管棚和小导管在软弱围岩洞口段施工的运用
- 格式:pdf
- 大小:150.07 KB
- 文档页数:2
小导管注浆加固技术管棚施工技术适用条件1、小导管注浆支护加固技术可作为暗挖隧道常用的支护措施和超前加固措施。
2、在软弱、破碎地层中成孔困难或易塌孔,且施作超前锚杆比较困难或者结构断面较大时,宜采取超前小导管注浆和超前预加固处理方法。
(1)适用于软弱地层和特殊困难地段,如极破碎岩体、塌方体、砂土质地层、强膨胀性地层、强流变性地层、裂隙发育岩体、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩,并对地层变形有严格要求的工程。
(2)通常,在下列施工场合应考虑采用管棚进行超前支护:5)通过断层破碎带等特殊地层;水泥砂浆主要成分为硅酸盐水泥、普通或水泥砂浆,宜采用中砂或粗砂;基本规定(1)小导管支护和超前加固必须配合钢拱架使用。
用作小导管的钢管钻有注浆孔,以便向土体进行注浆加固,也有利于提髙小导管自身刚度和强度。
(2)采用小导管加固时,为保证工作面稳定和掘进安全,应确保小导管安装位置正确并具备足够的有效长度。
(3)在条件允许时,应配合地面超前注浆加固;有导洞时,可在导洞内对隧道周边进行径向注浆加固。
一般情况下短管棚采用的钢管每节长小于10m,长管棚采用的钢管每节长大于10m。
(二)施工技术要点施工工艺流程:测放孔位→钴机就位→水平钻孔→压入钢管→注浆(向钢管内或管周围土体)→封口→开挖。
管棚一般是沿地下工程断面周边的一部分或全部,以一定的间距环向布设,形成钢管棚,有帽形、方形、一字形及拱形等。
纵向两组管棚搭接的长度应大于3m。
在铁路、公路正下方施工时,要采用刚度大的钢管连续布设。
技术要点(一)小导管布设常用设计参数:钢管直径30~50mm,钢管长3~5m,采用焊接钢管或无缝钢管;钢管沿拱的环向外插角为5~15°,小导管是受力杆件,因此两排小导管在纵向应有一定搭接长度,钢管沿隧道纵向的搭接长度一般不小于lm。
(二)注浆材料注浆材料可采用改性水玻璃浆、普通水泥单液浆、水泥一水玻璃双液浆、超细水泥四种注浆材料。
一般情况下改性水玻璃浆适用于砂类土,水泥浆和水泥砂浆适用于卵石地层。
管棚在软弱围岩隧道施工中的应用薛丽君摘要:软弱围岩隧道施工过程中,需要根据管棚的具体情况,调整管棚超前支护效果。
以科学、合理的支护方法,逐步加强整体的支撑力,明确实际有效控制问题的实施方案。
根据管棚技术的操作标准要求,以有效的方法,提升管棚在软岩隧道施工中的具体应用,分析软弱围岩隧道施工的工程技术特点和标准要求。
本文将针对管棚在软弱围岩隧道施工的技术操作标准,实施有效的技术问题分析,调整管棚隧道施工的应用效果。
关键词:软弱围岩;管棚;隧道施工引言隧道管棚施工过程中,需要依照其地质条件,分析隧道的技术含量和技术水平。
本文以长寿山的隧道为例证,分析北岸至福民村段的隧道施工,历全长12500m,属于枢纽隧道打通节点工程。
隧道地质条件较差,难度技术高,线路长。
岩体呈现松散结构,洞口边坡稳定性差。
隧道自准备开始进洞,清除洞口的土层后,边坡表面产生裂缝。
需要采用有效的施工技术方法,对洞口进行固定处理,保证洞口埋段经济安全的合理。
一、管棚注浆施工的工艺原理分析注浆管棚填充围岩的裂缝,围岩的强度和刚度效果。
按照围岩的整体承载标准,实施围岩注浆结构的加固处理。
