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长大管棚超前支护技术在隧道进口段中的应用

2022-10-21 08:31:20 收藏本文 下载本文

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长大管棚超前支护技术在隧道进口段中的应用

篇1:长大管棚超前支护技术在隧道进口段中的应用

长大管棚超前支护技术在隧道进口段中的应用

超前大管棚方法是隧道进、出洞、穿越软弱围岩最有效的方法.本文介绍了超前大管棚的'支护机理、管棚支护参数优化设计方法,并结合现场施工经验系统的总结了大管棚的施工艺与施工要点以及注意事项,为实际的施工起到一定的借鉴作用.

作 者:李维  作者单位:辽宁沈阳中铁十三局集团三公司 刊 名:城市建设与商业网点 英文刊名:CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN 年,卷(期): “”(13) 分类号:U4 关键词:管棚   超前支护   设计参数   施工要点   注意事项  

篇2:大管棚超前支护技术在偏压隧道施工中的应用

大管棚超前支护技术在偏压隧道施工中的应用

阐述了向莆铁路武调隧道进口偏压段超前大管棚的施工,总结了超前预支护技术在通过偏压软弱围岩时的`作用.

作 者:游顺达  作者单位:中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司 刊 名:海峡科学 英文刊名:CHANNEL SCIENCE 年,卷(期):2009 “”(5) 分类号:U2 关键词:大管棚   超前预支护   偏压   施工   效果评价  

篇3:浅谈超前管棚支护技术在隧道工程中的应用机理

浅谈超前管棚支护技术在隧道工程中的应用机理

超前管棚支护是目前隧道施工中处理软弱、破碎与浅埋偏压等不良围岩地质的一种有效施工方法.文章主要通过结合工程实例介绍分析管棚作用机理、管棚设计与施工要点及适用范围等内容,论证管棚施工在隧道施工中的价值.

作 者:杨秋廷  作者单位:中铁七局集团武汉公司 刊 名:中国集体经济 英文刊名:CHINA COLLECTIVE ECONOMY 年,卷(期): “”(7) 分类号:U4 关键词:隧道施工   超前管棚支护   施工工艺  

篇4:道路隧道工程中超前支护施工技术论文

摘要:为了进一步证实超前支护施工技术能够有效应用于道路隧道工程中,提高道路隧道工程稳固性,立足于超前支护施工技术,通过结合工程案例,着重分析和探讨道路隧道工程中超前支护施工技术的应用,希望对于高质高效的建成道路隧道工程有所帮助。

关键词:隧道工程,超前支护,应用分析

从近些年道路隧道工程建设实际情况来看,确定超前支护施工技术越来越广泛的应用于道路隧道工程之中,在高切坡开挖之前对工程危险性和稳定性进行评估,进而准确判断高切坡是否危险,之后科学、合理的进行超前支护施工技术设计,以此来保证此项技术充分发挥作用,提高隧道施工的安全性和稳定性,当然,超前支护施工也是有一定难度,尤其与隧道结构相结合。对此,我们应当深入了解超前支护施工技术,进而根据道路隧道工程实际情况,科学、合理的规划与实施此项技术应用方案,包括施工工艺、施工流程等,进而有序施工,稳固隧道。

1超前支护施工技术的概述

超前支护施工技术是针对地形状况比较复杂的道路隧道工程,在工程面开挖施工环节,通过采用锚杆及钢管超前支护的方式,达到对地质围岩进行锚固的目的,从而确保道路隧道在开挖施工过程中的人、物安全。简单来说,就是利用导向架、管棚等设备,围绕道路隧道施工开挖线,借助钢管顶入、锚杆固定等方式对道路隧道的围岩进行预支护,以此来保证道路隧道工作面开挖施工的安全性和稳定性。对于地质条件过于复杂的施工区域,要想保证超前支护施工技术的有效性,一定要做好辅助及支撑,如合理利用钢架等,在具体进行超前支护施工时,首先要做好施工测量及放样,并且做好一系列的施工准备工作;其次,依据施工要求及施工图纸,有序的展开防护道路隧道明洞的开挖,之后针对道路隧道的地质情况、周边环境等,合理规划与设置支护,如管棚、锚杆支护等。最后,检测道路隧道明洞的强度及坍塌等现象发生的可能性,进而再次进行支护和二次衬砌,以此来保证道路隧道施工面平整度及隧道应力[1]。

