5.1 超前小导管施工 5.1.1 施工工艺
小导管施工工艺流程见图5-1。
5.1 .2 施工方法 a 导管加工
小导管在构件加工厂制作,前端做成尖锥形,尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍,管壁上每隔15cm交错钻眼,眼孔直径为6~8mm。小导管加工见图5-2。
开挖 图5-1 超前小导管施工工艺框图
喷混凝土封闭开 沿周边布孔 钻 孔 插入小导管 注 浆 小导管加工 浆液准备 50cm15cmφ8mm加劲箍φ42mm钢管
图5-2 注浆小导管加工图
b 钻孔及安设导管
钻孔完毕后,将小导管按设计要求插入孔中,围岩软弱地段用游锤或凿岩机直接将
小导管沿格栅钢架中部打入,尾部与钢架焊接到一起,共同组成预支护体系。 c 注浆
注浆前先喷射混凝土5~10cm封闭掌子面作止浆墙,当单孔注浆量达到设计注浆量时,结束注浆。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。注浆作业中认真填写注浆记录,随时分析和改进作业,并注意观察施工支护工作面的状态。小导管注浆工艺流程见图5-3。开挖前试挖掌子面,无明显渗水时进行开挖作业。
球阀 d 检测标准 一 主控项目 1)超前小导管所用的钢管进厂检验必须符合标准。 2)超前小导管所用的钢管的品种和规格必须符合设计要求 3)超前小导管与支撑结构的连接应符合设计要求 4)超前小导管的纵向搭接长度应符合设计要求 5)注浆浆液的配合比的检验应符合规范要求
6)超前小导管注浆压力应符合设计要求,浆液必须充满钢管及周围的空隙。 二 一般项目
超前小导管施工允许偏差应符合表5-1的规定:
蓄浆池地层注浆泵管路搅拌机泵口压力表孔口压力表混合器小导管 图5-3 小导管注浆工艺流程图
表5-1 超前小导管施工允许偏差 序号 1 2 3
e 技术措施
1)小导管的钻孔方向应顺直; 2)钻孔孔直径应与注浆管径配套; 3)采用吹管法清孔;
4)在孔口端用沾有CS胶泥的麻丝缠绕成不小于孔径的纺锤形柱塞,把小导管插入孔内,带好丝扣保护帽,用风钻镐打入到设计深度,使麻丝塞与孔壁压紧; 5)注浆采用水泥浆液,注浆配比通过现场实验实际情况确定;
6)超前小导管尾部焊接于钢拱架上,两排小导管保持1m以上的搭接长; 7)小导管外露长度一般为30cm,以便连接孔口阀门和管路。
小导管的安设:如岩体松软,采用YT-28型风动凿岩机直接推送,如遇有坚硬岩石处,先用YT-28型风动凿岩机钻眼成孔后再推进就位。
在施作小导管前应注意:
1)喷10cm厚混凝土封闭掌子面作为止浆墙,为注浆作好准备工作; 2)按设计标出小导管的位置,误差50mm;
3)施工顺序为从两侧拱腰向拱顶进行,为提前注浆留好作业空间。
锚杆预先在洞外钢结构厂按设计要求加工制作,锚杆砂浆强度不得低于M20。 施工采用风动凿岩机,按设计要求钻孔,达到标准后,用高压风清除孔内岩屑;用注浆泵将水泥砂浆注入孔内,砂浆填充锚杆孔体积的2/3后停止注浆;及时将加工好的杆体插入孔内,安装锚杆垫板。
施工时应注意:锚杆钻孔位置及孔深必须准确;锚杆要除去油污、铁锈和杂质;锚杆体插入孔内不小于设计长度的95%。锚杆施工应在初喷混凝土后进行,以保证锚杆垫
项目 方向角 孔口距 孔深 允许偏差 2° ±50 mm ±50 mm 板有较平整的基面。锚杆用的水泥砂浆,其强度不应低于M20。锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。水泥砂浆达到一定强度后才能上紧垫板螺母。 5.2 超前大管棚施工 5.2.1 施工工艺
1 顶驱液动锤把套管与钻杆同时冲击回转,钻入隧道顶板前端设计要求孔深。 2 钻孔完毕,将套管内孔注水清洗干净,然后将钻杆拔出,套管仍留在孔内护孔。 3 先加工好带有注浆眼的钢管插入套管内,钢管节与节用丝扣联接,钢管终端密封。
4 管插进后,取出套管。
5 上述步骤将其余管棚施钻安插完毕,然后施做止浆墙。