按照内部的围岩、支护系统进行承载力水平的分析,判断隧道变形压力。
根据管棚施工的标准进行分析,调整钢管的厚壁。
沿着隧道轮廓周边进行密度分布分析,调整加固可能产生的变形问题。
隧道支护结构中需要根据承受的载荷量关系,逐步控制。
在管棚进口端设置合理的导向墙,对另外一端设置隧道围岩,确保完整效果合理。
根据上部的破损情况,调整围岩支护,形成稳定的支撑结构标准。
对支护梁进行承受上部压力的处理,调整上部载荷的形成作用,通过注浆将破碎围岩的裂隙与围岩形成一个整体作用。
管棚在隧道施工中,根据不同的围岩适当的调整土质地层,砂卵石头地层,膨胀软流,硬塑装置黏土地层,裂缝岩土、断层破损。
二、管棚注浆施工工艺基本原理1管棚注浆基本方法。
管棚地下结构工程施工中,暗挖需要采用超前的支护施工技术,以合理的拟开挖方式,对地下隧道结构进行加固处理,确定预埋的线标。
长大管棚在软弱围岩施工中的应用背景软弱围岩是一种常见的隧道工程困难,因为它们不能承受大量的力量。
长大管棚是一种新型的加固结构,使用钢弹性装置并打制特殊型材。
本文将探讨长大管棚在软弱围岩施工中的应用。
长大管棚的优势长大管棚是一种新型的隧道加固结构,在软弱围岩施工中具有以下优势:1.承载能力强长大管棚有很强的承载能力,可以经受很高的压力。
以下是关于长大管棚的性能指标:•具有较高的极限荷载。
它可以承受比传统钢支撑更高的荷载,因为它是由钢套筒和强度较高的钢组成的。
•良好的刚度特性。
长大管棚可以保证围岩的刚度特性,可以更好地支撑隧道的运营。
•相对较小的应变量。
长大管棚具有良好的应变特性,可以比较少地造成变形。
2.施工方便与其他替代方案相比,长大管棚的施工效率更高。
因为它是组装好的,所以长大管棚是单个单位的,可以更快、更安全地安装。
3.灵活性长大管棚适用于多种类型的隧道,可以在不同类型的围岩中使用。
因此,使用长大管棚的隧道可以更加灵活。
案例分析下面是一些曾经使用长大管棚进行施工的隧道的案例分析:1.某大型公路隧道某大型公路隧道是一座双向四车道的高速公路隧道,并有大量的交通流量。
这个隧道传统上使用钢支撑, 但是由于巨大的压力和围岩的不稳定性,传统的钢支撑不能有效地支撑路面。
在使用长大管棚进行支撑的情况下,隧道的切割速度提高了,而长大管棚的固有刚度特性可以有效地支撑随后的切割工作。
2.某地铁站某地铁站的入口是在老城区的挤压点(软弱地质)中。
传统的方法是使用高支撑来防止顶部下沉。
这种方法显然很麻烦,而且成本非常高。
在使用长大管棚后,隧洞的支撑更加均匀,提高了隧道的稳定性,同时施工时间也得到缩短。
总的来说,长大管棚是一种非常适合软弱围岩施工中的加固结构。
在施工效率和施工成本方面比传统的钢支撑都具备优势。
虽然长大管棚价格高于传统的钢支撑,但优势在于稳定性和切割速度的提高,可以证明长大管棚在施工中的优越性。
超前小导管与管棚的区别?超前小导管的处理范围一般也就6米左右,小导管为壁厚5mm的钢管,直径一般为42mm。
是通过小导管浆将掌子面前方的较为破碎的围岩进行固结的一种方法,使围岩形成一个整体后再进行下一步工序。
而管棚是在进洞口的地质条件非常差(如:沙土、破碎严重的岩石、黄土等)的情况下使用,一般长度就20-30米左右,管棚为壁厚3.5mm的钢管,直径一般为108mm。
当然洞内地质条件非常差的时候也可以用管棚(如:洞内遇到冒顶现象造成的沿洞轴线长度较大,放量较大)。