篇5:道路隧道工程中超前支护施工技术论文

2.1工程概述

计划建设某道路隧道工程,对工程所在地进行了一系列的地质勘查工作,进一步确定了隧道地质状况及地理区位的复杂程度,即隧道的地质构造呈现出松散化特征,土质类型为黄土。通过进一步细致且详尽的工程放样勘测,隧道为上、下行分离的双洞单向行驶2车道隧道。1号隧道上行隧道里程为K0+875~K1+175,长300m,为3.685%上坡;下行隧道里程K0+853~K1+160,长307m,为3.800%上坡,隧道断面开挖面积为160m2。2号隧道上行隧道里程为K1+267~K1+730,长463m,为3.681%下坡;下行隧道里程为K1+240~K1+593,长353m,为2.689%下坡。两隧道设计净宽9.75m,净高5.0m。Ⅱ类围岩最大开挖宽度12.44m,最大开挖高度9.88m。在荷载上,由于隧道开挖施工的跨度达到了20m,有着较大的荷载偏移风险。而对围岩予以分析,确定此类围岩是黄土湿陷性围岩,其具有稳定性不佳等特点,致使其难以有效支撑洞身。面对此种局面,在洞口开挖时就应当且必须运用超前支护施工技术,以此来稳固洞口及洞身,为更好的建成道路隧道工程创造条件。

2.2道路隧道工程中超前支护施工力学模型的分析

基于对以上道路隧道工程实际情况的了解与分析,确定出于保证整个工程坚固性、稳定性及耐用性的考虑,超前支护施工技术的应用是非常必要的。当然,要想使此项技术能够充分发挥作用,在具体应用此项技术之前,需要展开力学模型分析。也就是收集和整理道路隧道工程地质相关数据信息,进而对数据信息进行详细的分析,以此来确定道路隧道工程超前支护施工力学模型,即:明确工程的岩体结构的塑性变形及抗剪切强度表现是否一直均匀;隧道衬砌时注意根据隧道形状特点,设置成圆形;隧道围岩在状态上过于松散,粘结力不强,极易对岩层结构稳定性施加影响。在此基础上,合理规划与设计道路隧道工程超前支护施工方案,也就是以管棚支护和小导管支护结合为主,要求钢管长度为20m,同时配备钻机、测斜仪等设备,并且注意加强小导管支护施工质量控制,如钻孔、钢管加工、注浆施工等[2]。

2.3超前支护施工技术的应用

在确定道路隧道工程实际情况,并制定超前支护施工方案的情况下,施工人员应当分段进行支护施工,即:隧道洞口和隧道洞身的超前支护施工。

2.3.1隧道洞口的施工流程

1)隧道洞口开挖施工。隧道洞口超前支护施工之前,先进行洞口开挖施工作业。也就是按照施工要求及施工流程有序的展开开挖作业,直到达到标准要求。需要特别注意的.是隧道底部及边坡部位的开挖施工,应当先确定预留底部及边坡数据,之后利用石方爆破的方式来进行施工作业,以此来松动底板,之后开挖施工,直到达到标准要求。在此需要说明的是,针对隧道明洞进行开挖施工或拉槽施工,需要先进行截水沟开挖施工,以此保证在后续施工之中能够及时且有效排水,为提高支护施工的有效性创造条件。2)隧道洞口超前支护施工。完成洞口开挖之后,展开支护施工,则需要施工人员先对隧道所在区域的地质状况加以探测,同时注意准确计算隧道围岩,进而展开隧道洞口的地质数据信息分析,构建支护施工力学模型,同时参照施工标准及测量规范,确定钢支撑及支护需求,进而合理利用管棚支护和小导管支护来进行支护,提高隧道洞口的稳定性和安全性[3]。

