劉玉坤—隧道超前支護(hù)類(lèi)型及施工技術(shù)要點(diǎn)

1、隧道超前管棚支護(hù)類(lèi)型及施工技術(shù)要點(diǎn)隧道超前管棚支護(hù)類(lèi)型及施工技術(shù)要點(diǎn) 隧道管棚超前支護(hù)就是把一組鋼管沿開(kāi)挖輪廓外己鉆好的孔中打入地層內(nèi)，并與鋼拱架組合形成強(qiáng)大的棚架預(yù)支護(hù)加固體系，支承來(lái)自于管棚上部的荷載，通過(guò)鋼管的梅花形布置的注漿孔加壓向地層中注漿，以加固軟弱破碎的地層，提高地層的自穩(wěn)能力。目前在廣泛應(yīng)用于隧道及地下工程中。一、梁拱效應(yīng) 隧道管棚的鋼管前段要滲入到圍巖結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，鋼管的后端和砂漿錨桿裸露在外面的部分演焊接在一起，形成一個(gè)縱向的支撐梁結(jié)構(gòu)。管棚與拱架形成環(huán)向的拱形結(jié)構(gòu)，并且能夠起到承受荷載的作用。在管棚鋼管內(nèi)部注入水泥砂漿，對(duì)圍巖進(jìn)行充分的加固。這樣就形成了圍繞隧道形狀的筒狀結(jié)

2、構(gòu)，有效的避免了圍巖的塌方現(xiàn)象。二、環(huán)槽效應(yīng)隧道管棚的超前支護(hù)技術(shù)是沿著隧道的輪廓鉆孔形成密集的孔槽，所以在進(jìn)行爆破的時(shí)候產(chǎn)生的爆炸沖擊波和產(chǎn)生的熱浪氣體會(huì)被這一部分環(huán)形的孔槽反反復(fù)復(fù)的進(jìn)行反射和吸收。這就在很大的程度上降低了這一部分爆破沖擊波對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)的破壞程度。按照常規(guī)的爆炸聲波對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)的破壞程度來(lái)說(shuō)，一般會(huì)導(dǎo)致在厚度0.5-4m范圍內(nèi)的巖體產(chǎn)生松動(dòng)。但是如果合理進(jìn)行光盤(pán)鋼管位置的布置的話(huà)，可以很大程度上消除爆炸沖擊波的影響。三、強(qiáng)化巖體效應(yīng)在鉆孔之后及時(shí)的插入鋼管，通過(guò)在鋼管內(nèi)部注入水泥砂漿，可以起到很好的加固圍巖的作用。圍巖內(nèi)部的一些空隙和裂縫通過(guò)滲入的砂漿能有一個(gè)很好的愈合。這就在

3、很大程度上提高了圍巖結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和彈性恢復(fù)能力。管棚支護(hù)原理管棚支護(hù)參數(shù)一、管棚間距 管棚超前支護(hù)技術(shù)主要是應(yīng)用在松散破碎的巖層地段,如果管棚之間的距離太大的話(huà),不僅會(huì)容易導(dǎo)致大塊巖石的冒落，同時(shí)棚管也承受了較大的荷載作用，這樣就對(duì)整個(gè)管棚支護(hù)系統(tǒng)的安全性造成了很大的威脅，所以有的情況下會(huì)采用大直徑棚管來(lái)提高管棚的承載能力,但是這又增加了施工的難度；如果間距過(guò)小的話(huà),就會(huì)增加管棚安裝工作量,增加了不必要的管棚數(shù)量，無(wú)形中也是延長(zhǎng)了施工的周期。管棚間距一般可保持在400-800mm之間的水平;另外一個(gè)需要注意的問(wèn)題就是盡量讓管棚組之間錯(cuò)位搭接,有利于施工的方便。一般最先打入的管棚在巖石的支撐端可能

4、會(huì)因?yàn)閹r石的松動(dòng)而使得支撐能力減弱。所以要及時(shí)的進(jìn)行錨網(wǎng)支護(hù),這樣可以避免管棚發(fā)生較大的位移,也就避免了隧道頂板下沉的情況。 隧道施工中,要對(duì)管棚的位移進(jìn)行經(jīng)常的檢測(cè)，要分析管棚支護(hù)系統(tǒng)在不同的階段的受力特點(diǎn),如果出現(xiàn)下沉的現(xiàn)象要及時(shí)采取措施,避免隧道后期的位移過(guò)大,這個(gè)過(guò)程是對(duì)隧道二次支護(hù)正常施工和二次支護(hù)安全的一個(gè)重要保障。對(duì)于無(wú)法消除的隧道圍巖位移過(guò)大現(xiàn)象，必須進(jìn)行返工。所以一定要結(jié)合隧道圍巖的具體條件,做好錨網(wǎng)的噴支護(hù),使之與管棚形成可靠的一次支護(hù)結(jié)構(gòu)。二、管棚傾角在管棚超前支護(hù)系統(tǒng)中,棚管主要作用是用來(lái)承受彎曲載荷。所以管棚要盡量水平的進(jìn)行布置?？紤]到施工方便的原因,設(shè)置水平管棚之后