为了保证掌子面在开挖过程中土体不会塌方或产生流沙,开挖前需对前方土体采取超前支护、注浆加固等辅助措施。
小导管注浆加固地层技术,是通过沿隧道开挖轮廓线外纵向向前倾斜安设注浆管,并注入浆液,达到超前加固围岩和止水的目的,同时小导管还可起到超前管棚预支护作用。
特点:①小导管注浆施工工艺简单,易于操作,施工安全,土层加固见效快,浆液损失少,成本低,是隧道施工中最常用的加固土层的方法之一。
②小导管注浆仅作为地下工程施工防坍塌和沉陷的辅助手段。
③小导管超前注浆设计应根据地质条件、隧道断面大小及支护结构型式选用不同的设计参数。
适用范围:小导管适用于处于无粘结、自稳能力差的砂层及砂砾(卵)石层;小导管施工只是对开挖掌子面局部土层进行加固,开挖土层不宜长时间暴露,应坚持先支撑后开挖的原则;同时小导管注浆也可用于各种临时性的地层加固。
工艺原理:在软弱土层中沿着开挖轮廓线和加固轮廓线,按照一定的入射角度,打设一定数量的小导管,用注浆设备把配置好的注浆材料,通过小导管注入到软弱地层里,使注浆材料在软弱地层里向四周迅速扩散和固结,并使小导管和土体固结在一起,起到棚护和加固地层的作用。
管棚超前支护法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术。
管棚法最早是作为隧道施工的一种辅助方法,在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层,涌水、涌砂层发挥了重要作用。
由于预埋超前管棚做顶板及侧壁支撑.为后续的隧道开挖奠定了坚实的基础,且施工快、安全性高、工期短.被认为是隧道施工中解决冒项的最有效最合理的施工方法。
小导管预注浆加固软弱围岩的隧道施工摘要:近些年来,随着道路建设工程领域逐步拓宽,隧道在工程中越来越多的被应用于山岭较多的地区,隧道建设中,往往会出现工程中岩层的不稳定滑动,因此小导管预注浆技术产生了,小导管注浆技术可以注入岩层中加固材料,这就大大增加了整个工程施工中的安全性,因此熟练掌握小导管技术的关键和操作步骤,使小导管技术在围岩隧道加固工程中发挥最大的功效,才能促进整个工程的稳步完成和提高工程的安全性。
关键词:超前支护小导管注浆施工技术最近几年,在修建隧道的施工过程中,小导管支护技术被广泛推广,小导管注浆技术可以加强隧道岩层的稳定性,而且整个过程易于操作,耗费经济小,所以小导管注浆技术得到非常广泛的应用。
本文就通过工程施工中的实例,对小导管注浆技术在加固软弱围岩的隧道施工方面做出简要的分析和论述。
一、工程概况某改建扩能隧道为Ⅰ级铁路双线隧道,隧道全长10301m,测设线间距为4.4m,设计行车速度为200KM/h,最大坡度8.43‰,隧道最大埋深约380m,隧道进口采用柱式洞门、出口采用帽檐斜切式缓冲结构洞门,隧道建址内穿越8条断层带、2处岩层接触带和4处侵入接触带,穿越区地层岩质软、节理裂隙发育、岩溶发育,施工开挖洞顶极易塌方,侧壁易变形,需超前支护。
二、超前注浆小导管支护机理目前,对于小导管注浆超前支护作用及机理的试验和理论分析尚处于进一步研究阶段。
但我们可以明确小导管注浆具有以下作用:1、支护作用小导管可以限制约束围岩变形,它将松动围岩与拱架连接起来,协同受力,从而提高围岩的自承力。
