隧道管棚超前支護(hù)講座ppt培訓(xùn)課件

1、隧道管棚超前支護(hù),地下工程超前支護(hù)方法,超前支護(hù)技術(shù)是指在隧道開(kāi)挖之前，通過(guò)向掌子面前方地層里注漿、冷凍、打入鋼管、鋼板、錨桿等技術(shù)措施在隧道橫斷面上形成一個(gè)拱形連續(xù)體，使其加固開(kāi)挖面前方地層，同時(shí)利用其支撐力保持前方土體的穩(wěn)定，減少地表沉降量的技術(shù)總稱(chēng)。研究表明，圍巖注漿加固可提高其強(qiáng)度和變形模量，從根本上改善圍巖的變形規(guī)律，前蘇聯(lián)的資料表明，砂巖在注漿后的強(qiáng)度可增加50%-70%，粉砂巖和泥質(zhì)巖增加2-4倍，而巖石強(qiáng)度的增大可使

2、支護(hù)荷載減少2/3 -4/5。,,實(shí)踐表明超前支護(hù)體系能夠有效地限制地面沉降，并全面地保持自然地層在穩(wěn)定狀態(tài)下開(kāi)挖隧道。研究表明地面的整個(gè)沉降量的30%-40%和地下地層的整個(gè)沉降量的40%-50%是在一般的支護(hù)開(kāi)始發(fā)生作用之前發(fā)生的，超前支護(hù)對(duì)地面沉降有30-35%的抑制效果，對(duì)隧道頂上地層(拱頂)沉降有40%的抑制效果，所以，加固掌子面前方的地層對(duì)抑制地面沉降有非常重要的作用。超前支護(hù)技術(shù)作為加固地層、穩(wěn)定拱頂及掌子面、減少地表沉降

3、的輔助施工工法，己經(jīng)在地下工程施工中得到了廣泛地應(yīng)用。,,根據(jù)采取的加固措施對(duì)周?chē)貙犹匦院蛻?yīng)力分布的影響，可將超前支護(hù)分為地層改良法和預(yù)支護(hù)法。地層改良法就是提高開(kāi)挖面周?chē)貙油恋奶匦缘姆椒ǎ@種方法包括注漿、土壤加固、排水和地層凍結(jié)等；預(yù)支護(hù)法就是在隧道開(kāi)挖前，先超前對(duì)圍巖進(jìn)行加固，以增加圍巖的自穩(wěn)能力，并使開(kāi)挖面周?chē)鷳?yīng)力干擾達(dá)到最小的方法。超前支護(hù)方法主要包括：管棚法，機(jī)械預(yù)切糟法，預(yù)襯砌法，水平旋噴注漿法，超前小導(dǎo)管法，超前錨桿

4、法、凍結(jié)法等等。其中管棚法、水平旋噴注漿法、小導(dǎo)管法等支護(hù)方法同時(shí)也改良和加固了地層。,管棚注漿支護(hù),就是把一組鋼管沿開(kāi)挖輪廓外己鉆好的孔中打入地層內(nèi)，并與鋼拱架組合形成強(qiáng)大的棚架預(yù)支護(hù)加固體系，支承來(lái)自于管棚上部的荷載，通過(guò)鋼管的梅花形布置的注漿孔加壓向地層中注漿，以加固軟弱破碎的地層，提高地層的自穩(wěn)能力。管棚注漿是一種長(zhǎng)距離超前支護(hù)方法，超前距離長(zhǎng)，剛度較大，適用于掌子面不能自穩(wěn)、含水的地層，控制地表沉降、防滲止水的效果較好，施工工

5、藝要求較高。如將管棚注漿與小導(dǎo)管補(bǔ)充注漿法結(jié)合，除具有大管棚的特點(diǎn)外，能夠防止管棚下方三角土體的塌落，這種長(zhǎng)短結(jié)合的預(yù)支護(hù)效果更為理想。,管棚支護(hù)的主要作用和優(yōu)點(diǎn),（1）梁拱效應(yīng)：先行施設(shè)的管棚，以掌子面和后方支撐為支點(diǎn)，形成一個(gè)梁式結(jié)構(gòu)，二者構(gòu)成環(huán)繞隧洞輪廓的殼狀結(jié)構(gòu)，可有效抑制圍巖松動(dòng)和垮塌。（2）加固效應(yīng)：注漿漿液經(jīng)管壁孔壓入圍巖裂隙中，使松散巖體膠結(jié)、固結(jié)，從而改善了軟弱圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)，增強(qiáng)了圍巖的自承能力，達(dá)到加固鋼管周

