超前小导管预注浆施工工艺
小导管制作：小导管采用φ42mm的钢管制成，沿管体每20cm钻φ8mm孔，四周梅花状布设出浆孔，前端封闭并制成尖状，以便顺利插入已钻好的导管孔内，当围岩松软时，用锤击直接打入。
小导管安设：用YT-28风钻开孔，开孔直径为42～50mm，并用吹管将砂石吹出。用带冲击的YT-28风钻将小导管顶入孔中，或直|考试|大|一级建造师|接用锤击插入钢管。用塑胶泥封堵导管孔口周围及工作面上的裂缝。
注浆：注浆口最高压力严格控制在0.5Mpa以内，以防压|考试|大|一级建造师|裂工作面。控制进浆速度，一般每根导管双液总进量控制在30L/min以内。每根导管内注浆量由计算确定，若压力上升，流量减少，虽然注浆量未达到计算值，但孔口压力已达到0.5Mpa，结束注浆。
1楼
隧道超前小导管注浆工艺及注浆量计算的探讨 郝建岗
(山西省交通建设工程监理总公司, 山西 太原 030012)
摘要: 结合甬金高速公路上的应用实例, 通过对隧道超前小导管施工中注浆工艺及注浆量
计算的对比、分析、研究, 提出有效评估实际注浆质量的注意事项和计算方法。为在隧道施工中
采用小导管施工工艺, 既保证达到隧道围岩固结、止水的效果, 同时又为控制工程费用提供了
参考依据。
关键词: 隧道; 超前小导管; 注浆; 工艺; 注浆量
中图分类号:U 455. 29 文献标识码:A 文章编号: 100623528 (2004) 0620070202 超前小导管注浆加钢支撑是隧道施工辅助稳定 开挖的一种方法, 简称小管棚施工工艺。在隧道开挖 前或开挖中采用该辅助施工方法与稳定措施, 以加 强隧道围岩稳定。较大管棚施工, 具有相对简单便 捷, 经济实效的特点。因此, 目前隧道进出口端一般 普遍采用超前小导管注浆加钢支撑辅助开挖的进洞 施工工艺。但目前施工中存在操作工艺流程把关不 严, 对注浆量的理论计算与实际计量存在不同认识 的问题, 现将在工程施工中积累的经验和形成的看
法供大家探讨。
根据地质条件及围岩特性, 注浆的目的等不同,
注浆材料一般分为两类: 第一类为注水泥浆, 其主要 作用为增强钢管刚度。第二类为注水泥浆和水泥— 水玻璃双液浆等化学浆液, 其主要作用为: a) 浆液通 过超前压注到岩体裂隙中经过物理化学作用, 即能 将破碎围岩或松散颗粒在短时间内胶结成整体, 起 到超前预支护作用, 为隧道开挖施工安全提供保障 和增强围岩的整体稳定性; b) 浆液填充岩(土) 体的 空隙, 凝结固化后, 阻隔了地下水向坑道的渗入, 起 到了堵水防水作用。在甬金高速公路白峰岭隧道金 华端施工中, 右洞为水泥—水玻璃双液浆, 左洞为水 泥浆单液浆, 在地质条件, 施工操作工艺基本相同的 情况下验证, 注双液浆的效果明显优于单液浆, 经测 定水泥浆单液浆的固结时间一般为80 h; 水泥水玻 璃双液浆的固结时间一般为4 h, 现将水泥—水玻璃 双液浆的施工工艺予以重点探讨。 1 双液浆的配置及特性
双液浆的特性主要反映在浆液黏度、颗粒度和 凝胶时间长短, 浆液配合比应由现场试验确定; 浆液 可采用水灰比为0. 8∶1～ 1. 5∶1, 水泥浆与水玻璃 的体积比一般在1∶0. 3～ 1∶1, 在此范围内随着水 玻璃用量减少, 其凝固时间缩短。也可加入食盐、三 乙醇胺速凝剂等缩短凝结时间。当水泥浆与水玻璃 的体积比在1∶0. 4～ 1∶0. 6 范围时, 浆液使石体抗 压强度最高。我们实际在工程中采用的双液浆为 1∶1水灰比的水泥浆和35°Be 的水玻璃, 前者与后 者的体积比为1∶0. 5。水玻璃的比重理论推算为 145?( 145- 35) = 1. 318 t?m 3, 1∶1 水泥浆的实际 试验比重为1. 512 t?m 3, 该双液浆初凝时间为 4 m in, 终凝时间为70 m in。 2 超前小导管设计参数
直径48 mm 无缝钢管长4 m～ 7 m , 管壁每隔
10 cm～ 20 cm 交错钻眼, 眼孔直径6 mm～ 8 mm , 风 钻凿岩时的钻孔直径较管径大2 cm 以上。小导管顶 端为尖锥型以利导管打入岩壁钻孔内, 小导管打入 岩体后尾端剩5 cm～ 10 cm , 加焊已接有止回阀的 短钢管。一般布置在隧道拱顶120°范围内, 环向间距 30 cm～ 50 cm , 外插角为10°～ 30°。 3 注浆压力