2、加固围岩作用使松动、节理、破裂的围岩得以联结,固而增大了围岩强度;3、架设作用导管为个别围岩提供支撑点,防止其掉落或滑落,其作用如同砖木结构的椽檩,从而有效抑制围岩进一步松动。
4、稳定作用注浆材料通过小导管注入围岩时,填充了围岩间的空隙,使的岩层间松散的砂石胶结,使整个围岩成为一个整体,更加稳定坚固,一定高度和厚度的加固圈还可以阻隔一部分岩石裂隙水流入坑道,为整个工程提高一层安全保障。
BUILDING & T RA FFIC 丨建筑交通摘要:随着高速公路建筑项目的不断增加,其中产生的工程问题也越发频繁,尤其是针对地形复杂的隧道洞口地段。
文章就软弱围岩隧道洞口施工问题进行全方位分析,并给出对应解决方案,进而保障工程的高质量。
关键词:软弱围岩:隧道洞口 :双液注浆法I软弱围岩隧道洞口施工特点及技术■文/尹启波现如今,高速公路的隧道洞口大多分布于风化严重或者 堆积层损坏的软弱围岩处,隧道洞口的围岩强度弱且损坏严 重,因而导致后期进洞、开挖操作难以顺利开展,甚至会引 发工程安全问题。
为了加快工程进度,同时保障施工的安全 性和准确性,在软弱围岩隧道洞口施工时会借助新奥法施工 技术,进一步实现隧道“早进晚出”的施工目标。
目前,我 国软弱围岩隧道洞口的施工加固技术主要分为双液注浆法、地表砂浆锚杆预加固法以及小导管超前预注浆法3种,本文 将重点对这3种施工技术进行阐述分析。
1. 3种洞口施工技术的工作原理对比分析1.1双液注浆法针对风化程度严重且渗水较多的软弱围岩隧道,在洞口 加固时通常会选择双液注浆法。
双液注浆法指的是将水泥-水玻璃按照标准比例配制,然后在隧道的全断面处进行注浆,注浆的过程中浆液会逐步扩散至软弱围岩的各个破损部位,加固各破损岩块,最终保障隧道洞口满足设计强度,方便后 期的隧道进洞和开挖操作。
1.2地表砂浆锚杆预加固法该施工方法的工作原理是在软弱围岩隧道洞口段的破损 部位,通过砂浆锚杆来加固岩石土体,确保岩石土体和砂浆 锚杆成为一个整体,其中砂浆锚杆相当于一个“楔子”,一 方面预防了后期隧道开挖过程中岩石土体的松动,另一方面 也高效避免了隧道仰坡出现坍塌或者移动现象。
1.3小导管超前注浆法与前两者不同的是,该加固方式是在隧道外部具体展开,借助小导管和注浆机将浆液注入隧道地层,确保浆液充分渗 入到地层各空隙处。
小导管超前注浆法能够有效改良隧道土 体物理力学性能,加强开挖地层的稳定性,同时高效抑制隧 道地层出现变形松动问题,需要注意的是,在小导管超前注 浆时一定要选取最佳角度,保障浆液全部流入地层裂缝空隙 处,进而加强洞口的强度。
超前小导管、超前锚杆、超前大管棚3种施工方案对比
超前小导管、超前锚杆和超前大管棚是隧道施工中常用的三种方法,它们各有
特点,适用于不同的工程环境。
本文将对这三种施工方案进行详细比较,分析其优缺点,为工程实践提供参考。
1. 超前小导管
超前小导管是一种常见的隧道施工方法,通过在隧道掘进前方钻孔安装小导管,用以强化土体或岩体,防止塌方和地表沉陷。
这种方法适用于软弱地层和易塌方区域,可以提高隧道施工的安全性和效率。
然而,超前小导管施工周期长,工程成本较高,对地下水位和地质条件的要求也较高。
2. 超前锚杆
超前锚杆是另一种常用的隧道支护方法,通过在隧道掘进前方预先安装锚杆,
将隧道围岩和锚杆相连接,提高围岩的稳定性和承载能力。
超前锚杆适用于岩石较硬的地层,对地质条件和锚杆施工技术要求高,但相比超前小导管,施工周期较短,成本相对较低。
