隧洞與地下工程小導(dǎo)管注漿是在地基處理灌漿法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項圍巖加固止水新方法。它具有支護(hù)作用,是不良地質(zhì)地下工程施工常用的一種開挖輔助措施。采用小導(dǎo)管注漿支護(hù),配合管棚施工,在大跨度洞室的開挖、控制地表下沉等方面發(fā)揮了重要作用。
一、工藝流程
二、施工要點
1、注漿設(shè)計
(1)要先收集以下資料
① 地層土質(zhì)、級配、孔隙率、滲水系數(shù)、含水率。
② 環(huán)境水源、鄰近結(jié)構(gòu)物、地下水情況。
③ 控制位移量、加固土體強(qiáng)度限值要求。
(2)注漿設(shè)計
① 選定注漿漿液(水泥漿液、化學(xué)漿液),選取凝固時間,進(jìn)行注漿配合比設(shè)計。
② 確定參數(shù)(管徑、管長、管距、注漿壓力、注漿半徑、注漿量)。
a、小導(dǎo)管選用有縫鋼管,管徑φ32nm,管長采用3.5~5.0米。
b、鋼管應(yīng)沿隧道開挖輪廓線環(huán)向布置并向外傾斜,其傾斜角一般為5~10°左右,處理坍方體可適當(dāng)加大10~15°左右。
c、注漿壓力應(yīng)根據(jù)地層致密程度決定,一般為0.5~1.0Mpa,劈裂注漿可適當(dāng)加大,但應(yīng)小于或等于覆蓋壓力。
d、縱向前后相鄰相排導(dǎo)管搭接水平投影長度一般不宜小于1.0米。如圖示:
IV級圍巖壁裂、壓密注漿時采用單排管,V級圍巖或處理坍方時可采用雙排管。大斷面或注漿效果差時也可采用雙排管。
e、滲入性注漿導(dǎo)管環(huán)向間距a=r/(0.5~0.7)應(yīng)通過試確定,但不得超過0.4米,無試驗條件時,視地質(zhì)條件按0.2~0.4米選用。
f、單根導(dǎo)管注漿量按Q=πr2ln
式中:r—注漿半徑;
l—注漿管長度;
n—圍巖的空隙率。
g、為了避免串漿,雙排或雙排以上多排管布置時,可分層施工,即先打一排管,注漿完后再打另一排管。
2、注漿試驗
正式注漿前應(yīng)在洞外相類似的地層進(jìn)行注漿試驗,以檢驗注漿設(shè)備的選型、配備是否恰當(dāng),注漿參數(shù)的確定是否合理。對注漿試驗要進(jìn)行認(rèn)真記錄,并對注漿實體進(jìn)行開挖驗證,獲取在額定注漿壓力、選定注漿材料、注漿配合比與導(dǎo)管注漿孔布設(shè)情況下,漿液滲透,實際的注漿半徑、土體固結(jié)時間及強(qiáng)度等實際資料,作為制定注漿參數(shù)的依據(jù)。
3、專業(yè)導(dǎo)管
導(dǎo)管加工必由現(xiàn)場專業(yè)車間進(jìn)行,其注漿孔必須用鉆床成孔,尾部必須加焊φ6管箍,并經(jīng)質(zhì)檢人員檢驗合格方可交付使用。如圖示:
4、鉆孔、打小導(dǎo)管
導(dǎo)管孔鉆打前,進(jìn)行孔位測量放樣,孔位測量應(yīng)用儀器進(jìn)行,做到位置準(zhǔn)確,鉆孔要按放樣進(jìn)行,并設(shè)方向架控制鉆孔方位,使孔位外扦角度符合設(shè)計要求。鉆孔完成后,要用高壓風(fēng)、水清洗,吹沖干凈孔內(nèi)砂塵及積水。所有鉆孔完成均要進(jìn)行檢驗,不合格孔要重打。
鉆孔可用臺車或手持風(fēng)槍將小導(dǎo)管沿孔達(dá)入。
對砂類土,可用φ20mm鋼管制作吹風(fēng)管將吹風(fēng)管緩緩扦入土中用高壓風(fēng)射孔。成孔后將小導(dǎo)管扦入。
5、注漿
注漿前先噴砼封閉掌子面以防漏漿,對于強(qiáng)行打入的鋼管應(yīng)先沖清管內(nèi)積物,然后再注漿,注漿順序由下向上進(jìn)行,漿液可用拌合機(jī)攪拌或人工攪拌。
