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管棚法处理隧道特大坍方段的应用技术

2014-06-01 01:17

　　 [摘要]本文从施工的角度较为详尽地阐述了管棚法的施工技术及施工中应注意的关键问题,结合工程实际对管棚法处理隧道特大坍方体的应用技术进行简单介绍。
　　[关键词]管棚法 隧道坍方 应用技术
　　
　　1 坍方体处理施工技术方案
　　1.1 施工方案与治理原则
　　1.1.1 施工方案
　　根据坍方体的工程地质特点,确定了在拱部1°范围内施作Φ89 长管棚,管棚间距30cm,结合超前预注浆技术在开挖轮廓线外形成约4m厚的加固圈,并在开挖时以小导管补强注浆加固技术为辅的综合技术方案。开挖采用上下台阶法,上台阶高度约4m,采取预留核心土环形开法,上下台阶间距长度5m,以人工开挖为主,对局部未坍方部位可采用松动爆破。在开挖后立即施作格栅拱架及锚网喷支护体系,充分调动加固后的围岩的承载能力,使初期支护与注浆加固的坍方体形成整体支护结构,并建立科学的监测体系,监测支护体系的变形,判断结构的稳定性和安全性。
　　1.1.2 技术难点与关键
　　(1)长管棚与注浆加固圈在拱顶形成了稳固可靠的固结壳,作为支承长达18m高约50m的松散坍方体超前支护体系(保护壳),是保证开挖安全和防止坍方的进一步扩大的关键技术。
　　 (2)坍方体内大部分呈松散碎屑状,且又混有大小不一的硬质岩块和前期坍方处理时用以支撑的方木等建筑材料,施钻困难,成孔性差、容易卡钻、下管难度大。这些问题的解决直接关系到26m管棚的安装成功率和注浆的效果,也是坍方处理的难点所在。
　　(3)坍方段地处断层破碎带,地层连通性好,坍方体松散度大,且坍方前施工的小导坑均直接与注浆区相连通。由于注浆区域广而连通性好,因此必须对注浆顺序及注浆工艺进行详细计划,以防止浆液向无用的地区扩散,控制注浆量,以最小的注浆量获得最好的注浆效果。

　　1.2 治理原则
　　施工方案和治理原则:“管超前,预注浆,多循环,短开挖,强支护,勤量测,早封闭”。
　　2 施工技术要点
　　2.1 施工工序与步骤
　　2.2 工作面预注浆
　　在长管棚施工前,应对工作面进行前进式分段预注浆,注浆分段长度为5m。以水泥单液浆为主,内加速凝剂,在必要时采用C - S 双液浆。工作面预注浆的目的是加固工作面松散体,以保证管棚钻孔方向的精度,同时稳定工作面,确保开挖时工作面的安全。
　　2.3 长管棚与预注浆
　　2.3.1 管棚参数
　　钻孔仰角1°～3°,管棚间距30cm,管棚长度26m,采用Φ89(厚5mm)无缝钢管,共计52根管棚。
　　2.3.2钻孔工艺
　　预设Φ127 导向管→Φ108 套管钻进18m →Φ90 钻孔钻进26m →下管(带Φ90 钻头) →取出Φ108 套管→封孔注浆。
　　2.3.3 管棚注浆
　　注浆分三序孔注入,注入顺序依次为C - S 浆、水泥浆、水泥砂浆。注浆应在钻孔下管完成后立即进行,以便在钻相邻孔时可做为当前注浆孔的检查孔。所有管棚钢管均以30号水泥砂浆充填,以加强钢管的刚度。
　　2.4 小导管注浆补强
　　长管棚注浆加固范围有限,很难达到4m的加固圈,为此在开挖过程中,需施作小导管注浆补强。小导管采用Φ32焊缝钢管,长5.5m,开孔长4m,间距60～75cm,外插角41°。小导管注浆采用C - S 双液浆,注浆量根据现场情况定,以确保开挖为目的。

　　3 问题与解决措施
　　3.1问题