管棚法处理隧道特大坍方段的应用技术(2)
2014-06-01 01:17
导读：(1)主要存在卡钻、掉钻头、坍孔、退钻与顶管困难等问题。 (2) 坍方前开挖的下导坑断面约有20m2 ,长度约为20m,由于密排棚架的作用,坍方体并未将导坑内填
(1)主要存在卡钻、掉钻头、坍孔、退钻与顶管困难等问题。
(2) 坍方前开挖的下导坑断面约有20m2 ,长度约为20m,由于密排棚架的作用,坍方体并未将导坑内填满,约有150m3 空洞,浆液向空洞内充填并不能对开挖稳定起到稳定作用,同时又造成浪费,防止浆液向空洞内渗流是注浆中的关键环节。
3.2措施
3.2.1 带钻头顶管
采用套管跟进施钻只能有效地解决前20m坍孔、卡钻等技术难题,因为套管跟进越长孔壁周围坍碴、碎石与管壁的摩阻力就越大,钻进负荷扭矩也越大,致使钻进困难,同时易产生管接头因扭矩大而损耗断管等严重事故,一旦发生断管现象,则整个孔将被废弃。
3.2.2 总体施工工序的调整
首先进行工作面预注浆,在此基础上进行管棚施工。但由于注浆量大,注浆时间长,造成钻孔作业空闲时间多。为此,对施工工序进行了调整,即在工作面注浆的同时穿插进行部分管棚孔的施工。但为确保周边管棚孔的注浆加固效果,确定了穿插管棚孔施工的原则是:遵循设计时的工作面预注浆超前的原则。总体施工工序的调整为施工工期争取了时间,同时也保证了周边注浆加固效果。
3.2.3注浆施工的技术措施
(1)改变浆液材料。预注浆时,根据其注浆目的是填充坍方体空洞,对固结体强度要求不高,同时由于原开挖的小导坑留下的空洞较大,采用较高强度的注浆材料不仅造成浪费,也为后来的开挖带来了困难。为此,据孔钻记录,A、I、H 三个工作面预注浆孔分别在6m、10m、17m处有50～120cm不等的架空区,对这三个孔不同断位的注浆材料进行了变更,由原设计的水泥浆与水泥砂浆改为粘土水泥砂浆。变更后的浆液含粘土约为25% ,28d固结强度在8～13kgPcm2 ,可满足工作面稳定的要求,凝结时间约为3～5d,流动性好,不仅降低了工程成本,也具有良好的填充效果。三个孔三个段别分别共计注入粘土水泥砂浆120m3,约占空洞总量的80 %。
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(2)采用间隔注浆获得注浆加固效果。在进行管棚注浆时关键是获得管棚内外形成厚约2m的注浆加固圈,但由于坍体内有许多块石相互棚架,致使坍体内空洞大而多,这些空洞有的直接与坍空区相连,注浆时浆液在压力作用下通过这些空洞泄流至坍空区,而不能在管棚附近均匀扩散,从而使注浆加固圈无法形成。为此,根据经验采用间歇注浆法,即当长时间注浆压力上不来时,说明浆液顺空隙泄流至坍空区,这时将浆液凝结时间调整至30～50s,注浆1～5min,停40s,待原注入浆液初凝变稠后再注,如此反复,则原先的泄浆通道逐渐变小并最终堵塞,浆液即在管棚周围达到均匀扩散的目的。
4 施工质量与效果评定
(1) 导向管外插角为2°～4°,间距28～33cm,满足设计与规范要求,为保证管棚制安精度创造了条件。
(2) 管棚孔钻进过程中仅有一个孔打偏与另一管棚相交,仅占管棚总数的2%。根据下管记录,因卡钻、断管等原因52根管棚中只有9根共计16m 未顶进,仅占设计管棚总长度的1.1%。根据开挖所揭示的情况,管棚制安基本达到了整齐划一的要求,在开挖线外形成了稳固的护拱棚架作用,总体质量达到了优。
(3) 每二序孔钻孔时出现了全孔回水,钻孔、下管容易,钻孔物中有水泥凝结块等现象,与开始第一序孔钻孔时卡钻无回水形成了对比,说明第一序孔注浆已起到了明显的效果,并达到了固结充填的好效果。
(4) 根据注浆记录,第二序孔注浆时注浆压力上升明显快于开始注浆时,也说明坍方体空洞回填充实。