2.3.2隧道洞身开挖施工及超前支护施工流程

相对来说,洞身支护施工难度更大,为了避免出现施工质量问题,影响洞身支护施工效果,再具体展开洞身开挖施工及超前支护施工时,应当在洞口支护施工后,直接展开现场测控,并利用新奥法来进行隧道洞身开挖及支护施工组织设计,为后续规范化、标准化、合理化施工作业创造条件。按照洞身超前支护施工组织,再具体展开施工作业之中,应当注意做好以下几方面的施工,即:1)围岩稳固施工。工程概述中已经明确工程的围岩强度较差,难以有效支撑洞身,所以稳固围岩施工就显得尤为必要。也就是在隧道洞身开挖施工之中,注意了解地质状况及围岩强度,进而合理规划和布设管棚、导管,以此来设置支护结构,稳固围岩。之后进入核心区域,此时最好采用弱爆破的方式来进行开挖施工,之后合理布设管棚,形成坚固且稳定的支护结构,提高隧道核心区域的坚固性和可靠性。在此需要特别说明的是管棚支护是针对隧道围岩,上部和下部共同支护,形成环形支护轮廓,对围岩进行全方位的支撑,达到稳固围岩的目的。对于本次道路隧道工程来说,管棚支护的上部分最好采用工字钢、锚、喷及网综合支护的模式,同时还要借助钢架、锚杆及混凝土,最终设置成梅花状支护。2)钢筋网布设施工。布设钢架网的目的是再次强化支护围岩工作面,为提高道路隧道工程施工质量创造条件。在具体展开钢筋网布设施工之中,首先是按照施工要求及相关标准,选择最为适合的钢材,按照2m×2m的规格来裁剪方片;其次,采用适合的手段来对钢筋进行除锈、除污施工,提高钢筋的支护质量;再次,紧贴隧道壁展开钢筋网布设,并且注意钢筋搭设长度一定要紧跟混凝土喷射面。最后,利用焊机来焊接钢筋网、钢架及锚杆,从而真正提高钢筋网的稳定性和支护性。3)隧道支护施工。隧道支护施工中注意选择和利用防水卷材来分割锚固层及衬砌层,同时借助盲沟来进行隧道地下水引流,将地下水排除。之后在盲沟的具体方位上,对喷锚层予以加固处理,之后利用防水卷材铺设衬砌层,注意中间加设土工布。4)混凝土喷射施工。出于提高道路隧道施工安全性的考虑,还要严格按照施工要求及相关标准展开混凝土喷射施工,也就是全面且有效的清理隧道围岩岩面上比较松动的岩块,之后利用每间隔1m左右设置一个标准定,以此来确定喷射方位及厚度。在围岩工作面初次开挖施工时,按照施工工艺流程来进行混凝土喷射施工;之后展开钢架、钢筋网及锚杆的布设,待完成以上施工后再次进行混凝土喷射施工[4]。

3结语

在近些年道路工程建设规模不断扩大的情况下,相关部门对道路工程建设提出了更为严格的要求,尤其是含有隧道的道路工程。此种情况下,为了建成高质量的道路隧道工程,在涉及到边坡开挖施工时科学、合理的应用超前支护施工技术是非常必要的,能够最大限度的保证施工进度和施工质量。基于文本一系列分析,确定道路隧道工程中有效应用超前支护施工,应当根据工程实际情况,合理规划洞口超前支护施工流程和洞身超前支护施工流程,有序、合理施工作业,最终提高支护效果,为保证道路隧道工程施工作业的安全性创造条件。

参考文献:

[1]廖泽江.道路隧道工程中的超前支护施工技术探析[J].黑龙江交通科技,(4):64-65.