3. 超前大管棚
超前大管棚是一种新型的隧道支护方法,通过在隧道掘进前方安装大规模钻孔
管棚,形成临时支护结构,保护施工现场和隧道周边环境,减少地表沉陷和开挖过程中的风险。
超前大管棚适用于复杂地质条件和重要道路或铁路隧道,能够提高施工效率和安全性,但对施工技术和材料要求高,成本也较高。
综合比较三种施工方案,可以看出,超前小导管适用于软弱地层和易塌方区域,安全性高但成本较高;超前锚杆适用于岩石较硬地层,成本相对较低但技术要求高;超前大管棚适用于复杂地质条件和重要隧道,效果好但成本较高。
在实际施工中,应根据工程要求、地质条件和预算等因素综合考虑,选择最适合的施工方案。
浅谈超前小导管进洞方案应用分析作者:昌禄柱来源:《装饰装修天地》2020年第09期摘; ; 要:目前我国建设行业快速发展,为满足行业运营等需要,隧道建设成为了建设行业必不可少的一部分。
现阶段我国隧道设计和施工中,对于软弱围岩下,为保证隧道进洞施工安全,绝大多数采用管棚进洞,但管棚施工费时费效,本文主要从洞口受力分析、小导管支护及管棚支护进洞原理出发,结合实际施工,浅述进洞方案选择。
关键词:隧道洞口受力;小导管进洞;管棚进洞;安全防护1; 引言在我国建设行业的快速发展下,为满足行业运营的需要,隧道的建设亦成为建设工程的重要组成部分[1]。
而目前我国建设领域安全形势严峻,隧道施工洞口段的安全防护尤为重要。
隧道进洞尤其是Ⅳ~Ⅵ级的软岩隧道进洞成败不仅关系到整座隧道施工能否有一个良好的开端,而且对隧道后续施工作业及竣工后的运营都有着很大的影响。
随着隧道施工技术的进步和发展,地质条件差的隧道采用管棚、小导管进洞已经成为各建设、设计和施工单位较为认可的施工方案,不过,隧道进洞方案的选择更应根据施工现场实际情况。
此外,管棚进洞也不能不加分析论证就照搬照抄。
对于隧道进洞方案的选择,要从技术、经济、安全、环保等方面综合考虑,应认真分析每个隧道洞口的受力状态,根据具体情况制定切实可行的施工方案[2]。
2; 工程概况某工程隧道全长约1.575km,其中隧道改扩建共计1085m/2座。
现场经勘探调查及钻探揭露,场内及周边未见滑坡、泥石流、采空区、岩溶、地下洞室等不良地质作用。
隧道洞口地质构造较简单,水量贫乏,洞身围岩岩性主要为黄尖组中风化凝灰岩,有裂隙水渗出,未见大规模的垮塌现象,稳定性中等,围岩等级均为Ⅳ级。
3; 管棚支护原理通过钻机在洞口开挖面钻孔,打入开了梅花形溢浆孔的大管棚,然后将按设计调配好的水泥浆或者双液浆通过压力泵注入大管棚中,浆液通过溢浆孔挤入周边围岩的缝隙中,从而提高隧道围岩的强度和整体性,预先加强了围岩的整体自稳能力。
长大管棚在软弱围岩施工中的应用摘要:隧道工程进洞地段普遍为浅埋、软弱、破碎围岩地段,地下水较为丰富,进入暗洞施工较为困难,常会出现围岩及初期支护下沉的现象,甚至初期支护受到破坏。
为此,在洞口不良地质地段,一般施作管棚进行预支护预注浆对围岩进行固结加固后,才进行暗洞施工。
文章主要就长大管棚在软弱围岩施工中的应用进行分析。
关键词:长大管棚;软弱围岩;应用中图分类号:U455 文献标识码:A长大管棚在隧道软弱围岩,地质不良及浅埋的条件下,进行暗挖施工采用的一种超前预支护技术,做法是在拟开挖的隧道暗洞的轮廓线外,设置导向墙,在导向墙上预留管棚导向管,同时按一定的环向间距打设纵向钢花管的超前支护,利用钢管的强度和刚度,通过预注浆固结加固软弱围岩,防止洞顶围岩坍塌和下沉,以确保暗洞开挖和支护的施工安全。