6、邊軟弱圍巖的目的。（3）環(huán)槽效應(yīng)：掌子面爆破產(chǎn)生的爆炸沖擊波傳播和爆生氣體擴(kuò)展遇管棚密集環(huán)形孔槽后被反射、吸收或繞射，大大降低了反向拉伸波所造成的圍巖破壞程度及擾動(dòng)范圍。（4）確保施工安全：管棚支護(hù)剛度較大，施工時(shí)如發(fā)生塌方，塌碴也是落在管棚上部巖碴上，起到緩沖作用，即使管棚失穩(wěn)，其破壞也較緩慢。,隧道超前支護(hù)法一覽,根據(jù)采取的加固措施對(duì)周?chē)貙犹匦院蛻?yīng)力分布的影響，可將超前支護(hù)分為地層改良法和預(yù)支護(hù)法。地層改良法就是提高開(kāi)挖面周?chē)?/p>

7、地層土的特性的方法，這種方法包括注漿、土壤加固、排水和地層凍結(jié)等；預(yù)支護(hù)法就是在隧道開(kāi)挖前，先超前對(duì)圍巖進(jìn)行加固，以增加圍巖的自穩(wěn)能力，并使開(kāi)挖面周?chē)鷳?yīng)力干擾達(dá)到最小的方法。超前支護(hù)方法主要包括：管棚法，機(jī)械預(yù)切糟法，預(yù)襯砌法，水平旋噴注漿法，超前小導(dǎo)管法，超前錨桿法、凍結(jié)法等等。其中管棚法、水平旋噴注漿法、小導(dǎo)管法等支護(hù)方法同時(shí)也改良和加固了地層。,管棚注漿支護(hù),就是把一組鋼管沿開(kāi)挖輪廓外己鉆好的孔中打入地層內(nèi)，并與鋼拱架組合形成強(qiáng)大

8、的棚架預(yù)支護(hù)加固體系，支承來(lái)自于管棚上部的荷載，通過(guò)鋼管的梅花形布置的注漿孔加壓向地層中注漿，以加固軟弱破碎的地層，提高地層的自穩(wěn)能力。管棚注漿是一種長(zhǎng)距離超前支護(hù)方法，超前距離長(zhǎng)，剛度較大，適用于掌子面不能自穩(wěn)、含水的地層，控制地表沉降、防滲止水的效果較好，施工工藝要求較高。如將管棚注漿與小導(dǎo)管補(bǔ)充注漿法結(jié)合，除具有大管棚的特點(diǎn)外，能夠防止管棚下方三角土體的塌落，這種長(zhǎng)短結(jié)合的預(yù)支護(hù)效果更為理想。,管棚支護(hù)適用范圍,根據(jù)國(guó)內(nèi)外的施工實(shí)

9、踐，綜合我國(guó)目前地下工程管棚支護(hù)應(yīng)用的實(shí)際案例，管棚支護(hù)可適用于：軟弱砂土質(zhì)地層、砂卵礫石地層，膨脹性軟流塑、硬可塑狀粉質(zhì)粘土地層，裂隙發(fā)育巖體、突泥突水段、斷層破碎帶、塌方段、破碎土巖堆地段、淺埋大偏壓等地質(zhì)和地下水豐富條件的地下構(gòu)筑物施工的支護(hù)，隧道進(jìn)出口段開(kāi)挖的支護(hù)，也多應(yīng)用于地鐵等穿越城區(qū)的地下工程的開(kāi)挖預(yù)支護(hù)，可作為穿越既有建筑物、公路、鐵路及地下結(jié)構(gòu)物下方修建隧道的輔助方法；作為隧道洞口段及修建大斷面隧道施工的輔助工法及作為

