隧道支护施工.PPT

管棚及套拱 （二）超前小导管注浆 特点：预支护+预加固，支护效果强于超前锚杆。 适用于：软弱破碎地层。 步骤：喷砼封闭开挖面；钻孔；插入小导管；；导管注浆。 （二）超前小导管注浆 前注浆小导管是在开挖前，沿坑道周边向前方围岩内打入带孔小导管，并通过小导管向围岩压注起胶结作用的浆液，待浆液硬化后，坑道周围岩体就形成了有一定厚度的加固圈。在此加固圈的保护下即可安全地进行开挖等作业。若小导管前端焊一个简易钻头，则可钻孔、插管一次完成，称为自进式注浆锚杆。 钢管采用外径42mm，厚3.5mm，在小导管的前端做成约20cm长的圆锥状，在尾端焊接直径6mm钢筋箍。距后端100cm内不开孔，剩余部分按20~30cm梅花形布设直径10mm的注浆孔的热扎无缝钢管制作。为便于超前小导管插入围岩内，钢管前端宜做成尖锥状，尾部焊上箍筋,导管环向间距为40cm∕根，纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于100cm，Ⅳ级衬砌每3m设置一环，Ⅳ级加强衬砌段每3m设置一环，Ⅴ级衬砌每2.4m设置一环。 外插角;5°～10°打入围岩。每根长度4.5米，Ⅳ级围岩、Ⅳ级加强围岩、Ⅴ级围岩，每环数量各45根。 1.小导管钻孔安装前，应对开挖面及5m范围内的坑道喷射5~10cm厚的混凝土封闭。 2.小导管一般采用φ32mm的焊接管或φ40mm的无缝钢管制作，长度宜为3~6m，前端做成尖锥形，前段管壁上每隔10~20cm交错钻眼，眼孔直径宜为6~8mm。 3.钻孔直径应较管径大20mm以上，环向间距应按地层条件而定，一般采用20~50cm；外插角应控制在10°~30°之间，一般采用15°。 4.极破碎围岩或处理坍方时可采用双排管；地下水丰富的松软层，可采用双排以上的多排管；大断面或注浆效果差时，可采用双排管。 5.小导管插入后应外露一定长度，以便连接注浆管，并用塑胶泥(40oBe水玻璃拌525号水泥)将导管周围孔隙封堵密实。 注浆材料种类及适用条件 ①在断层破碎带及砂卵石地层(裂隙宽度或颗粒粒径大于1mm，渗透系数k≥5×10-4m/s)等强渗透性地层中，应采用料源广且价格便宜的注浆材料。一般对于无水的松散地层，宜优先选用单液水泥浆；对于有水的强渗透地层，则宜选用水泥－水玻璃双浆液，以控制注浆范围。 ②断层带，当裂隙宽度(或粒径)小于1mm，或渗透系数k≥10-5m/s时，注浆材料宜优先选用水玻璃类和木胺类浆液。 ③细、粉砂层、细小裂隙岩层及断层地段等弱渗透地层中，宜选用渗透性好、低毒及遇水膨胀的化学浆液，如聚胺脂类，或超细水泥浆。 ④对于不透水的粘土层，则宜采用高压劈裂注浆。 注浆 1.注浆设备应性能良好，工作压力应满足注浆压力要求，并应进行现场试验运转。 2.小导管注浆的孔口最高压力应严格控制在允许范围内，以防压裂开挖面，注浆压力一般为0.5~1.0MPa，止浆塞应能经受注浆压力。注浆压力与地层条件及注浆范围要求有关，一般要求单管注浆能扩散到管周0.5~1.0m的半径范围内。 3.要控制注浆量，即每根导管内已达到规定注入量时，就可结束；若孔口压力已达到规定压力值，但注入量仍不足，亦应停止注浆。 4.注浆结束后，应做一定数量的钻孔检查或用声波探测仪检查注浆效果，如未达到要求，应进行补注浆。 5.注浆后应视浆液种类，等待4h(水泥－水玻璃浆)~8 h(水泥浆)方可开挖，开挖长度应按设计循环进尺的规定，以保留一定长度的止浆墙(亦即超前注浆的最短超前量)。 小导管构造： φ38～42mm无缝钢管，单根长3～5m， 管壁注浆孔，孔径φ6～8mm,孔距15～20cm。 超前小导管 （三）超前锚杆 特点：形成超前于工作面的围岩加固棚。 适用于：软弱破碎地层。 超前锚杆是沿开挖轮廓线，以较大的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预锚固(预支护)，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌等作业。 超前锚杆采用直径25mm的钢筋制作，环向间距40cm，向上倾角15 °打入围岩，长度320cm，搭接长度109cm，每环数量33跟。 超前锚杆 表6-3 超前锚杆(或小钢管)设计参数 围岩级别 锚杆直径 (mm) 小钢管直径 (mm) 锚杆长度 (m) 环向间距 (cm) 外插角 锚杆 小钢管 Ⅴ 20～25 32 3～5 30～50 5°～10° 5°～10° Ⅳ 18～22 40～60 注：①外插角指锚杆或小钢管与隧道纵向开挖轮廓线的夹角； ②锚杆或小钢管的长度应与实际掘进循环长度一起考虑； ③中空锚杆目前的最小直径为25mm。 目的：稳定边仰坡。 适用于：覆盖层薄或高大边仰坡。 1. 地表锚喷预加固类型与加固方法 ⑴ 洞边仰坡网、锚、喷(相片) 地表网锚喷 （四）地表锚喷加固 ⑵ 洞门上方陡坎加固