隧道超前小导管支护原理

时间:2018-05-29

  超前小导管与超前锚杆所不同的是将钢筋杆体改为空心钢管,通常管径36~50mm,管壁预留注浆孔,管口止浆封面后,注入水泥浆。压力注浆渗透扩散管周较大的砂土体。管周注浆固结体形成一定厚度的隧道加固圈后,实现超前支护的目的。

  该方法工艺简单,造价低,特别是砂、土质松软地层中,应用十分广泛。但因其一次施作距离短,预支护刚度小,在地层压力大,地层位移控制要求严时,也限制了它的应用。

 

  小导管常与格栅钢架共同组成支护系统。小导管起双重作用:一是起超前管棚作用,二是起注浆管的作用,通过注浆,加固软弱围岩。

  浆液扩散半径的确定:扩散半径不是浆液在地层中扩散的最远距离,而是指浆液能符合设计要求的扩散距离。考虑到注浆扩散范围相互重叠的情况,可按下式计算:R=(0.6~0.7)L0,其中L0为导管中心间距(m)。

  采用水泥浆液时,水灰比可采用0.5:1~1:1,需缩短凝结时间,则可加入氯盐、三乙醇胺速凝剂。

  采用水泥-水玻璃浆液时,水泥浆的水灰比可用0.5:1~1:1;水玻璃浓度为25~40oBe,水泥浆与水玻璃的体积比宜为1:1~1:0.3。

  孔口最高压力应严格控制在允许范围内,以防压裂开挖面,注浆压力一般为0.5~1.0MPa,止浆塞应能经受注浆压力。注浆压力与地层条件及注浆范围要求有关,一般要求单管注浆能扩散到管周0.5~1.0m的半径范围内。

  要控制注浆量,即每根导管内已达到规定注入量时,就可结束;若孔口压力已达到规定压力值,但注入量仍不足,亦应停止注浆。

  注浆结束后,应做一定数量的钻孔检查或用声波探测仪检查注浆效果,如未达到要求,应进行补注浆。

  注浆后应视浆液种类,等待4h(水泥-水玻璃浆)~8h(水泥浆)方可开挖,开挖长度应按设计循环进尺的规定,以保留一定长度的止浆墙。

  超前小导管施工简易,应急速度快,比超前锚杆支护能力大;

  比管棚简单易行、灵活、经济、施工速度快,但支护能力较弱;

  格栅内空间被喷射混凝土充填,其表面被覆盖,所形成的初期支护具有较强的承载能力,并有一定的防水性能;

  与围岩紧密粘结,形成一个刚度较接近的共同变形体,易形成有效的压力拱,使隧道结构受力条件趋于合理。

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