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1、浅埋暗挖法修建隧道施工程序,(1)全断面法：,开挖顺序：隧道断面一次成形,适用范围：整体性好的稳定围岩,施工特点：,(2)台阶法：,开挖顺序：隧道断面两步开挖（先上后下）,影响台阶长度因素：,A.初期支护形成闭合断面时间要求,B.上台阶开挖、支护、出渣等机械设备对场地要求,不同台阶法特点：,A.长台阶法：,稳定围岩（上台阶不超过50m或5倍洞跨），平行或交替作业,B.短台阶法：,稳定较好围岩（上台阶11.5倍洞径），平行或交替作业,C.超短台阶法：,稳定性差围岩（上台阶35m），只能交替作业,工序简单（速度快、效率高）、工作面宽敞（运输、通风、排水通畅）,浅埋暗挖法的施工工法,(3)分部开挖法
2、：分布开挖逐步成形,施工辅助措施,超前小导管注浆； 开挖面深孔注浆 管棚超前支护； 喷射混凝土封闭开挖工作面； 设置临时仰拱或临时支护； 地表注浆加固；,超前小导管,超前管棚,超前深孔注浆,技术发展,一是隧道工作面的稳定性指标，即隧道在开挖过程中围岩不发生局部坍落或塌垮，内空变位量在容许范围内且其达到稳定的时间不能过长； 二是地表下沉量指标，即隧道在施工过程中地表下沉量应控制在容许值范围内。,大量的工程实践表明：在第四纪软土中利用浅埋暗挖法修建城市各类隧道，为保证隧道开挖工作面的稳定以及控制地表沉降，对地层采取预加固处理措施是浅埋暗挖法过程中不可缺少的重要一环。,浅埋暗挖法隧道施工的安全性评价
3、指标：,隧道注浆施工分类,在常见的浅埋暗挖法隧道注浆施工中按照开挖施工的先后顺序主要分为2大类，即： 第1类为在隧道开挖施工之前对即将开挖的土(岩)体进行注浆加固称为超前预注浆； 第2类为在隧道开挖施工之后对隧道周围土(岩)体进行环向打孔注浆加固称为径向补偿注浆。,超前小导管注浆,超前小导管注浆是城市隧道浅埋暗挖法施工中必须采用的超前注浆预加固处理方法。 优点：能配套使用多种注浆材料，施工速度快，施工机械简单，工序交换容易； 缺点：注浆加固范围小注浆效果不均匀,超前小导管注浆,目前小导管的设计长度一般为22.5m。小导管注浆工法是浅埋暗挖隧道的常规施工工艺，在地层较稳定、无特别风险源的情况下可
4、大量采用。,对于开挖断面较大的双线隧道或跨度较大的渡线隧道，因注浆小导管加固范围有限，故一般采用开挖面深孔注浆。 对于70100m2断面的隧道可布置1218个注浆孔，其中15m左右的长孔布置611个，5m左右的短孔布置67个，并采用隔孔注浆的方法。,开挖面深孔注浆工法,开挖面深孔注浆,深孔注浆,注浆工艺,注浆材料,双 重 管 注 浆,水 平 旋 喷 注 浆,水 平 袖 阀 管 注 浆,TGRM 前 进 式 注 浆,改 性 水 玻 璃 浆,普 通 水 泥 单 液 浆,水 泥 水 玻 璃 双 液 浆,超 细 水 泥 浆,双重管注浆（WSS）,双重管注浆技术是采用双重管钻机钻孔至预定深度后从中空的钻
5、杆内进行后退式注浆，注浆材料采用水泥水玻璃双液浆。,双重管注浆（WSS）,优点：实现了长距离的深孔注浆，相对于传统的小导管注浆工艺扩大了注浆加固范围： 缺点：该工法采用钻杆注浆，钻杆与注浆孔之间必然会存在间隙，注浆时极易造成浆液回流，既浪费材料也不能保证注浆效果。 适用范围：双重管注浆工艺采用的注浆材料为速凝的水泥一水玻璃双液浆(凝结时间在1 min内) ，双液浆固结体的有效强度只能维持l周左右的时间所以双重管注浆只适用于对注浆加固效果要求时间不长的临时性注浆加固不适用于对沉降要求较高的构筑物穿越注浆加固项目。,水平旋喷注浆,水平旋喷注浆是在竖直旋喷注浆工艺基础上发展而来的一种注浆工艺，其原理