[2]周磊.道路隧道工程中的超前支护施工技术探析[J].建筑工程技术与设计,(36):226,201.

[3]李学智,陈时彬.道路隧道工程中的超前支护施工技术探析[J].城市建设理论研究,(9):97-99.

[4]贺云仁.道路隧道工程中的超前支护施工技术的探讨[J].山西建筑,,43(9):175-176.

篇6:超前支护在采矿工程中的应用论文

摘要:超前支护技术目前已经广泛应用于多种工程的实施当中,是较为成熟的一种支护手段。主要阐述了超前支护的概念,对石门揭煤、巷道掘进及矿产回采过程进行分析,并结合超前支护技术探究其技术的应用。

关键词:超前支护;采矿工程;应用;研究

0引言

在采矿工程中,超前支护技术为其带来了巨大的经济效益,目前超前支护技术已经广泛应用到采矿工程的各个过程当中,极大地提高了采矿工程的安全性与稳定性,为顺利施工提供了基础保障。由于采矿工程相较于其他工程具有特殊性,且对施工过程的安全性和施工效率要求都较高。因此,为保障施工人员的生命财产安全和矿产企业的经济效益,必须要对采矿过程中的各个环节进行详细核查。高效的超前支护技术支持不仅能够保障采矿工程完成的高效性及施工的安全性,而且对矿产企业的发展和经济效益具有重要的支撑作用。

1超前支护技术概述

超前支护技术是目前许多工程中应用较为完善的一种技术手段,其工作内容主要是在松软或易破碎的岩层工程中超前于掘进工作而实施的一种起支护作用的技术,在辅助措施的作用下保障施工工作面稳定,以保证工程的顺利实施。目前,超前支护技术已经渗透到中国许多工程当中,成为不可缺少的重要技术之一,其中在铁路建设、公路维修、隧道工程等工程中被广泛应用。由于采矿工作的特殊性和对安全性的要求较高,超前支护技术的引入对提高采矿工作面的稳定性具有十分重要的意义,该技术为采矿施工的安全提供有力的保障,并能够在安全性较高的条件下解决开采效率低下等问题,大大地提高了矿物开采生产的综合效益。目前超前支护技术的表现形式包括三种:a)利用钢管加固松散岩石,一般用于锚定工作面前上方的岩体;b)利用钢管和钢轨加固棚顶,结合钢管和钢轨锚固工作面前上方的岩体;c)利用倾注泥浆加固松散泥土,利用泥浆的粘着性胶结硬化破碎的岩体。

2超前支护在石门揭煤中的应用

2.1石门揭煤中的问题

在中国矿产开采过程中,石门揭煤常常是事故发生的主要阶段,在巷道进行掘进过程中,揭露遇到煤层的过程中往往会引发煤层段掉顶,这也是在石门揭煤中遇到的主要难题,并且该难题仍旧尚未被攻克,成为中国矿石开采中石门揭煤的重要隐患问题。在石门揭煤过程中如果发生掉顶情况,则会容易引发连片的煤层塌落,甚至导致大部分煤层段掉顶,严重影响采矿工作人员的工作进度,甚至会引发煤灰与瓦斯事故,对开采人员及工作技术人员的生命安全造成严重威胁,同时也严重损害了采矿工程的经济效益。目前,中国诸多的矿产开采揭煤过程中常常发生掉顶情况,为缓解这种情况,一般会采用架棚探梁进行支撑,并对顶板采取一系列的措施处理,但是依旧不能避免掉顶的事故发生,也难以预防大量瓦斯的涌出,为采矿工程带来了巨大难题。

