隧道地表注漿施工方案論文
時(shí)間:2022-06-15 03:45:57
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1工程概況
瑞杭高速胭脂板隧道左線進(jìn)口ZK88+720~ZK88+740段地表為沖溝,雨季地表水豐富,旱季土體中含水量豐富,隧道在此處埋深淺,約在6~8m,沖溝內(nèi)為沖積物,成分雜亂,穩(wěn)定性差,暗洞施工易造成“冒頂”;同時(shí)山體橫向高差較大,形成隧道左線偏壓段。胭脂板隧道進(jìn)口右線YK88+810~YK88+840段同樣為超淺埋地段,埋深5~10m,地質(zhì)條件為全風(fēng)化花崗巖,在該段施工易引起坍塌。基于此種情況,采用對(duì)左線進(jìn)口ZK88+720~ZK88+740段、右線YK88+810~YK88+840超淺埋段進(jìn)行地表注漿加固處理。
2地表注漿施工方案
2.1地表注漿錨桿作用機(jī)理
地表錨桿一般采用全長(zhǎng)砂漿錨桿,錨桿與砂漿共同組成錨固體,即它的錨固作用是通過錨桿與砂漿之間、砂漿與巖土體之間的摩擦阻力來(lái)實(shí)現(xiàn)的,這可以從加固時(shí)的施工過程和施工完成后錨桿與砂漿共同發(fā)揮作用兩個(gè)階段來(lái)認(rèn)識(shí)。其中前者的主要功能在于提高巖土體的整體強(qiáng)度和剛度(C、φ值),后者的主要功能則在于增強(qiáng)巖土體的摩擦阻力τ和抑制巖土體的沉陷滑移,進(jìn)而達(dá)到減少山體壓力的效果。在往錨桿孔中灌注砂漿時(shí),由于灌漿壓力,會(huì)使部分漿液以一定的擴(kuò)散半徑r順著巖土體的裂隙或孔隙滲透擴(kuò)散,當(dāng)錨桿孔間距布置合理時(shí),會(huì)使各孔的注漿擴(kuò)散范圍相互搭接,形成網(wǎng)狀膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體,從而提高巖土體的強(qiáng)度和剛度,使巖土體的Rb、C、φ值有明顯提高。由此也可以認(rèn)為,為保證較為理想的加固效果,錨桿的布置間距Sr應(yīng)保證在注漿擴(kuò)散半徑范圍的兩倍之內(nèi)。在隧道開挖過程中,錨桿通過砂漿對(duì)它的握裹力,以及砂漿與周圍孔壁的粘結(jié)力,使錨桿產(chǎn)生串掛固結(jié)作用,形成一個(gè)以錨桿為中心的加固區(qū),使得錨桿周圍巖土內(nèi)的抗剪強(qiáng) 度大為提高;另一方面,由于錨桿的彈性模量遠(yuǎn)比巖土體高,因而錨固體還可以約束巖土體內(nèi)由于剪切引起的剪漲作用,從而使巖土體與錨固體之間的摩阻力提高。正是由地表錨桿群組成的這種整體串掛固結(jié)效應(yīng),才有效地抑制和阻礙了地層的下沉滑移作用,使地層整體性和穩(wěn)定性得到加強(qiáng)。
2.2地表注漿施工工藝
(1)準(zhǔn)備工作。根據(jù)確定的注漿范圍,進(jìn)行地面復(fù)測(cè),確定各區(qū)域注漿管的施作長(zhǎng)度;確定最佳的水泥漿配比、注漿量及注漿壓力。
(2)注漿管制作。用75×5mm的塑料管加工成注漿管,長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量確定,頂部加工成錐形,尾部安裝止?jié){環(huán),管身交錯(cuò)布8孔,梅花形布設(shè),孔眼間距為30cm且交錯(cuò)布置。
(3)鉆孔。采用電力鉆孔機(jī)或風(fēng)鉆按設(shè)計(jì)位置進(jìn)行鉆孔,由測(cè)量人員定出孔位、孔深方可進(jìn)行施工。
(4)安裝注漿管。采用人工錘擊或鉆機(jī)頂入的方法進(jìn)行安裝。注漿前先用塑料袋遮住頂部,防止鉆其他孔時(shí)石灰及小石頭進(jìn)入打好的孔,堵塞孔眼。
(5)注漿。采用單液注漿泵注射水泥漿。注漿漿液采用1∶1水泥漿。注漿壓力進(jìn)口段按規(guī)定達(dá)1.0~1.5MPa,注漿壓力出口按規(guī)定達(dá)0.8~1.2MPa,注漿過程中注漿壓力應(yīng)逐級(jí)緩慢提升,采用由外圈孔向中心孔注漿順序,防止嚴(yán)重跑漿現(xiàn)象發(fā)生。
2.3保證注漿效果措施
(1)有一定的注入量,與設(shè)計(jì)注漿量大致相近。
(2)注漿時(shí)壓力必須達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求標(biāo)準(zhǔn)。
(3)注漿前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),以確定最終的注漿參數(shù)。
(4)隧道注漿段的注漿孔全部注完后,必須要進(jìn)行注漿效果檢查和評(píng)價(jià),不合格這應(yīng)補(bǔ)孔注漿。檢查方法如下:對(duì)注漿過程中的各種記錄資料綜合分析,注漿壓力和注漿量變化是否合理,是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求;設(shè)檢查孔,工作面預(yù)注漿每段設(shè)2~3個(gè)檢查孔;取巖芯,觀察漿液充填情況;檢查孔內(nèi)涌水量,一般情況下應(yīng)小于0.4L/min,或在1.2~1.5MPa壓力下,進(jìn)水量小于2L/min。
(5)檢查固結(jié)效果,由鉆芯取樣判斷。對(duì)注漿前后取樣巖芯進(jìn)行強(qiáng)度對(duì)比分析,檢驗(yàn)注漿加固效果。并配合風(fēng)鉆鉆速測(cè)試,檢查注漿范圍,固結(jié)不良或厚度不夠時(shí),要補(bǔ)管注漿。
3結(jié)束語(yǔ)
(1)超淺埋山嶺隧道施工洞口段時(shí),當(dāng)埋深較淺,且地質(zhì)條件較差圍巖不能自穩(wěn)時(shí),為保證進(jìn)洞安全,主要采用地表注漿預(yù)支護(hù)改良地層,增強(qiáng)巖層的自穩(wěn)能力。采用適合于該地質(zhì)條件的隧道開挖方法(如單雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法、環(huán)形開挖預(yù)留核心土法等),并配合較強(qiáng)的初期支護(hù)和二次支護(hù),達(dá)到安全施工的目的。
(2)進(jìn)行地表加固時(shí),水泥漿漿液配合比、注漿量及注漿壓力是主要的控制要點(diǎn),并應(yīng)對(duì)注漿效果進(jìn)行檢驗(yàn)。
(3)地表加固后進(jìn)行暗洞洞口段施工時(shí),嚴(yán)格遵守新奧法施工“少擾動(dòng)、早噴錨、勤量測(cè)、緊封閉”原則,并配合嚴(yán)格的地表監(jiān)控量測(cè),胭脂板隧道安全順利通過了洞口淺埋偏壓段。
作者:鄧榮瑩 單位:中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司
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