10、其他施工的輔助工法，也常用于淺埋但不宜明挖地段或淺埋隧道情況下，地表有建筑物、或隧道接近地中結(jié)構(gòu)物時(shí)等對(duì)施工沉降有特殊要求的工程等。,管棚支護(hù)的設(shè)計(jì),管棚支護(hù)的設(shè)計(jì)參數(shù)主要包括：鋼管直徑、長(zhǎng)度、間距、仰角、水平搭接長(zhǎng)度、鋼架間距、注漿參數(shù)等，當(dāng)需要增大鋼管的強(qiáng)度和剛度時(shí)，可在管內(nèi)設(shè)置鋼筋籠而后用水泥砂漿填充。我國(guó)《鐵路隧道施工規(guī)范》規(guī)定：管棚用鋼管直徑宜為φ70-φ127mm；鋼管中心間距宜為管徑的2-3倍；管棚長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)地層情況選用，

11、不宜小于10m；縱向兩組管棚的搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于3m。管棚支護(hù)參數(shù)可按工程類(lèi)比法確定，并在施工中根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。,,管徑的選擇,大部分工程的鋼管直徑在中φ50-φ180mm之間，有學(xué)者將管棚支護(hù)按管徑分類(lèi)為小管棚和大管棚，小管棚管徑一般在φ30-φ50mm，大管棚管徑介于φ89-φ159mm，工程中多用φ108mm的鋼管，環(huán)向間距以不大于3-5倍管徑為宜。管棚鋼管的選擇根據(jù)計(jì)算結(jié)果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素分析，對(duì)于支護(hù)條件要求較高的松軟地層，應(yīng)選取

12、φ127mm鋼管，土體凝聚力較高的粘性土，可選取φ89mm鋼管，一般土層在多數(shù)情況下選取φ108mm鋼管。,管棚鋼管環(huán)向間距的確定,常規(guī)的沿隧道開(kāi)挖輪廓線等間距設(shè)置管棚的方法是不科學(xué)的，應(yīng)針對(duì)不同情況合理設(shè)計(jì)。鋼拱架布置間距根據(jù)塌方體的松散與開(kāi)挖難易程度及施工效果，可在40-80cm范圍內(nèi)調(diào)整選擇，特殊情況下需加密。根據(jù)對(duì)工程實(shí)例的地質(zhì)條件、工程斷面尺寸、埋深等影響因素的總結(jié)和對(duì)比分析，得出以下經(jīng)驗(yàn)結(jié)論，可用于地下工程支護(hù)的施工依據(jù)：,

13、管棚鋼管環(huán)向間距的確定,管棚鋼管直徑范圍一般為φ70-180mm，我們可將管棚支護(hù)按管徑分類(lèi)為小管棚、中管棚、大管棚。小管棚管徑一般在φ32~50mm范圍內(nèi)，多采用管徑為φ42mm的鋼管，管長(zhǎng)以3.5-5m為宜，環(huán)向間距一般取0.3-0.4m，水平搭接長(zhǎng)度1-1.5m。中管棚管徑一般在φ50-φ89mm范圍內(nèi)，管長(zhǎng)一般不超過(guò)20m，環(huán)向間距一般取0.3-0.4m，水平搭接長(zhǎng)度1-2m。大管棚一般可選用φ89-φ159mm的鋼管，常用管徑

14、φ108mm，管長(zhǎng)以不超過(guò)40m為宜，鋼管一般分節(jié)長(zhǎng)4m或6m，以絲扣連接，絲扣長(zhǎng)不小于150mm，環(huán)向間距一般不大于3-5倍管徑為宜。,外插角的合理確定,角度過(guò)小，將可能導(dǎo)致管棚遠(yuǎn)端下垂至隧道開(kāi)挖幅員內(nèi)影響后期施工；相反，角度過(guò)大，管棚離開(kāi)挖幅員距離過(guò)大，管棚下方的三角土體坍塌給洞身開(kāi)挖支護(hù)帶來(lái)很大困難，還應(yīng)根據(jù)管棚鉆機(jī)工作室空間大小，以及鉆桿長(zhǎng)度等情況綜合考慮確定。小管棚外插角常取5º-15º，中管棚常取2