5、很難保證在隧道向前推進(jìn)時(shí)的掘進(jìn)斷面保持不變。因此,在實(shí)際隧道管棚超前支護(hù)工程中都是將管棚向外傾斜一定角度。所以在管棚設(shè)計(jì)與施工中,要盡量采用滿(mǎn)足施工要求的最小管棚外傾角。 一般情況下,在施工過(guò)程中要盡量使得管棚的鉆孔孔口中心在隧道開(kāi)挖輪廓線上,孔的地步最好要落在輪廓線的外側(cè)。如果管棚外傾角過(guò)大的話(huà),就會(huì)增加支護(hù)材料的消耗,增加了工程成本，造成了不必要的浪費(fèi)。 實(shí)際施工中, 管棚中心到隧道開(kāi)挖邊界的距離的取值取決于鉆孔機(jī)械和管棚直徑。通常取管棚孔中心到隧道開(kāi)挖邊界的距離要在150mm左右。通過(guò)理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)的管棚組縱向間距在1-3m范圍內(nèi)的,管棚的外傾角最好在3-8之間。循環(huán)進(jìn)尺越大,管棚外傾角就

6、要越小。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn),考慮到施工的方便，管棚外傾角一般取5。管棚支護(hù)要點(diǎn)一、超前管棚支護(hù)技術(shù)質(zhì)量控制要點(diǎn) 1）一般需要在管棚的起點(diǎn)處設(shè)置一個(gè)防止泥漿溢出的墻體，通常厚度要在30cm以上，同時(shí)這個(gè)墻體結(jié)構(gòu)也能夠起到很好的穩(wěn)定掌子面的作用。2）要主要控制在進(jìn)行管棚支護(hù)過(guò)程中鉆頭的開(kāi)挖工作面，要結(jié)合地質(zhì)情況和土質(zhì)情況有一定量的上抬，避免出現(xiàn)一位鉆桿過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致其下垂和失去控制的現(xiàn)象發(fā)生。在鉆孔的過(guò)程中要及時(shí)的講鉆桿內(nèi)部的渣土清理干凈，防止這部雜物堵塞鉆孔。要根據(jù)地質(zhì)條件來(lái)決定是否進(jìn)行水泥砂漿的加注。對(duì)于下不出現(xiàn)沙層這種土質(zhì)極不穩(wěn)定的狀況。要及時(shí)加注水泥砂漿，來(lái)保證鉆孔能夠成型。鉆孔完成之后要跟進(jìn)進(jìn)行管棚

7、鋼管的安置。防止出現(xiàn)鉆孔坍塌的現(xiàn)象。3）相鄰的管棚鋼管之間要做好連接，連接的質(zhì)量一定要有保證。在一個(gè)斷面上的管棚鋼管的連接頭的數(shù)量最好不要超過(guò)鋼管數(shù)量的一半以上。這是為了保證在開(kāi)挖的過(guò)程中減小鋼管脫節(jié)的幾率，如果鋼管發(fā)生脫節(jié)的話(huà)，很容易造成土體結(jié)構(gòu)的塌方。管棚鋼管盡量選用質(zhì)量好的無(wú)縫鋼管在鋼管開(kāi)始位置要做成尖頭性狀，承受壓力的末端要焊接上鋼箍。在管口位置處要預(yù)先留下注漿孔，鋼管的紙漿也不能過(guò)些也不能太粗，最好在75-185mm之間。鋼管的長(zhǎng)度要在10m以上。也可以采用分段進(jìn)行連接的方式，這就需要用絲扣將鋼管連接好。管棚鋼管的設(shè)置方向要盡量沿著醉倒開(kāi)挖工作面的輪廓線縱向接近水平出進(jìn)行安置。通常選

8、用的外插角在1-5左右。二、隧道超前管棚施工要點(diǎn)1 超前管棚支護(hù)的長(zhǎng)度和鋼管外徑應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。縱向搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于3m。在鋼架上沿隧道開(kāi)挖輪廓線縱向鉆設(shè)管棚孔，其外插角以不侵入隧道開(kāi)挖輪廓線越小越好?？咨畈灰诵∮?0m，孔徑比管棚鋼管直徑大2030mm，鉆孔順序由高孔位向低孔位進(jìn)行。2 管棚鋼管外徑宜為（70180）mm，單根長(zhǎng)度宜為46m。接長(zhǎng)管棚鋼管時(shí)，接頭應(yīng)采用厚壁管箍，上滿(mǎn)絲扣，絲扣長(zhǎng)度不應(yīng)小于150mm。接頭應(yīng)在隧道橫斷面上錯(cuò)開(kāi)。鋼花管上按設(shè)計(jì)要求鉆孔。3 管棚定位：以套拱內(nèi)預(yù)埋的孔口管定向、定位，嚴(yán)格控制其上抬量和角度。4 鉆孔施工采用管棚鉆機(jī)，利用套管跟進(jìn)的方法鉆進(jìn)、長(zhǎng)管安裝一次完成。為保證長(zhǎng)管棚施工質(zhì)量，在拱腳部位，選2個(gè)孔作為試驗(yàn)孔，找出地層特點(diǎn)，并進(jìn)行注漿和砂漿充填試驗(yàn)。5 安裝鋼管時(shí)，先打有孔鋼花管，注漿后再打無(wú)孔鋼管。每鉆完一孔便頂進(jìn)一根鋼管。6 為確保注漿質(zhì)量，在鋼花管安裝后，管口用麻絲和錨固劑封堵鋼管與孔壁間空隙，鋼管自身利用孔口安裝的封頭將密封圈壓緊，壓漿管口上安裝