6、是浆液在高压作用下(20 MPa以上)剪切置换地层，在隧道前方形成浆土加固混合体。,水平旋喷注浆,优点：加固效果直观、浆液固结体强度高； 缺点：仅能适用软土地层注浆工作压力很高。对地层破坏剪切严重，浆液回流损失率高(50以上)，施工成本较高，施工环境差。 适用范围：适合在隧道周围没有重要构筑物情况下的软土地层加固不适合在压缩性小的卵砾石地层和砂性地层中使用。,水平袖阀管注浆,水平袖阀管注浆是一种精细的注浆方法，即先施作袖阀管，在袖阀管内插入止浆塞(水囊、气囊或皮碗式)进行分段注浆。,水平袖阀管注浆,利用工程钻机在注浆加固区域打设注浆孔，注浆孔内预先下入特制带有孔眼的被称之为“袖阀管”的注浆花管
7、，管上每隔33cm-35cm钻一组46mm或48mm的射浆孔，每组孔的纵向长度10cm-12cm，每组射浆孔的外部包裹橡皮套，注浆时起到逆止阀门的作用；,袖阀管与孔壁间填入凝结后具备一定强度的被称之为“套壳料”的浆液，浆液凝固后封闭袖阀管与钻孔壁之间的环状空间，防止注浆时浆液到处流窜； 待套壳料具有一定强度后，在袖阀管内放入带双止浆塞的注浆管进行注浆，在橡皮套和止浆塞的配合下，迫使浆液只在一个注浆段范围内开环（即挤破套壳料）而进入地层，经过凝胶硬化后充填和堵塞地层中的空隙，从而改良土体。,水平袖阀管注浆,水平袖阀管注浆,优点:能实现真正意义上的定域、定压、定量、往复精细注浆，注浆施工质量有保证
8、； 缺点:对机械设备要求高，如果地层情况恶劣则需要使用水平套管钻机、恒压低流速大流量注浆泵等比较昂贵的施工机械，同时往复注浆需要的注浆工期较长(是正常注浆施工工期的2倍)。 适用范围：理论上水平袖阀管注浆适合所有的水平注浆施工，但由于施工成本较高(相比较一般注浆施工成本增加l倍以上)和施工速度较慢，一般仅在特别困难的地层或特别重大风险源注浆加固中采用。,TGRM分段前进式超前深孔注浆工艺,分段前进式注浆是钻、注交替作业的一种注浆方式，即在施工中实施钻一段、注一段，再钻一段、再注一段的钻、注交替方式进行施工，每次钻孔注浆分段长度为23 m，采用孔口管法兰盘止浆。分段前进式超前深孔注浆与TGRM特
9、种灌浆料相结合即形成TGRM分段前进式超前深孔注浆工艺。,工艺特点,前进式分段注浆采用静压力控制，且注浆压力要求较小(1 MPa以下)，压力反映真实，规避了双重管注浆或水平旋喷注浆有可能产生的瞬时高压对隧道结构或隧道近接构筑物的破坏。 浆液配制简单。所有的浆材配制都在出厂之前完成，施工现场仅需要控制浆液的水灰比即可保证浆液的凝结时间、扩散半径、浆液黏度等。 解决了卵砾石堆积地层的注浆加固问题。采用潜孔锤冲击成孔工艺，能将卵砾石敲击粉碎后成孔。克服了双重管注浆等其他注浆工艺难以有效成孔和注浆加固的问题。 绿色施工。钻孔的动力为压缩空气，不使用传统的泥浆护壁成孔，不排水、排泥，工作面干燥清洁。,注
10、浆工艺流程,常用的注浆浆液有： 水泥浆液； 超细水泥浆液； 特种水泥浆液（如TGRM水泥基系列特种灌浆材）； 水泥一水玻璃浆液； 各种化学浆液(如铬木素、聚氨酯、丙凝等) 。 注浆材料在很大程度上直接影响到堵水防渗和固结的效果,并关系到注浆工艺、工期及工程费用。,注浆材料,单液水泥浆类浆液： 单液水泥浆类浆液是以水泥为主，添加一定量的速凝剂，用水调剂成的浆液。 它具有以下特点： 凝结时间可根据实际需要随意调节，其变化范围为几分钟至几小时； 浆液结石率可达100%，抗压强度可达510Mpa，对于基岩裂隙中堵水和加固是完全能满足要求的。 抗渗性能好； 工艺设备简单，操作方便，较之双液浆有更大的优越
11、性； 难以注入0.2mm以下岩溶裂隙； 浆液无毒性，对地下水和环境无污染，较之使用化学药剂为添加剂的浆液更安全； 来源丰富，价格便宜； 凝结时间相对较长；,水泥水玻璃类浆液： 水泥水玻璃类浆液是以水泥和水玻璃为主剂，两者按一定的比例采用双液方式注入，必要时加入缓凝剂（磷酸氢二钠）所形成的注浆材料，是一种用途及其广泛，使用效果良好的注浆材料。 它具有以下特点： 来源丰富，价格便宜； 结石体抗压强度高，可达520Mpa，但后期强度由于水玻璃的作用易降低； 浆液结石率为100%，结石体渗透系数10-3cm/s，抗渗性能好； 对地下水和环境无污染； 难以注入0.2mm以下岩溶裂隙； 采用双液方式注入，