15、86;-8º，長(zhǎng)管棚多取1º-3º。鋼拱架支撐一般用工字鋼，或工字鋼與格柵鋼架間隔使用，間距一般不大于1米，特殊情況下需加密。,管棚布置形式,管棚布置形式,管棚布置形式,管棚布置形式,門(mén)型布置,全周布置與上部一側(cè)布置,管棚布置形式,管棚施工工藝流程,鉆孔流程,注漿流程,成孔方法,常用的施工方法有夯管法、頂管法、鉆孔等。但鉆孔法是目前最常用的成孔方法。隨著鉆探設(shè)備的專(zhuān)業(yè)化分工越來(lái)越細(xì)，管棚專(zhuān)用鉆機(jī)也應(yīng)運(yùn)而生。

16、但管棚鉆進(jìn)為近水平鉆進(jìn)，性質(zhì)上與勘探鉆孔有所不同，對(duì)鉆孔方向(空間位置)的精度要求很高，終孔測(cè)量一旦發(fā)現(xiàn)孔斜或超出設(shè)計(jì)允許偏差，會(huì)造成嚴(yán)重的后果。,鉆孔方法,常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)——硬質(zhì)合金（刮刀、牙輪等）鉆進(jìn)；常規(guī)風(fēng)動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)；ODEX法——風(fēng)動(dòng)潛孔錘跟管鉆進(jìn)；雙動(dòng)力頭跟管鉆進(jìn)；長(zhǎng)螺旋跟管鉆進(jìn)；——,潛孔錘跟管鉆進(jìn),“土星”跟管鉆進(jìn)法,孔錘通過(guò)焊在套鉆頭和潛管靴（3）內(nèi)壁上的三個(gè)凸塊（4）來(lái)控制中心。當(dāng)偏心鉆頭向下伸出套管靴時(shí)，凸

17、塊處于控制潛孔錘位置，這時(shí)實(shí)現(xiàn)偏心擴(kuò)孔鉆進(jìn)，套管同時(shí)跟進(jìn)，當(dāng)鉆孔完成鉆具往上提拉時(shí)，凸塊位于控制鉆頭體位置，且有一凸塊嵌入鉆頭體凹槽，偏心鉆頭即可進(jìn)入套管并提出地表。,“海王星”跟管鉆進(jìn)法,“海王星”跟管系統(tǒng)如圖2-9所示，這種系統(tǒng)的內(nèi)外管系統(tǒng)基本和 “土星“跟管系統(tǒng)相似，內(nèi)管定心是通過(guò)回轉(zhuǎn)內(nèi)管（3），借助一個(gè)螺旋伸縮接頭（8）和套管在潛孔錘外部的帶有凸臺(tái)（7）的套筒（6）一齊向下移動(dòng)，使凸臺(tái)座落在套管（4）底部套管靴（5）內(nèi)的臺(tái)階上。

18、此時(shí)將潛孔錘（1）擠向一側(cè)，并實(shí)現(xiàn)偏心鉆頭（2）的擴(kuò)底鉆進(jìn)，偏心鉆進(jìn)進(jìn)入套管并能提到地表。為防止套管靴內(nèi)部磨損，其內(nèi)部在與凸臺(tái)相對(duì)應(yīng)的位置上設(shè)有耐磨環(huán)。,,潛孔錘跟管鉆具按鉆頭能否改變直徑可分為兩大類(lèi)：即鉆頭變徑跟管鉆具和鉆頭不變徑跟管鉆具。鉆頭變徑跟管鉆具目前主要有單偏心變徑跟管鉆具、雙（三）偏心變徑跟管鉆具和徑向變徑跟管鉆具等結(jié)構(gòu)。除單偏心變徑跟管鉆具屬于偏心跟管外，其余結(jié)構(gòu)的鉆頭變徑跟管鉆具由于鉆頭翼瓣在張斂的過(guò)程中沿鉆具中心軸線

19、是對(duì)稱(chēng)的，因此應(yīng)屬于同心跟管鉆具。鉆頭不變徑跟管鉆具均采用內(nèi)外鉆頭結(jié)構(gòu)，一般套管需要回轉(zhuǎn)，此類(lèi)鉆具屬同心跟管鉆具。相對(duì)來(lái)說(shuō)鉆頭變徑跟管鉆具使用的比例較大，約占市場(chǎng)使用的95%，這都是由它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的。,鉆頭不變徑跟管的主要缺點(diǎn)有,1、鉆具在工作時(shí)，內(nèi)外管同時(shí)回轉(zhuǎn)，易造成內(nèi)外管之間的環(huán)狀間隙被巖粉堵塞或被大塊巖屑卡住，造成內(nèi)管反轉(zhuǎn)失靈，內(nèi)外管無(wú)法分離。這種方法需要大扭矩的回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，能源消耗大，不利于環(huán)保；2、由于鉆頭不變徑跟管鉆具