2.2超前支护技术在石门揭煤中的应用分析

目前,采矿工程中石门揭煤环节遇到诸多问题,其中掉顶问题尤为严重,在此,超前支护技术的应用预防了掉顶问题的发生,在解决石门揭煤的掉顶问题中发挥了巨大的作用。以下是超前支护技术的具体应用分析:a)在巷道中见矿物之前要做好相应的处理措施,在距离见矿物前2m处打眼,要求孔眼之间的距离控制在300mm内,孔眼深度控制在1.8m左右,工作人员对孔眼的间距和深度要严格把关;b)要求孔眼位置均匀分布在巷道周围,并且在每个孔眼插入一根钢管,由于钢管长度可以调节,工作人员要根据不同的采矿巷道的实际情况使用不同长度、直径和厚度的钢管。然后进行超前护顶保护措施[1],在进行炮击揭煤前一定要严格把控超前护顶保护措施,控制炮眼深度低于支护眼深度,并且要严格把控钢管质量及钢管力度,适当调整钢管间距,此外,在每次炮击之前都要详细核查钢管状态,排查问题钢管并立即更换正常钢管,核查钢管间距,并针对不合理间距的钢管集中分析并加以处理或适当调整钢管距离。

3超前支护在巷道掘进中的应用

3.1巷道掘进中的问题

随着开采工程不断深入,巷道掘进的难度也与之增加。在多次不同程度的开采爆破及人力或器械的踩踏碾压作用下,开采地点上方的土方承重能力逐渐减弱,对开采位置的确定产生了严重影响。在巷道掘进过程中,许多采矿单位对巷道土方的坍塌预防工作和改进工作并不到位,因此常常会导致塌方现象的出现。岩体一旦再一次受到的外力作用就极易引发坍塌和破碎,并且在巷道坍塌后不能被再次使用,如果采矿工作人员重建新的巷道,不仅会浪费时间开采时间,而且会大大消耗采矿工程的资金和劳动力,甚至会连接原先破坏的断层岩体,引发更大面积的坍塌。

3.2超前支护在巷道掘进中的应用分析

施工单位面对巷道掘进问题时往往难以着手,从根本来说,提高巷道掘进效率是解决巷道掘进问题的根本途径。保证巷道掘进的高效性需要引入机械化的临时支护方式,同时提高综掘机的工作水平,真正实现高效、安全、快速掘进。悬臂式纵轴掘进机结合超前支护技术形成了高效、安全的机载临时支护装置,该装置不仅能够高效地搭建开掘过程中所需的支护钢架,更能够有效拆除支护设备,为下一阶段的掘进提供技术支持,提高了掘进效率并为采矿工程节省了劳动力。临时机载支护装置要借助悬臂式纵轴掘进机完成,并通过综掘机原站为其供油,其工作原理为:掘进机的三位两通工作阀连接到相应的支护油路,当机器进行工作时,综掘机原站供油,同时三位两通工作阀打开支护油路并连接综掘机原站,实现油路相互连通。在超前支护架开始工作前,首先要关闭综掘机油路,然后展开顶架并且伸出展开侧架,接着向前推动支护顶架与顶梁架的'液压控制手柄,目的是将支护钢架和钢网安放在顶梁架上。完成这一操作后,液压油会经过溢流阀进入到操作阀,然后再经过分流集流阀进入到双向锁中,再然后双向锁打开后进入油缸,同时利用双向锁控制油量。以上工序完成后主架与顶梁架会缓慢打开,当高度达到所需位置后将主架上升到巷道顶板,并把钢带与钢网紧压在巷道顶板,同时,立马进行打眼和锚杆安装工作。工作完成后将主架降到最低位置,折合主架与顶梁架,并将顶梁架合拢伏于综掘机上。工作完成后,操作人员要将两位三通手柄推向油路,关闭支护油路,并停止支护控制阀,综掘机进行下一工作循环[2]。当然,在采矿掘进巷道的过程中利用机械化超前支护手段需要机械平均无故障工作时间超过3000h,并且该机械手段适用于宽度为2.3m~4.2m以上的巷道。