注浆压力是促使浆液在岩(土) 层裂隙中流动扩 散的一种动力, 必须有足够的注浆压力来克服岩
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(土) 内天然水头压力和地层裂隙阻力, 才能使浆液 充分扩散填充, 达到加固堵水的作用。因此, 在浆液 的黏稠度固定的情况下, 注浆压力直接与岩(土) 层
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2007-10-11 14:22 回复
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2007-11-30 17:00 回复
61.139.201.* 3楼
锚杆的实际注浆量计算公式是什么？
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2楼
(土) 内天然水头压力和地层裂隙阻力, 才能使浆液
充分扩散填充, 达到加固堵水的作用。因此, 在浆液
的黏稠度固定的情况下, 注浆压力直接与岩(土) 层 的裂隙宽度和粗糙度、裂隙发育程度、裂隙水头压力
有关。压力过高亦会劈裂岩(土) 体, 因此注浆压力一 般控制在0. 5M Pa～ 1. 0M Pa。
4 注浆量计算
小导管注浆单管浆液扩散半径一般为0. 5 m～ 1. 0 m。这与深孔超前围幕注浆的扩散半径2 m～
4 m ( 管径75 mm ～ 110 mm、注浆压力为
1. 5M Pa～ 4M Pa ) 有明显区别, 故《隧道施工规范》
中的注浆量计算公式(如下) 不能作为小导管注浆量 的估算公式。
Q 1= PR 2×H ×G×A×B, 式中:Q 1 ——注浆量,m 3; R ——扩散半径,m; H ——注浆管有效长度,m; G ——岩体空隙率, %; A ——注浆系数, 0. 7～ 0. 9;
B ——浆液损耗系数, 1. 1～ 1. 4。
据实际验证, 以下计算公式相对符合实际单孔 注浆量。 Q 2= PR 2×L ×G= P×[ (0. 6～ 0. 7) ×S ]2×L ×G 式中:Q 2 ——注浆量,m 3; S ——小导管中心距离,m;
L ——小导管有效长度,m;
R —— 考虑到注浆范围相互重叠的原则, 扩 散半径取(0. 6～ 0. 7) ×S ,m;
G —— 岩体空隙率, %; 类3 %～ 5 % , à 类硬岩3 %～ 5 % , ? 类硬岩2 %～
3 % , 软岩1 %～ 2 %。
实际施工中因钻孔偏差或钻眼内的地质原因,
注浆液窜浆或跑浆经常出现, 每个注浆管内的注浆 量很不均匀, 因此理论单眼注浆量尚不能作为单孔 注浆的一个控制指标, 应以整排小导管的理论推算 总量作为控制指标。故按整排小导管上下各0. 5 m ～ 1 m 范围的岩土体内均已注浆填充考虑, 应以下 列公式估算注浆总量。
Q 3= (P×H?360) ×[ (R + t) 2- (R - t) 2 ]×G×L , 式中:Q 3 ——注浆量,m 3;
H ——拱部小导管布设范围相对于圆心的角 度;
R ——小导管位置相对于圆心的半径; t ——浆液扩散半径, 0. 5 m～ 1 m; L ——小导管有效长度,m;
G ——岩体孔隙率, %; 类3 %～ 5 % , à 类 硬岩3 %～ 5 %、软岩2 %～ 3 % , ? 类硬岩2 %～ 3 % , 软岩1 %～ 2 %。 按此理可推算同一断面上单排或多排小导管的 注浆总量。
5 施工控制注意事项
a) 注浆前应对开挖面层及附近5m 范围内的坑 道喷射厚度为5 cm～ 10 cm 的喷射砼或模筑砼封闭 作为止浆层。待止浆层有一定强度时方可注浆, 防止 浆液从各岩面裂隙中反渗。
b) 安装注浆管时, 应在注浆与空口岩面相交处 用胶泥(水玻璃与水泥) 和麻丝缠绕, 使之与钻孔孔 壁充分挤压塞紧, 实现注浆管的止浆和固定。胶泥未 凝固到一定强度不得注浆。
c) 浆液应先经过过滤防止杂物进入注浆泵或进 入小导管。
d) 注浆时应先注无渗水孔, 后注有渗水孔。