6 用高压泵将水泥浆压入钢管内,浆液通过钢管注浆眼压注入孔壁的缝隙内,固结附近岩土层,采用导管编号注浆,先注“单”号孔,待1至2天固结后,再注“双”号孔,管棚位于土层中压注水泥浆,压力不小于2MPa,其余地段压注水泥砂浆(水灰比1:1,砂灰比2:1)压力不大于2MPa。
7 管棚支护下,进行隧道开挖。 5.2.2 施工方法 1 测量放样
首先按开挖轮廓线测量放样,并按40cm间距标出管棚位置,按孔间距定孔位,如其位置在软弱带时,可适当移动孔位,但范围不能超过设计规定范围。 2 大管棚钻设
a 按测量放样标出的位置管棚钻机移动、定位
b 在标出管棚位置上使用顶驱液动锤按设计角度3°~5°(洞口1°~2°)把套管与钻杆同时同步冲击回转钻入岩土层内至设计深度。套孔与钻具同时跟进,产生护孔功能,避免内钻杆在提出孔后产生塌孔或涌水事故,提供临时支护,方便往孔内插管注浆。
c 钻孔完结后,先把套管内孔注水清洗洁净后,才把钻杆取出。套管仍保留在孔内供保护作用,钻杆取出后采用钻架配置的两度液动夹头,进行加紧及卸拧钻具丝扣,避免使用手动扳手操作,增大了安系数,减少了劳动强度。
d 按设计要求加工好的钢花管插入套管内,接头采用15cm长的厚壁管箍,上满丝扣。并把钢管轻轻打入岩土地内,以固定钢管不易滑出孔口。
c 钢管插进完毕后,取出套管,钻进其它孔眼。套管取出时,冒落的岩土会于孔内压紧钢管。钢管口与孔口周壁用水泥密封。 3 长管棚注浆
管棚安装完毕后,即进入注水泥浆,利用浆液的渗透作用,将周围岩体 预先加固及堵住围岩裂隙水,既能起到超前支护的作用,同时又加强了管棚的强度和刚度。注浆时要控制以下几点:
a 注浆配合比:合适的浆液配比既能提高浆液的扩散加固范围又能控制浆液的胶结时间,在施工过程中配比要控制在0.5:1~1:1。
b 控制注浆压力:每根管的注浆结束与否,不是以时间来判断,而是以注浆压力来控制,当注浆压力持续升高,接近或达到注浆预定压力时,该管注浆才可结束。注浆出压0.5~1.0Mpa,终压2~2.5Mpa。注浆结束后采用10号水泥砂浆充填管棚钢管,增强钢管的强度和刚度。
c 注浆程序:当管棚安装完毕后,用小木楔在钢管与围岩壁楔紧,再用锚固剂将空隙封闭住。注浆时一般总是先注无水孔,后注有水孔。无水地段 可以从拱脚起顺序注浆。注浆速度根据注浆孔出水量大小而定,一般从快到慢。
钻机退回原位 继 续 钻 进 钻至设计长度 套管内注水清洗 分节装入钢花管 取 出 钻 杆 取 出 套 管 接长钻杆及套管 一节钻孔结束 安装钻杆及套管 顶驱双作用冲击回转 开挖周边放样布孔 钻机就位 5.2.3 检测标准 1 主控项目
a 管棚所用钢管进场必须按批抽取试件作力学性能和工艺性能试验。其质量必须符合国家有关规定及设计要求。
b 管棚所用钢管的品种和规格必须符合要求。 c 管棚搭接长度应符合设计要求。 d 注浆浆液的配合比应符合设计要求。
e 注浆压力应符合设计要求,浆液必须充满钢管及周围的空隙。 2 一般项目
超前大管棚施工允许偏差应符合下表5-2的规定:
表5-2 超前大管棚施工允许偏差
序号 1 2 3
5.2.4 技术措施
大管棚必须在洞身开挖前完成。洞口开挖时应预留管棚施工台阶,搭设管棚施工工作室,钻机脚手架平台应支撑在稳固的地基上。在软弱围岩地段,立柱底应架设垫板或垫梁。在施做大管棚预支护的过程中应设置必要的监测项目,根据监测反馈信息及时采取相应的措施以保证施工质量和施工安全。
大管棚施工时注意事项:
1 大管棚施工前编制详细的专项施工组织设计。 2 钻孔前,按设计精确画出钻孔位置。
3 控制钻孔角度,尤其是接长钻杆后钻进角度应严格控制。 4 注浆时准确掌握浆液配比和注浆压力。
5 创造良好的照明条件,施工时由专人统一指挥。
项目 方向角 孔口距 孔深 允许偏差 1° ±50 mm ±50 mm 表5-2 超前大管棚施工允许偏差
序号 1 2 3 项目 方向角 孔口距 孔深 允许偏差 1° ±50 mm ±50 mm
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