20、的鉆進(jìn)是同口徑進(jìn)入，尤其是遇到漂石時(shí)，鉆進(jìn)將非常困難，即使鉆孔成功，由于鉆孔縮徑，起拔套管也非常麻煩，甚至經(jīng)常造成套管斷裂等孔內(nèi)事故。,吉林大學(xué)鄭治川成果,三活瓣跟管鉆具的組成,鉆頭活瓣結(jié)構(gòu),鉆頭活瓣張開(kāi),鉆頭活瓣閉合,單偏心跟管鉆頭—Ⅰ型,張開(kāi)狀態(tài),單偏心跟管鉆頭—Ⅱ型,,該型鉆頭優(yōu)點(diǎn),1.連接偏心鉆頭和鉆頭體的橫銷(xiāo)只起到懸掛鉆頭的作，不承擔(dān)扭矩，避免了銷(xiāo)子的變形、折斷所造成孔內(nèi)事故；2.目前國(guó)內(nèi)采用的偏心跟管鉆頭需要轉(zhuǎn)動(dòng)175&#

21、176;左右才能實(shí)現(xiàn)鉆頭的張斂，而這種類(lèi)型鉆頭的鉆頭體正轉(zhuǎn)一個(gè)很小角度（8°左右）即可使鉆頭直徑增大到設(shè)定的擴(kuò)孔直徑，鉆頭收回時(shí)，反轉(zhuǎn)一個(gè)很小角度即可使鉆頭直徑縮小到設(shè)定的直徑，減少了鉆頭收回時(shí)被卡住的概率；3.單偏心跟管鉆頭—Ⅱ型的扭矩是通過(guò)在鉆頭體上設(shè)有一腎形的長(zhǎng)圓孔和在偏心鉆頭上設(shè)有一腎形的長(zhǎng)圓軸的配合來(lái)傳遞的；4.易于實(shí)現(xiàn)較大的變徑要求。,長(zhǎng)螺旋跟管鉆進(jìn),管棚鉆孔軌跡控制方法,管棚鋼管鉆孔一旦出現(xiàn)孔斜或超出設(shè)計(jì)允許

22、偏差，會(huì)妨礙鄰近鋼管的鉆設(shè)，造成洞體形狀參差不齊，支護(hù)效果不好等結(jié)果；若鋼管下沉到一定程度，開(kāi)挖時(shí)還需要切除，造成間隔增大，易坍塌。為此，鉆進(jìn)時(shí)可采取中壓給進(jìn)、中等轉(zhuǎn)速、中等循環(huán)液量鉆進(jìn)；鉆孔平面誤差徑向應(yīng)控制在20cm內(nèi)，角度誤差小于1°以免因孔徑過(guò)大而造成管棚鋼管偏斜和向下彎曲。在實(shí)際施工中水平鉆孔彎曲一般較難避免，因此除提高管棚定位精度外，可再給以適當(dāng)?shù)纳咸Я?根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況定)，以補(bǔ)償部分鉆孔下垂量。,,鋼管的安裝,

23、管棚鋼管在跟進(jìn)過(guò)程中要派專(zhuān)人進(jìn)行套接加長(zhǎng)，管棚相接時(shí)，保證管棚中線在同一軸線上，順絲擰緊，不應(yīng)出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象，并確保連接頭與管棚鋼管絲扣緊密結(jié)合，不出現(xiàn)不同軸、偏心現(xiàn)象?？紤]到鋼管受力、結(jié)構(gòu)整體及施工方便等因素，同一斷面內(nèi)的鋼管接頭數(shù)一般不大于50%，且相鄰鋼管的接頭位置至少錯(cuò)開(kāi)1m，常用的作法是將鋼管按奇、偶編號(hào)，可確保鋼管接頭錯(cuò)開(kāi)，鋼管接頭采用絲扣連接。鋼管的分節(jié)長(zhǎng)度一般為4m到6m，管壁加工梅花狀透漿孔，管棚安裝可采用人工或機(jī)械下管