篇7:超前支护在采矿工程中的应用论文

4.1矿产回采中的问题

在采矿工程中,矿产的回采也是该过程中的重要一环,由于在开采过程中会发生矿产遗漏或未发现矿层,造成开采过程中的煤炭损失和降低经济效益,故而在巷道掘进过后还要回采矿产。在矿产回采过程中,开采和掘进过程中会产生不同程度的爆炸和人力踩踏情况,极易导致前上方岩体坍塌和破碎,也会使后续掘进工作和回采工作的难度更大。在回采过程中,回采工作人员难以完全按照第一次开采方式进行回采矿产工作,并且原先的开采方式也会为开采人员带来巨大的安全隐患,甚至会造成大面积的掩体崩塌或瓦斯泄露等问题,因此,为了保障开采人员安全和开采效率,采矿单位必须确切分析矿区的位置及未开采矿物的位置和周围环境。

4.2超前支护技术在矿产回采中的应用分析

通常在回采过程中,超前支护技术能够有效解决回采遇到的许多问题。一般来说,在回采过程中超前支护技术的运用方式有两种:a)在采矿结束时的漏斗之间进行不间断掘进,通俗来说就是重新在巷道内进行煤炭开采。该种方式对遗漏煤矿的开采率更高,具有较高的开采效率,但是由于已经开采过的部分承重能力变低,在后续的不断压力下也导致坍塌概率更大,更容易发生岩体塌方等问题,所以该方式一般安全性较差,并且对巷道空间要求较为严格,实行该种回采方式要保证进巷道间距5m左右;b)沿着两个废弃矿场之间的连接柱进行回采施工,该种回采方式有开采盲点较多的缺点,因而经济效益达不到预期效益,但是该种方式能够充分结合超前支护技术,也是安全性能更高的回采方式,中国大多数煤矿的回采工程都采用该种方式。该种方法可以采用超前支架的方式实现,超前支架采用两个支架作为底部支撑,并且将左右两个支架合并为一个支架使用,此外,在两个支架之间的顶梁位置通过防盗防滑千斤顶链接底座,起到支撑的作用。每个支架一般由前后两节组成,并且前节顶梁后部与后节伸缩梁链接,前后节底座通过移驾千斤顶相互链接。采用这种链接方式的目的是增加支架的稳定性,提高超前支护的安全性。此外,该种支撑回采方式具有节省空间的优点,其最大支撑高度可以达到3.5m,支撑宽度达到3m以上,扩大了开采空间。再加上此种方式的底座较小,支架两侧及中间都有较大的通道,便于工作人员来回穿行和材料及设备的运输。该操作简便,仅凭单人就可以简单操作,省时省力,为矿产开采工程减少劳动力和财力支出[3]。

5结语

超前支护技术在采矿工程中被广泛应用,并在石门揭煤、巷道掘进、矿产回采中都发挥了重要作用,该技术的引用能够保障开采工作人员的安全性、稳定巷道及上方岩体,为矿产企业的经济效益和施工人员的人身安全提供了有力保障。

参考文献:

[1]杨和平.超前支护在采矿工程中的运用[J].能源与节能,(3):106-107.

[2]郭卢进.采矿工程中超前支护的能够用[J].机械管理开发,(8):152-153.

[3]尹贤刚,谌立勇,郑云.超前支护在采矿工程中的应用研究[J].矿业研究与开发,(5):60-62.

篇8:大管幕在公路隧道中的应用

大管幕在公路隧道中的应用

介绍了厦门杏林大桥C标段中暗挖公路隧道,采用大管幕超前支护施工隧道,下穿鹰厦铁路暗挖施工,保证铁路安全运营.

