隧道与地下工程小导管注浆机的施工方法

  隧道与地下工程小导管注浆是在地基处理灌浆法基础上发展起来的一项围岩加固止水新方法。它具有超前支护作用,是不良地质地下工程施工常用的一种开挖辅助措施。采用小导管注浆超前支护,配合管棚施工,在大跨度洞室的开挖、控制地表下沉等方面发挥了重要作用。

  一、工艺流程
 


 

  二、施工要点

  1、注浆设计

  (1)要先收集以下资料

  ①地层土质、级配、孔隙率、渗水系数、含水率。

  ②环境水源、邻近结构物、地下水情况。

  ③控制位移量、加固土体强度限值要求。

  (2)注浆设计

  ①选定注浆浆液(水泥浆液、化学浆液),选取凝固时间,进行注浆配合比设计。

  ②确定参数(管径、管长、管距、注浆压力、注浆半径、注浆量)。

  ③小导管选用有缝钢管,管径φ32nm,管长采用3.5~5.0米。

  ④钢管应沿隧道开挖轮廓线环向布置并向外倾斜,其倾斜角一般为5~10°左右,处理坍方体可适当加大10~15°左右。

  ⑤注浆压力应根据地层致密程度决定,一般为0.5~1.0Mpa,劈裂注浆可适当加大,但应小于或等于覆盖压力。

  ⑥纵向前后相邻相排导管搭接水平投影长度一般不宜小于1.0米。如图示:

  IV级围岩壁裂、压密注浆时采用单排管,V级围岩或处理坍方时可采用双排管。大断面或注浆效果差时也可采用双排管。

  ⑦渗入性注浆导管环向间距a=r/(0.5~0.7)应通过试确定,但不得超过0.4米,无试验条件时,视地质条件按0.2~0.4米选用。

  ⑧单根导管注浆量按Q=πr2ln

  式中:r—注浆半径;

  ⑨—注浆管长度;

  ⑩—围岩的空隙率。

  为了避免串浆,双排或双排以上多排管布置时,可分层施工,即先打一排管,注浆完后再打另一排管。

  2、注浆试验

  正式注浆前应在洞外相类似的地层进行注浆试验,以检验注浆设备的选型、配备是否恰当,注浆参数的确定是否合理。对注浆试验要进行认真记录,并对注浆实体进行开挖验证,获取在额定注浆压力、选定注浆材料、注浆配合比与导管注浆孔布设情况下,浆液渗透,实际的注浆半径、土体固结时间及强度等实际资料,作为制定注浆参数的依据。

  3、专业导管

  导管加工必由现场专业车间进行,其注浆孔必须用钻床成孔,尾部必须加焊φ6管箍,并经质检人员检验合格方可交付使用。如图示:

  4、钻孔、打小导管

  导管孔钻打前,进行孔位测量放样,孔位测量应用仪器进行,做到位置准确,钻孔要按放样进行,并设方向架控制钻孔方位,使孔位外扦角度符合设计要求。钻孔完成后,要用高压风、水清洗,吹冲干净孔内砂尘及积水。所有钻孔完成均要进行检验,不合格孔要重打。

  钻孔可用台车或手持风枪将小导管沿孔达入。

  对砂类土,可用φ20mm钢管制作吹风管将吹风管缓缓扦入土中用高压风射孔。成孔后将小导管扦入。

  5、注浆

  注浆前先喷砼封闭掌子面以防漏浆,对于强行打入的钢管应先冲清管内积物,然后再注浆,注浆顺序由下向上进行,浆液可用拌合机搅拌或人工搅拌。

  (1)单液注浆

  水泥浆水灰比一般为1.5:1,1.0:1.0、0.8:1.0三个待级,浆液由稀到浓逐级变换,即先注稀浆,然后逐步变浓直到0.8:1.0为止。考虑到注浆后需尽快开挖,注浆宜用普通水泥或早强水泥,可掺减水剂。

  (2)水泥、水玻璃双液注浆

  在地下水丰富或有淤泥、流砂等复杂地质条件下,宜选用水泥与水玻璃双液法注浆,注浆时将两种不同的浆液分放在两个溶器内,使用双液注浆机按配合比分别吸入两种浆液,两种浆液在混合器混合后注入注浆管。配合比一般为:水泥浆水灰比1.25:1~0.5:1,水玻璃模数以2.4~2.8为宜。水玻璃浓度使用范围为30~45波美度。

  (3)注浆异常处理

  ① 在注浆过程中,如发生浆液从其它孔流出的现象,这种现象为串浆,发生串浆时,在有多台注浆机的条件下,应同时注浆,无条件时应将串浆孔及时堵塞。

  ② 单液注水泥浆压力突然升高,则可能发生堵管,应停机检查。发现堵管时,要敲打或滚动以疏通注浆管,无法疏通时要拆管。

  ③ 水泥与水玻璃双注浆压力突然升高,则应关停水玻璃泵,进行单液注浆或注清水,等泵压力正常时,再进行双液注浆。

  ④ 清场:注浆完成应立即清场,退出所有注浆设备,并清除完设备内浆液后应用清水再次清洗,直至完全清净设备内浆液,保持设备使用前的清洁完好状态,以备下次再用。

  6、注浆后开挖

  注浆完后,待小导管注浆凝后方可进行开挖,开挖必须遵循多钻眼,钻浅眼,少装药,强支护的原则,每循环进尺一般1.0~1.5米,但在处坍方体时一般为0.5~0.8米。必要需设钢支撑或钢格栅。

  三、质量及安全监控

  1、钻孔孔位偏离设计的误差应小于±3cm,外杆角误差应小于±1.0°。故要严格进行测量放样,用钻孔导向仪控制钻孔。

  2、要切实用喷射砼封闭注浆岩面,厚度不小于5cm。同时要待砼强度达标15MP后才能注浆,防止浆液外泄,引起注浆失效。

  3、 要严格现场测试工作,严格计量配比,随时抽检浆液浓度,防止配比配制不当而使注浆失效。

  4、 要认真进行现场注浆记录,对注浆压力、每孔注浆量、注浆配比、注浆温度进行认真记录,作为对注浆效果的检测依据。

  5、 要认真按要求安设注浆管路,注浆管路必需用经合格检验的高压注浆管,所有接头、闸阀均应采用有生产许可证的正规合格产品,确保管路的安全。

  6、 注浆工必须经专业培训合格持证上岗,非注浆工不允许进行管路安装、开泵注浆工作,注浆过程中,要随时注意注浆压力及注浆量情况,防止管路堵塞而发生意外。

  7、注浆后开挖要在注浆强度达到1.5Mpa后方可进行,以防止坍塌。


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