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1、超前小导管预支护在隧道破碎带处理中的应用 - 1 -超前小导管预支护在隧道破碎带处理中的应用超前小导管预支护在隧道破碎带处理中的应用摘要：本文通过具体的工程实例，介绍了超前小导管预支护、锚喷初期支护施摘要：本文通过具体的工程实例，介绍了超前小导管预支护、锚喷初期支护施工技术以及其对处理隧道破碎带中起到的作用，有效的增加了隧道开挖的稳定工技术以及其对处理隧道破碎带中起到的作用，有效的增加了隧道开挖的稳定性确保隧道开挖安全；提高了其使用价值，可在同类工程中推广使用。性确保隧道开挖安全；提高了其使用价值，可在同类工程中推广使用。关键词：隧道关键词：隧道 破碎带破碎带 超前小导管超前小导管 施工技术施
2、工技术 量测量测Abstract: In this paper, specific examples of projects, ahead of a small catheter introduced advance care, shotcrete initial support construction technology and its impact on fracture zones in tunnels in the role, effectively increasing the stability of the tunnel excavation tunnel opened to
3、 ensure excavation safety; increase its value, can be used to promote similar projects.Keywords: tunnel Fracture zone Advance a small tube Construction Technology Measurement超前小导管预支护在隧道破碎带处理中的应用 - 2 -第一章第一章 引言引言在破碎松散岩体中超前钻孔，打入小导管并压注具有胶凝性质的浆液，浆液在注浆压力的作用下呈脉状快速渗入破碎松散岩体中，并将其中的空气、水分排出，使松散破碎体胶结、胶化，形成具有一定强
4、度和抗渗阻水能力的以浆胶为骨架的固结体，从而提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性；使超前小导管与固结体形成一个具有一定强度的壳体，在壳体的保护下进行开挖支护施工。超前小导管预支护在隧道破碎带处理中的应用 - 3 -第二章第二章 隧道破碎带特点及处理方案隧道破碎带特点及处理方案2.12.1 隧道破碎带特点隧道破碎带特点界山隧道：剥蚀残丘,自然山坡 1530 左右,局部 45,地面相对高差 2035m,植被发育,灌木杂草茂盛。隧道全长 155m，隧道段内地质以粉质黏土， 褐红色，硬塑，下伏震旦系（Za）云母片岩、花岗岩、片麻岩及混合岩，褐红 色、褐黄色夹灰色，薄层中厚层构造。全强风化，岩石呈砂土状、碎
5、块状， 节理裂隙发育；覆盖层震探弹性波速 0.580.7km/s,弱风化基岩弹性波速 3.625.58km/s。洞顶洞身稳定性差；地下水为孔隙、裂隙潜水，较发育，弱 富水区。DK128+020DK128+035 段围岩分级为级，为软弱夹层；夹层岩性破碎，易坍塌，在开挖施工存在较大的安全隐患。2.22.2 隧道破碎带处理方案隧道破碎带处理方案隧道破碎带施工通常所采用的方法有：1、锚杆法 即利钻机在围岩壁上钻孔安设锚杆对围岩实施加固的方法。2、注浆法 是将某些水泥或水泥-水玻璃混合液配置成浆液，用压送设备将其灌入土层或岩层中，使浆液在高压作用下沿缝隙扩散，最终实现胶凝固化。3、超前小导管注浆支护
