小导管超前注浆施工工法_secret

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1、小导管超前注浆施工工法一、基本原理本工法的基本原理是在工作面周边按一定角度将小导管打(钻、压)入地层中，借助注浆泵的压力，使浆液通过小导管渗透、扩散到地层孔隙或裂隙中，以改善土体物理力学性能，这样既可止水又可在工作面周围形成一个承载壳——地层自承拱，同时管体又可起到超前锚杆的作用，从而达到增加土体的自稳时间，提高开挖面地层自稳能力，限制地层松弛变形的目的。小导管超前注浆固结机理主要可归纳为以下两方面：1.渗入性注浆。对于具有一定孔隙或裂隙受扰动和破坏的围岩，在注浆压力作用下，浆液克服各种阻力，渗入围岩的孔隙或裂隙中，达

2、到固结地层的目的。2.劈裂、压密注浆。对于致密的土质地层，在较高的浆液压力作用下，裂隙被挤开，使浆液得以渗入，达到压密岩体的目的。二、工法特点1.形成了管棚与固结联合的超前支护体系，提高岩体自身的稳定性，抑制围岩松弛变形，增强了施工的安全性。2.加固效果好，注浆质量易于控制。3.采用超前支护手段，通过调整浆液凝固时间，可大大缩短暗挖工序时间。4.采用常用小型机械施作，无需配备专用设备，工艺操作简便，一般工人都可掌握。三、适用范围本工法适用于风化很严重，节理很发育和碎石土、砾石土、砂、泥等各种软弱围岩条件下的隧道及

3、地下工程地层加固，也可用于处理坍方体。四、施工设计程序与参数11(一)设计程序(按图1实施)(二)设计参数1.小导管管径可选用Ф25~32有缝钢管，钢管长度采用3.5~6.0m。2.钢管应沿隧道开挖轮廓线布置向外倾斜，外插角α一般为5°~10°，处理坍体时可适当加大。3.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，应小于等于覆盖压力，即P＜rh，对于松散体和坍方段一般P＜1MPa。式中r——土体容重引起的压力；h——覆盖层厚度。114.纵向前后相邻两排小导管搭接的水平投影长度

4、b一般不宜小于1.0m(见图2)。5.横向小导管沿开挖轮廓布置如图3。Ⅱ类围岩劈裂、压密注浆时采用单排管；Ⅰ类围岩或处理坍方时可采用双排管；泥石流或其他地下水丰富的松软层可采用双排以上的多排管；渗入性注浆宜采用单排管；大断面或注浆效果差时可采用双排管。渗入性注浆导管环向间距a应通过试验确定，但不得超过0.4m，无试验条件时，视地质条件按0.2~0.4m选用。注浆试验主要目的是选定注浆压力P、注浆半径r及注浆量。在选定注浆半径r后，可按两圆相交形成厚度(见图4)等于30cm确定孔距a。一般要求a＜40cm,故按图4可

5、求得r＜25cm。试验时注浆压力应在允许范围内，按注浆半径r≤25cm选用较为经济合理。确定注浆半径r后，按上公式计算孔距。渗入性注浆选用双排管时，排距e=(r+b/2)时，两排孔正好紧密搭接，是一种最优的设计。劈裂、压密注浆孔距a及排距e视地质条件选用，一般a=0.3~0.5m,e=0.2~0.3m。6.注浆浆液应优先选用水泥浆液，当地下水丰富或有淤泥流砂时，可采用水泥—水玻璃双液浆。化学浆液成本高，有的有一定毒性，对环保不利，使用时要慎重。五、施工工艺(一)工艺程序工艺程序如图5所示。11双排管或双排以上多排管

6、布置时，为避免串浆，可分层施工，即先打一排管，注完浆后再打下一排管。(二)施工准备1.熟悉设计图纸。2.调查分析土质情况，按可灌比或渗透系数确定注浆类型。3.渗入性注浆要通过试验确定注浆半径、注浆压力、单管注浆量，选取导管间距。4.加工导管(如图6)，准备施工器材。5.准备施工队伍，培训施工人员。(三)钻孔、打小导管1.测量放样，在设计孔位上作标记。2.用钻孔台车或手持风钻钻孔后，将小导管沿孔打入；如地层松软也可用游锤或钻孔台车或手持风钻直接将小导管打入。3.对砂土类，可用Ф20钢管制作吹风管，将吹风管

7、缓缓插入土中用高压风射孔，成孔后将小导管插入。(四)注浆111.单液注浆注浆前先喷混凝土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，浆液可用拌合机搅拌，亦可用人工搅拌。图7为小导管单液注浆示意图。水泥浆水灰比为1.5∶1、1∶1、0.8∶1三个等级，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，拌浆时可掺入减水剂。渗入性注浆按试验所确定的压力及注浆量施工，无试验条件时按注浆半径20cm，由大向小调整，

8、选定压力及注浆量。劈裂、压密注浆按有效固结厚度大于40cm，在施工中由大到小，逐步选取最佳注浆压力及注浆量。注浆宜选用压力4.0MPa以上的高压注浆泵。当采用额定注浆压力为1.5MPa的UB-3型灰浆泵时，压力达到1.5MPa后，将注浆泵停下，等待几分钟后，若压力降到0.6MPa以下，再继续注浆，这样反复几次直到压