂隙中的水分及空气后占据其位置,经过一定时间凝结,将原有的松散土颗粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个结构新,强度大,防水性能良好的固结体,使
10、得围岩松散破碎状况得到大幅度改善。3.3施工要点:(1)小导管采用42无缝钢管,长度为4.0m,管身前端3m范围布置6-8mm泄浆孔,孔间距20-30cm。小导管布置于隧道初期支护轮廓线外,布置范围为拱部150范围内,环向间距为300m。小导管构造见图(2)测量放样,在设计孔位上做好标记,钻孔孔径大于设计导管管径10mm以上,孔深、外插角符合设计要求。(3)成孔后,小导管进行清孔,清孔一定要彻底。(3)清孔完成后,小导管按要求打入,小导管外露20cm,注浆结束后与钢架焊接连接,使其成为一体。11(4)小导管安装完成后,进行压水实验,根据设计和实验结果确定注浆参数,浆液浓度按设计配置,浆液必须充
11、满管内及周围的孔隙。(5)水泥浆拌制时应防止杂物混入,使用前将配置好的浆液过滤后使用,防止注浆时堵塞。(6)注浆前后需清洗注浆管,以防注浆是堵塞,影响注浆效果。(6)配置好的浆液在规定时间内用完,随配随用。(7)注浆顺序,由两侧对称向中间进行,自下而上逐孔注浆,注浆量先大后小,注浆压力由小至大。3.4质量保证措施:(1)严格按照设计孔位进行钻孔,钻孔过程中,随时检查孔位及钻设角度,出现偏差及时纠正。(2)清孔要彻底,对掉渣、塌孔严重的,进行风钻二次清孔。(3)注浆完成后,孔口封堵要彻底。(4)当发生串孔时,应采用分浆器多孔注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆。(5)每个注浆孔应达到注浆结束标准方可结束;即
12、压力达到设计注浆终压并稳定10-15min,注浆量达到设计注浆量80%以上时,可结束该孔注浆。3.5安全措施(1)水泥浆液具有腐蚀效果,施工时防止浆液溅入眼睛。(2)注浆完成后,先泄压,后拆管。(3)在注浆期间,应对支护状态及掌子面进行检查,当发现支护变形或破损时,应立即停止注浆,采取措施。124.超前管幕4.1概念:利用小口径顶管设备建造大断面地下空间,原理与管棚工法近似。4.2适用地层:管幕法适用范围较广,适用于回填土、砂土、粘土、岩层等各种地层。4.3优缺点:优点(1)不需要进行道路改建(2)不影响地面的正常交通(3)不需要进行管线改接(4)不抽取地下水(5)无需加固房屋地基和桩基(6)
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