6、掌子面小导管注浆是沿隧道外轮廓线以一定仰角向掌子面前方打入泄浆孔的小导管，通过注浆来充分填充土体空隙形成一定厚度的结合体；4、大管棚法 是沿开挖轮廓周线钻设与隧道轴线平行的钻孔，而后插入不同直径的钢管（钢管之间留有一定间距）形成钢管棚架的一种支护方法。隧道破碎带主要是由于围岩自身稳定性较差受开挖扰动影响大，结合施工生产要素及施工生产能力，按照“管超前、严注浆、短开挖、不(弱)爆破、强支护、快封闭、勤测量、速反馈”的施工原则，从治本的角度考虑，首先应从加强围岩自稳能力前提下再考虑经济价值；根据上述要求，最终选取了超前小导管注浆方案，并对方案进行细化后组织实施。超前小导管预支护在隧道破碎带处理中的
7、应用 - 4 -第三章第三章 超前小导管设计要点超前小导管设计要点3.13.1 超前小导管及注浆设计超前小导管及注浆设计采用外径为 42mm、厚 3.5mm 的热轧无缝钢管，钢管长度为 4.5m,布设在拱部，外插角 510，环向间距 40cm，纵向间距 3m，即每施作一排小导管，开挖支护 0.61m；压注 0.51.0 水泥浆液，采用 425#普通硅酸盐水泥，浆液掺水泥用量 35水玻璃，以缩短浆液的胶化固节时间，控制浆液的扩散范围（见附图）。超前小导管预支护在隧道破碎带处理中的应用 - 5 -超前小导管预支护在隧道破碎带处理中的应用 - 6 -3.23.2 施工要点施工要点小导管加工 4.5m
8、根的外径 42mm 小钢管一端加工成尖锥状，距另一端20cm 的位置开始至尖锥端之间按梅花型间距为 15cm 布设直径 10mm 的孔眼，以利于小导管推进和浆液渗入破碎岩体。3.33.3 小导管安设小导管安设如岩体松软，采用 YT-28 型风动凿岩机直接推送，如遇夹有坚硬岩石处，先用 YT-28 型风动凿岩机钻眼成孔后再推进就位；钻孔直径比钢管直径大35mm，然后将小导管穿过钢架，用钻机顶入，顶入长度不小于钢管长度的90，并用高压风将钢管内的砂石吹出。在施作小导管前应注意：第一，喷 35cm 厚混凝土封闭掌子面作为止浆墙，为注浆作好准备工作；第二，准确测量隧道中心线和高程，并按设计标出小导管的
9、位置，误差15mm；第三，用线绳定出隧道中心面，随时用钢尺检查钻孔或推进小导管的方向，以控制外插角达到设计的标准；第四，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；第五，隧道的开挖长度应小于小导管的注浆长度，预留部分作为下一次循环的止浆墙。3.43.4 注浆注浆选用 UB6 型注浆泵注浆，采用浆液搅拌桶制浆。为防止浆液从其他孔眼溢出，注浆前对所有孔眼安装止浆塞，注浆顺序从两侧拱脚向拱顶。由于岩体孔隙不均匀，考虑风镐环形开挖的方便，同时要达到固结破碎松散岩体的目的，保证开挖轮廓线外环状岩体的稳定，形成有一定强度及密实度的壳体，特别是确保两侧拱脚的注浆密实度和承载力，采取注浆终压(0.
10、81.2MPa)和注浆量双控注浆质量，拱脚的注浆终压高于拱腰至拱顶。通过现场试验确定拱脚终压为1.2MPa，拱腰范围为 1.0MPa，拱顶为 0.8MPa。注浆时相邻孔眼需间隔开，不能连续注浆，以确保固结效果，又达到控制注浆量的目的。超前小导管预支护在隧道破碎带处理中的应用 - 7 -第四章第四章 超前小导管施工工艺超前小导管施工工艺4.14.1 开挖开挖为控制超欠挖及减少对围岩的扰动，拱部弧形及边墙周边均采用风镐分台阶开挖，核心土及中槽均采用挖掘机开挖，开挖进尺根据围岩稳定性确定为l2 根工字钢架的间距，即 0.81.6m，边墙按工字钢架的两个单元分两个台阶施工，上下台阶相距 2m，左右边墙
11、错开 2m。4.24.2 锚喷初期支护锚喷初期支护4.2.14.2.1 初期支护参数初期支护参数系统锚杆采用 3.54m根的 WTD25 型中空注浆锚杆，纵向、环向间距均为 80100cm，梅花型布置；拱墙设工字钢架，间距 60100cm，工字钢架每侧拱脚设 3.54m根的 22 砂浆锚杆，按梅花型布置在工字钢架的两侧，环向间距 80cm；挂 8 双层钢筋网，网格尺寸为 20cm20cm，喷射混凝土厚2528cm。4.2.24.2.2 喷射混凝土材料及机具选定喷射混凝土材料及机具选定机具:喷混凝土采用 Bz5 型混凝土喷射机，压力为 0.20.4MPa。水泥及细骨科:采用 425 并普通硅酸盐