12、施工工艺较单液复杂；,TGRM注浆材料的特点,早强性。浆液在水灰比1：1的使用条件下，初凝时间为20 min30 min后浆液固结的强度可达到0.3MPa。2 h的强度可达到2MPa24h的强度可达到10MPa以上，使隧道被注浆加固后不需要等待凝固即可实现开挖施工，与普通水泥浆相比，有效地提高了施工效率 耐久性。该浆液主要成分为P.O52.5水泥，外加多种特种外加剂，为永久性注浆加固浆材，浆块与混凝土块耐久性相当。与水泥一水玻璃双液浆相比，既达到了双液浆早期凝固的要求。又解决了双液浆没有耐久性的问题。,TGRM注浆材料的特点,微膨胀性。与一般浆材液凝结固化体积收缩相比，TGRM浆液在注入地层固
13、化的过程中，浆块具有12的膨胀率，能有效地阻止钻孔注浆施工过程中对土体的扰动而引起的隧道围岩变形。 针对性。针对不同地层TGRM 灌浆料开发出了系列产品，如：针对地下水丰富的防水型、粉细砂层的超细型、疏松地层的发泡型及普通早强型等。 综合性。TGRM浆液同时具有早强性和耐久性的特点，解决了双液浆早强但不耐久和普通水泥浆液扩散无法有效控制、在固化时浆块收缩、注浆后的隧道开挖施工需等待等问题。,注浆材料的要求,浆液在地层中要有良好的可灌性，即在一定的压力下，能渗到一定宽度的空隙和裂隙中； 浆液凝胶时间可以调节； 固化时收缩小，与岩石、混凝土、土壤等有一定的粘结力； 固结后有一定的抗压、抗拉强度和抗
14、渗性、耐久性； 稳定性好，以免过早地发生沉淀，影响浆液的压注； 为便于施工和增大浆液的扩散范围，浆液须具有良好的流动性； 当地下水有侵蚀性时，应具有相应的耐侵蚀性； 无毒或低毒，对环境污染小； 注浆工艺简单,操作方便、安全。,地层条件方面的要求:,断层破碎带和砂卵砾石层,当裂隙宽度(或粒径)大于1mm或渗透系数510-4m/s时，加固或堵水注浆宜优先选用单液水泥浆和水泥一水玻璃浆。 断层泥带,当裂隙宽度(或粒径)小于1mm或渗透系数110-4m/s时,加固压浆宜有限选用水玻璃类。 中、细、粉砂及细小类型岩层、断层泥段堵水压浆宜选用渗透性好、低毒、遇水膨胀的化学浆液，如聚氨酯类；对于颗粒更小的粘
15、土层,采用水泥浆、水泥一水玻璃类,可在水泥浆中加人嘭润土、粉煤灰等填料,使浆液具有触变性能,并能防止材料的分离和水泥颗粒的沉淀。 岩溶地段突泥、突水和裂隙较大的地质构造中,为堵塞突泥、涌水通道,在适应压浆设各条件下.可用劈裂法代替渗透法。,浆液浓度,对于注浆浓度，在每段每次压浆时先稀后浓，同一分段多次压浆时则先浓后稀。 一般水泥浆液起始浓度较高，特别在初期压浆阶段，因稀释浆液使结石率低，并增大扩散半径,延长压浆时间。常用的水泥浆液浓度为1.5:10.5:1。 水泥浆液压浆过程中，某一种浓度级的吸浆率约为吸水率的80%85%时,可以认为浓度适宜。在某一种浓度压力保持不变、吸浆率随压浆时间延长而逐
16、渐减少,或吸浆率不变而压力却逐渐升高时,不需改变浆液浓度。 遇有冒浆或岩层破碎带、大裂隙、裂隙发育地层时,应越级加浓,或采用间歇注浆、水泥一水玻璃双液注浆等措施。,注浆压力,注浆压力影响注浆效果,其大小决定于涌水压力(开挖工作面静水压力、突水的动压力)、裂隙大小和粗糙度、浆液的性质和浓度、要求的扩散半径等。合理的注浆压力既能避免压力过高造成的不利影响,又能保证浆液的结石强度和不透水性,有利于形成良好的隔水帷幕。 对注浆压力的确定,通常采用以静水压力为依据的经验公式,即只考虑静水压力,而对影响注浆的其他因素均不考虑。通常有下述两个公式可供选择: P=35倍静水压力； P=P静+(0.51.5)Mpa。 在实际使用中,预注浆往往采用后者。,注浆压力的控制方法,一次升压法。注浆一开始就在短时间内将压力升到设计规定值,并一直保持到注浆结束。在规定压力下,每一级浓度浆液的累计吸浆率达到一定限度后，调换浆液配合比，逐渐加浓；随着浆液浓度增加，地层裂隙逐渐被填充，吸浆率逐渐减少，直至达到结束标准,即结束注浆。一
