在臺(tái)階法施工中,超前小導(dǎo)管注漿是針對(duì)軟弱破碎圍巖的重要預(yù)加固措施,其施工要點(diǎn)可從導(dǎo)管設(shè)計(jì)、加工安裝、注漿工藝及質(zhì)量控制等方面具體說(shuō)明,具體如下:
一、導(dǎo)管設(shè)計(jì)與布置
1. 導(dǎo)管參數(shù)
① 管徑與長(zhǎng)度:通常采用外徑Φ42~Φ50mm、壁厚3.5~5mm的熱軋無(wú)縫鋼管,長(zhǎng)度3~5m(根據(jù)圍巖破碎程度調(diào)整,一般不超過(guò)6m),確保加固范圍覆蓋開(kāi)挖臺(tái)階前方1~3m。
② 布置范圍:沿隧道拱部或邊墻開(kāi)挖輪廓線(xiàn)外布置,環(huán)向間距30~50cm,外插角5°~15°(上臺(tái)階拱部常用較小角度,邊墻可適當(dāng)增大至20°),以形成均勻的加固拱殼。
2. 導(dǎo)管加工
① 前端:加工成尖錐狀,便于打入圍巖;距前端1~1.5m范圍內(nèi)開(kāi)設(shè)Φ6~Φ8mm注漿孔,按梅花形布置,間距15~20cm,尾部預(yù)留30~50cm不設(shè)孔作為止?jié){段。
② 尾部:焊接Φ6~Φ8mm鋼筋箍或法蘭盤(pán),防止打入時(shí)導(dǎo)管端部變形,同時(shí)便于與鋼架(如格柵鋼架或工字鋼)焊接固定。
二、施工流程與安裝要點(diǎn)
1. 施工準(zhǔn)備
① 測(cè)量定位:根據(jù)設(shè)計(jì)要求在掌子面標(biāo)出導(dǎo)管位置,誤差≤5cm,確保環(huán)向分布符合加固范圍。
② 設(shè)備工具:采用鑿巖機(jī)、液壓錘或鉆機(jī)成孔(視圍巖硬度選擇,硬巖需鉆孔后插入導(dǎo)管,軟巖可直接打入),配備注漿泵(如雙液注漿泵)、攪拌機(jī)及壓力表(精度≥1.5級(jí))。
2. 導(dǎo)管安裝
① 成孔與插入:鉆孔直徑比導(dǎo)管外徑大10~20mm,鉆孔深度比導(dǎo)管長(zhǎng)度長(zhǎng)10cm;插入導(dǎo)管后,檢查外露長(zhǎng)度(尾部需露出鋼架10~20cm),確保與鋼架焊接牢固,形成整體支撐結(jié)構(gòu)。
② 密封性:導(dǎo)管與孔口間隙用速凝水泥漿或錨固劑封堵,防止注漿時(shí)漏漿,同時(shí)在尾部安裝止?jié){閥(如球閥)控制注漿壓力。
三、注漿工藝控制
1. 注漿材料
① 單液漿:水泥漿(水灰比1:1~0.8:1),適用于裂隙發(fā)育、滲透性較好的圍巖。
② 雙液漿:水泥-水玻璃雙液漿(體積比1:0.5~1:1,水玻璃濃度35~40Be′),初凝時(shí)間30秒~2分鐘,用于富水或需快速固結(jié)的地段。
③ 外加劑:可添加早強(qiáng)劑、減水劑等改善漿液性能,具體配比需通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。
2. 注漿參數(shù)
① 壓力:初始?jí)毫?.3~0.5MPa,終壓1.0~1.5MPa(根據(jù)圍巖密實(shí)度調(diào)整,避免超壓導(dǎo)致地表隆起或圍巖劈裂),注漿速度控制在5~15L/min。
② 順序:遵循“由低到高、間隔跳孔”原則,先注邊墻孔再注拱部孔,單孔注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)值或壓力升至終壓并穩(wěn)定10分鐘以上時(shí)結(jié)束。
③ 終止標(biāo)準(zhǔn):以注漿壓力為主、注漿量為輔,單孔注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)計(jì)算量(考慮圍巖孔隙率)或壓力達(dá)標(biāo)且無(wú)漏漿時(shí)停止。
四、質(zhì)量控制與注意事項(xiàng)
1. 過(guò)程檢查
① 注漿過(guò)程中密切監(jiān)測(cè)地表及周邊建筑物沉降,發(fā)現(xiàn)異常立即暫停注漿,分析原因并調(diào)整參數(shù)(如降低壓力、縮短注漿時(shí)間)。
② 檢查導(dǎo)管打入角度和深度,避免角度過(guò)大導(dǎo)致加固范圍不足,或過(guò)小導(dǎo)致侵入隧道開(kāi)挖輪廓。
2. 效果檢驗(yàn)
① 注漿后通過(guò)鉆孔取芯、聲波探測(cè)等方法檢查加固區(qū)強(qiáng)度和均勻性,要求加固后的圍巖承載力≥設(shè)計(jì)值,滲透系數(shù)≤10??cm/s(富水地段)。
② 開(kāi)挖時(shí)觀察掌子面圍巖穩(wěn)定性,若出現(xiàn)掉塊、滲水等情況,需補(bǔ)打小導(dǎo)管或調(diào)整注漿參數(shù)。
3. 安全措施
① 注漿泵壓力系統(tǒng)需安裝安全閥,避免超壓爆管;操作人員需佩戴防護(hù)裝備,防止?jié){液濺入眼睛或皮膚。
② 臺(tái)階法施工時(shí),上臺(tái)階超前小導(dǎo)管注漿完成后,需待漿液達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度(一般4~6小時(shí),雙液漿可縮短至1~2小時(shí))再進(jìn)行開(kāi)挖,確保加固效果。
超前小導(dǎo)管注漿的核心是通過(guò)“密排導(dǎo)管+壓力注漿”在開(kāi)挖輪廓外形成臨時(shí)加固圈,其施工要點(diǎn)需嚴(yán)格控制導(dǎo)管角度、注漿壓力及材料配比,確保與臺(tái)階法開(kāi)挖步序緊密配合(如上臺(tái)階注漿后優(yōu)先開(kāi)挖,下臺(tái)階視情況補(bǔ)充支護(hù)),最終實(shí)現(xiàn)“先支后挖、穩(wěn)扎穩(wěn)打”的安全施工目標(biāo)。