12、水泥；细骨料选用江西南城河砂（中砂），含泥量3。粗骨科:采用规格为 516mm 的碎石，经试验选用石灰岩生产的各项指标均达到设计要求的碎石。粘稠剂:选用 STC 型粘稠剂，经现场试验，最佳掺量为水泥用量的4，3min 初凝，6min 终凝，而且可大量减少回弹量。水灰比:水灰比过大、过小都会使混凝土回弹量增加，浪费大量的材料；经现场多次试验确定，水灰比为 o43 的混凝土喷射效果最佳；混凝土强度大于C25,拱墙每立方米混凝土掺 1.2Kg 改性聚酯纤维。4.2.34.2.3 喷射混凝土喷射混凝土开挖后为缩短围岩的暴露时间，防止围岩进一步风化，必须先初喷混凝土35cm 厚再封闭围岩；待工字钢架及钢
13、筋网安设好后，再喷混凝土 1012cm；最后在下一循环喷射混凝土时分两次喷射至设计厚度。采用掺 STC 型粘稠剂湿喷射混凝土工艺，减小洞内粉尘污染及回弹量。喷射前用高压风将岩壁面的粉尘和杂物吹干净，水泥、粗、细骨料加少量水，用搅拌机干拌，水量按水灰比配制混凝土应加入水总量的 20；拌好后将干料运至喷射作业点再进行人工拌和，并按水泥用量的 4掺入粘稠剂。喷射作业分段、分片由下向上依次分层进行，每段长度为 3m。为加快混凝土强度的增长速度及提高混凝土的喷射效果，用多盏碘钨灯提高作业环境温度。超前小导管预支护在隧道破碎带处理中的应用 - 8 -喷头喷射方向与岩面偏角小于 10，夹角为 45；喷头至受
14、喷面距离在0.61.0m 之间，喷头呈螺旋形均匀缓慢移动，一般绕圈直径在 0.4m 为宜。4.2.44.2.4 注浆注浆在初喷混凝土封闭围岩后按设计布设锚杆和注浆。锚杆孔位误差控制在铁路隧道施工规范规定的误差范围之内。钻进:用 YT28 型手持式风动凿岩机凿孔并清孔，应沿径向进行钻孔，确保锚入稳定岩层的深度。插入锚杆:将安装好锚头的 WTD25 中空注浆锚杆插入锚孔，锚头上的倒刺立即将锚杆挂住。安装止浆塞、垫板、螺母:在锚杆尾端安装止浆塞、垫板和螺母。注浆:通过快速注浆接头将锚杆尾端和 UB6 型注浆机连接。开动机器压注1：1 水泥浆，掺水泥用量 3的水玻璃，为了保证锚固质量及改良围岩结构，注
15、浆终压必须达到 0.8MPa。4.2.54.2.5 挂钢筋挂钢筋钢筋网片采用 8 圆钢，除锈处理后按设计加工成 100cm200cm 的网片；挂设时网片必须随受喷面的起伏铺设，与受喷面间留 3cm 作为保护层，网片与系统锚杆焊接牢固，确保喷射混凝土时不移动。4.2.64.2.6 安设工字钢架安设工字钢架钢筋除锈后按设计要求分节加工成型，工字钢架分节间通过钢板用螺栓联接。工字钢架严格按设计间距架立。为充分发挥工字钢架的承载能力，首先要求工字钢架必须垂直且与线路方向垂直；其次，架立拱部工字钢架时，严格控制左、右拱脚标高，以防拱架偏斜，影响与边墙工字钢架的圆顺连接或侵入衬砌厚度。为方便拱部工字钢架与
16、边墙工字钢架的连接，在拱脚连接处铺不小于 20cm厚的粗砂或石屑。边墙工字钢架底部必须置于基岩上，以防下沉变形。4.34.3 监控量测监控量测初期支护完成后，在拱顶、拱脚及边墙的内轨顶面标高处埋设测点进行拱顶下沉和水平收敛量测。测试元件用 12 圆钢加工而成，每根元件长 25cm，锚入初期支护体 20cm，外露 5cm，以防震动影响量测结果。水平收敛量测采用铁科院武汉岩体力学研究所研制的收敛仪进行观测。量测频率开始 6h 观测 1 次，然后根据变形量的减小而减小量测频率，即 12h、24h、48h、72h、168h，根据量测结果及时调整工序及预留变形量、开挖进尺等，便于指导施工，确保施工安全。量测点每隔 5m 布设 1