1长大管棚支护原理管棚法超前支护就是把一组钢管沿开挖轮廓外侧打入围岩层中,并通过钢管注浆孔加压向岩层中注浆,使开挖断面顶层形成一个固结棚体,以加固软弱破碎地层,支承上部荷载,从而提高围岩自稳性的能力。
管棚法支护的原理有以下3种。
1.1梁拱效应。
先行施作的管棚,以导向墙和初期支护为支点,形成一简支梁结构,阻止软弱围岩的崩塌和松弛。
1.2加固效应。
注浆液经管壁孔压入围岩裂隙中,使松散岩体胶结、固结,从而改善软弱围岩的物理力学性质,提高了周边围岩的自稳性。
1.3环槽效应。
掌子面爆破产生的冲击波遇管棚密集环形孔槽后被反射、吸收和绕射,大大降低了对周遭围岩的扰动。
此外,管棚施工过程中可通过钻孔预知管棚范围内围岩的地质情况,为前方的注浆、开挖、支护施工提供了第一手地质资料。
2钢管接长焊接和影响钻孔精度的因素2.1影响钻机精度的因素2.1.1地层条件如果是较硬地层或砾石含量 50%以上,最大砾石直径超过100mm的地层钻孔,由于钻碴在排出的过程中挤垫在钻具下易造成钻孔向上倾斜。
只能采用风动的冲击回旋钻进的方法,力求增加钻具的刚度,以降低地层不利的影响。
管棚在软弱围岩隧道施工中的应用朱金涛摘要:在软弱围岩隧道进行的施工时,极易出现掌子面失稳及地表下沉的现象。
以科学、合理的支护方法增强支撑力,能够有效控制施工问题的出现,管棚技术就是其中一种有效的方法。
本文以某软弱隧道工程为例探讨了其施工技术要点。
关键词:管棚;软弱围岩;注浆一、工程概况长寿山隧道位于黄河北岸的大砂坪乡与富民村之间,横穿兰州市两区一县,起点里程HDK41+910,终点里程HDK54+425,全长为12515m,属于中铁二十局集团兰州枢纽项目控制性节点工程。
自开工以来,项目部把长寿山隧道列为创鲁班奖工程。
隧道进HDK54+265~HDK54+425段有一个喇叭口断面,为双线集装箱喇叭口隧道,该里程段隧道地质条件较差,施工难度大,技术含量高,线路穿越Ⅴ级全~强风化花岗岩。
洞口段表层为坡积土,层厚0.5m~2m,进洞口 30m浅埋段为全风化花岗岩,岩体呈角砾碎块松散状结构,岩体完整性差,洞口边仰坡及围岩自稳能力弱。
自隧道准备开始进洞,随着清除洞口表层土后,仰坡地表处产生裂缝,最大裂缝5cm,形成3~4cm的错台,且裂隙水入渗时,有滴水现象,洞口开挖工作面产生坍塌,施工进洞困难。
根据现场实际情况,结合其他隧道施工经验,认为较为合理的施工方法是采用长管棚超前预注浆,先对洞口段进行固结处理,以保证洞口浅埋段经济、快速、安全的进洞。
二、管棚注浆法工艺原理注浆管棚通过注浆填充围岩裂隙,提高围岩的强度和刚度,从而提高围岩的整体承载能力。
通过向围岩注浆形成的加固圈起到“承载拱”的作用,支承“承载拱”上部的岩层重量,使拱内部的围岩与支护系统处于免压状态。
拱内部的围岩与支护系统受到的力仅是由于隧道变形引起的形变压力,当管棚为惯性力矩较大的厚壁钢管,且沿隧道开挖轮廓线周密布置时,加固圈的变形较小,因此,隧道支护结构所承受的上部荷载大大减小。
另外,在管棚进口端一般加有套拱基础,另一端深入到隧道围岩较为完整、坚硬处,这样可以对上部的破碎软弱围岩形成一个稳定的“简支梁”支撑结构,此简支梁可起到承受上部压力或者传递上部荷载的作用。