作 者:杨建锋 YANG Jian-feng  作者单位:中铁十七局集团第六工程有限公司,福建,厦门,361009 刊 名:科技信息 英文刊名:SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期): “”(7) 分类号:U4 关键词:暗挖隧道   大管幕   超前支护   管栩  

篇9:浅析软弱围岩隧道超前预支护技术论文

浅析软弱围岩隧道超前预支护技术论文

[摘要]隧道通过软岩地带时,给掘进带来相当大的困难,而且容易发生安全事故,本文对软岩特性进行分析并归纳了软岩隧道常用的超前预支护方法及其施工工艺和施工中应注意的质量问题。

[关键词]软弱围岩;力学特性;预支护

隧道通过软岩是一个经常遇到的麻烦问题,采用何种掘进方法、何种支护结构一直是一个争论不休的问题。一般软岩(如泥岩,软砂岩等)特别是在埋深较大时,其侧压力大、本身强度又低,如处理得当,既能减少坍塌,又节省资金,否则变形不断,拖延施工时间。更重要的是:要冒险抢工、危及人身安全;运营后,由于软岩的膨胀力继续释放,可能使隧道底板上鼓、轨道变形,迫使行车中断,造成经济损失。因此,隧道工作人员一定要精心研究,根据已积累的经验,结合具体工程情况及时提出相应的解决措施。

一、软岩工程力学特性

软岩工程力学特性软岩之所以能产生显著塑性变形的原因,是因为软岩中的泥质成分(粘土矿物)和结构面控制了软岩的工程力学特性。一般说来,软岩具有可塑性、膨胀性、崩解性、分散性、流变性、触变性和离子交换性。

二、超前锚杆加固法

1、技术原理。锚杆超前支护主要是通过组合、悬吊、挤压对围岩进行加固它是将围岩若干层组合成厚层,将节理发育的岩体串联在一起阻止岩块沿裂隙面滑移,从而在洞室周边形成一定厚度的承载环,充分发挥围岩自承能力,阻止围岩因过大变形而坍塌。具体是,巷道掘进前,在工作面轮廓线上先沿巷道轴线方向,与该轴线成一定夹角钻孔装锚杆,该夹角也叫外插角,一般为5°~20°。锚杆安装后在工作面钻眼爆破,作业时上部岩体得到超前锚杆加固。通常,普通超前锚杆加固后,开始进行断面开挖施工爆破后立即喷拱,其厚度不小于50mm。

在新鲜挖面上喷射混凝土,能及时对围岩提供抗力,并在可喷入裂隙的一定深度内,对岩体进行加固,以抵抗岩石的'剪切,提高围岩的承载能力。喷好拱后再出渣,即完成一次超前锚杆加固(辅助支护或临时支护),一般一次进尺可达1.5~2.1m为了不使爆破震坏超前锚杆支护层,喷完后到下次放炮的时间不小于4h,然后进行第二次循环,打眼爆破之后喷拱出渣后,在前一循环的超前锚杆加固处,进行按常规打径向锚杆的喷锚联合永久支护(喷层厚度不能小于150mm),如此循环下去。

2、施工工艺。

(1)材料加工与锚孔布置:锚杆除锈除油调直;按设计标孔位。

(2)钻孔:准确控制外插角,以防增加超欠挖。

(3)注浆:先用水和稀浆湿润管路,再开始注浆。

(4)插入锚杆:迅速将锚杆插入眼孔,并用锤击方法插至孔底,再用木楔堵塞孔口,防止砂浆流失。

(5)清洗整理注浆用具:除掉砂浆,以备下一循环使用。

2、施工注意事项。

(1)砂浆严格按配合比拌合,且随拌随用。

(2)注浆作业中停止>30min,应测定砂浆塌落度,其值小于,不可再用。

(3)锚杆插入后不得随意敲击。

(4)为提高锚杆承载能力可适当加大锚杆孔径,并在锚杆端部加垫板,使在洞室周边形成压密圈,使围岩自身成为较理想的承载结构。

(5)掘进速度不能太快,因为锚杆的锚固需一定的时间,若过快地掘进,会使锚杆过早承载,导致支护结构迅速破坏。

三、超前管棚支护技术

1、受力原理

超前管棚支护是在拟开挖的隧道、地下洞室等开挖外轮廓周边上,间隔一定的间距,沿洞轴以一定的外插角钻孔,安装惯性矩大的钢管,然后进行注浆固结的一种预支护措施。其工作原理为:

(1)通过管棚注浆,使拱顶预先形成加固的保护环。而加固环发挥“承载拱”的作用,承受拱上部的地面荷载和岩层重量,使拱内部围岩仅承受拱部围岩的形变压力,从而创造了理想的开挖条件。

(2)当超前管棚沿隧道开挖轮廓周边密布时,加固环的变形变小,传递给隧道支护结构的上部荷载大大减小,同时通过环形固结层与管棚,将拱部围岩的形变应力传递给支撑拱架。由于支撑拱架间的相互连接,形成整体支护,有效地保证了掘进施工和初期支护的安全。

2、管棚施工

(1)施工准备。

①在熟悉设计图纸的基础上,进一步调查地质情况,按可灌性和空隙比或渗透系数确定注浆类型。

②通过试验确定或调整注浆半径、注浆压力和单管注浆量。

③加工导管,准备施工机具和器材。

(2)定向和布孔。布孔参照相关的设计图纸,相邻孔位误差≯5 cm。管棚定向可采用以下两种方法:

①安装定向套管,套管采用比钻头稍大的钢管,一般取2 m即可,套管的方向决定钻孔方向,固定在钢架上。

②采用挂线定向,距离以10 m为宜,通过前后两点挂线确定管棚的方向,在定向时应考虑线路纵坡对外插角的影响。

(3)钻孔、安装钢管。钻孔前先喷混凝土封闭掌子面,以防漏浆,而后测量布孔,在设计孔位点上标记。然后用风动凿岩机钻孔,开孔时,先轻压慢速钻进,以保证开孔质量。钻进中用测斜仪量测钻孔方向,发现偏斜超过设计要求,及时纠正。成孔后,用吹管或掏勺将孔内砂石吹(掏)出,以免堵塞。成孔检查合格后,人工推送钢管入孔,管口用麻丝和锚固剂封堵。

(4)注浆施工。

①注浆准备:管棚安装完成后,旋上孔口阀,连接注浆管路。利用注浆泵先压水检查管路是否漏水,设备状态是否正常,而后再做压水试验,以冲洗岩石裂隙,扩大浆液通路,增加浆液充塞的密实性,核实岩石的渗透性。

②浆液配制:在注浆前由试验确定浆液配比、注浆压力等注浆参数。浆液配比选择要考虑岩石裂隙情况及浆液扩散半径,现场通过试验确定。配制浆液时,要注意加料顺序和速度,防止浆液结块。

③注浆施工:清孔后,按由下至上的顺序施工,浆液先稀后浓、注浆量先大后小,如遇串浆或跑浆则隔孔灌压。

④结束标准:采用终压和注浆量双控制。以单管设计注浆量为标准,当注浆压力达到设计终压≮20min,进浆量仍达不到设计标准时,也可结束注浆。

⑤效果检查:开挖检查浆液渗透及固结状况,根据压力浆量曲线分析判断,没达到设计要求时,应进行补孔注浆。

3、施工注意事项。

(1)严格控制导管外插角与钻杆的钻进方向,防止少部分导管伸入下一环管棚工作室内,影响下一环管棚的施工。

(2)严格控制导向管的位置,方向,确保孔位不发生偏斜。

(3)导管插入困难,应适当扩大钻头直径,在孔壁来不及坍塌前及时插入导管。

(4)如果钻孔孔壁易坍塌,可用异形接头将导管与钻杆连接,同时钻进。

(5)注浆要连续进行,防止因浆液凝固而使注浆不满。

(6)控制注浆压力,采取间隔注浆等方法防止隔孔串浆。

除了上述技术外,还有超前小导管预注浆技术等。

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