(1)單液注漿
水泥漿水灰比一般為1.5:1,1.0:1.0、0.8:1.0三個待級,漿液由稀到濃逐級變換,即先注稀漿,然后逐步變濃直到0.8:1.0為止??紤]到注漿后需盡快開挖,注漿宜用普通水泥或早強(qiáng)水泥,可摻減水劑。
(2)水泥、水玻璃雙液注漿
在地下水豐富或有淤泥、流砂等復(fù)雜地質(zhì)條件下,宜選用水泥與水玻璃雙液法注漿,注漿時將兩種不同的漿液分放在兩個溶器內(nèi),使用雙液注漿機(jī)按配合比分別吸入兩種漿液,兩種漿液在混合器混合后注入注漿管。配合比一般為:水泥漿水灰比1.25:1~0.5:1,水玻璃模數(shù)以2.4~2.8為宜。水玻璃濃度使用范圍為30~45波美度。
(3)注漿異常處理
① 在注漿過程中,如發(fā)生漿液從其它孔流出的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象為串漿,發(fā)生串漿時,在有多臺注漿機(jī)的條件下,應(yīng)同時注漿,無條件時應(yīng)將串漿孔及時堵塞。
② 單液注水泥漿壓力突然升高,則可能發(fā)生堵管,應(yīng)停機(jī)檢查。發(fā)現(xiàn)堵管時,要敲打或滾動以疏通注漿管,無法疏通時要拆管。
③ 水泥與水玻璃雙注漿壓力突然升高,則應(yīng)關(guān)停水玻璃泵,進(jìn)行單液注漿或注清水,等泵壓力正常時,再進(jìn)行雙液注漿。
④ 清場:注漿完成應(yīng)立即清場,退出所有注漿設(shè)備,并清除完設(shè)備內(nèi)漿液后應(yīng)用清水再次清洗,直至完全清凈設(shè)備內(nèi)漿液,保持設(shè)備使用前的清潔完好狀態(tài),以備下次再用。
6、注漿后開挖
注漿完后,待小導(dǎo)管注漿凝后方可進(jìn)行開挖,開挖必須遵循多鉆眼,鉆淺眼,少裝藥,強(qiáng)支護(hù)的原則,每循環(huán)進(jìn)尺一般1.0~1.5米,但在處坍方體時一般為0.5~0.8米。必要需設(shè)鋼支撐或鋼格柵。
三、質(zhì)量及安全監(jiān)控
1、鉆孔孔位偏離設(shè)計的誤差應(yīng)小于±3cm,外桿角誤差應(yīng)小于±1.0°。故要嚴(yán)格進(jìn)行測量放樣,用鉆孔導(dǎo)向儀控制鉆孔。
2、要切實用噴射砼封閉注漿巖面,厚度不小于5cm。同時要待砼強(qiáng)度達(dá)標(biāo)15MP后才能注漿,防止?jié){液外泄,引起注漿失效。
3、 要嚴(yán)格現(xiàn)場測試工作,嚴(yán)格計量配比,隨時抽檢漿液濃度,防止配比配制不當(dāng)而使注漿失效。
4、 要認(rèn)真進(jìn)行現(xiàn)場注漿記錄,對注漿壓力、每孔注漿量、注漿配比、注漿溫度進(jìn)行認(rèn)真記錄,作為對注漿效果的檢測依據(jù)。
5、 要認(rèn)真按要求安設(shè)注漿管路,注漿管路必需用經(jīng)合格檢驗的高壓注漿管,所有接頭、閘閥均應(yīng)采用有生產(chǎn)許可證的正規(guī)合格產(chǎn)品,確保管路的安全。
6、 注漿工必須經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)合格持證上崗,非注漿工不允許進(jìn)行管路安裝、開泵注漿工作,注漿過程中,要隨時注意注漿壓力及注漿量情況,防止管路堵塞而發(fā)生意外。
7、注漿后開挖要在注漿強(qiáng)度達(dá)到1.5Mpa后方可進(jìn)行,以防止坍塌。
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