24、的方式。,鋼管的安裝,注 漿,管棚注漿是管棚施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，注漿效果的優(yōu)劣同樣影響著整個(gè)管棚體系的施工質(zhì)量。因此，注漿要根據(jù)地質(zhì)情況選用合適的漿液、壓力和合理的流量，在注漿過(guò)程中壓力小則注不進(jìn)，壓力過(guò)大則會(huì)造成地面外鼓、崩裂，在城市淺埋地段對(duì)地面建筑物造成影響。注漿時(shí)，一般采用先低壓、中流量注入，注漿過(guò)程壓力逐漸升高，注漿流量逐漸減少；當(dāng)壓力升至終壓時(shí)，繼續(xù)壓注5min，再結(jié)束注漿。,注 漿,在設(shè)計(jì)給出漿液種類(lèi)、預(yù)期注漿效果等條

25、件下，為保證施工質(zhì)量，在實(shí)際注漿施工前宜進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)原位注入試驗(yàn)，確定最優(yōu)注漿參數(shù)等來(lái)指導(dǎo)注漿，以保證注漿效果。為防止出現(xiàn)塌孔或注漿竄孔，可在鉆孔時(shí)隔孔位鉆孔，加大孔與孔之間的距離，待注漿完成凝固后再鉆相連孔位，這樣可有效保證鉆孔和注漿質(zhì)量，管棚和注漿混凝土形成厚拱，實(shí)現(xiàn)管棚縱向成梁、橫向成拱的承載作用。,注 漿,為減少相鄰管孔注漿間的相互影響，注漿順序通常采用由下往上，左右對(duì)稱(chēng)進(jìn)行；但由于塌體內(nèi)有許多塊石相互支架，致使塌體內(nèi)空洞大而多，

26、這些空洞有的直接與塌空區(qū)相連，注漿時(shí)漿液在壓力作用下通過(guò)這些空洞泄流至塌空區(qū)，而不能在管棚附近均勻擴(kuò)散，從而使注漿加固帶無(wú)法形成，為此，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用間歇注漿法，即當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間注漿壓力上不來(lái)時(shí)，說(shuō)明漿液順空隙泄流至塌空區(qū)，這時(shí)將漿液凝結(jié)時(shí)間調(diào)整至30-50秒，注漿1-5分鐘，停40秒，待原注入漿液初凝變稠后再注，如此反復(fù)，則原先的泄?jié){通道逐漸變小并最終堵塞，漿液即在管棚周?chē)_(dá)到均勻擴(kuò)散的目的。,管棚超前支護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),在目前的超前支護(hù)方法中

27、, 主要有超前錨桿、超前小導(dǎo)管注漿和超前管棚。超前錨桿和超前小導(dǎo)管注漿具有施工便捷、技術(shù)易掌握、機(jī)械化配套程度要求不高等優(yōu)點(diǎn), 但支護(hù)長(zhǎng)度小(僅3～ 5 m ) , 錨桿或小導(dǎo)管伸入工作面前端滑動(dòng)線內(nèi)距離短, 開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺受限制, 一般在淺埋松散地層中循環(huán)進(jìn)尺多控制在15～ 17 m , 循環(huán)次數(shù)增加, 工序交換頻繁, 特別是在自穩(wěn)能力極差的圍巖中, 錨桿和導(dǎo)管前端仍在滑移面內(nèi), 起不到超前支撐保護(hù)的作用, 極易造成工作面失穩(wěn), 存在較

28、大的安全隱患。因此，長(zhǎng)管棚的應(yīng)用越來(lái)越普遍。,,長(zhǎng)管棚超前支護(hù)施工技術(shù)的支護(hù)作用機(jī)理在于, 主要是鋼管與漿液固結(jié)體共同作用的結(jié)果, 一方面進(jìn)行鉆孔、下設(shè)鋼管, 當(dāng)鋼管穿過(guò)松散軟弱圍巖、巖石(土) 等破壞區(qū)后, 伸入到原狀土部位時(shí), 有力地保障了開(kāi)挖掌子面巖土體的穩(wěn)定, 起到骨架、格柵作用; 另一方面通過(guò)注漿使?jié){液從鋼花管孔眼中壓出,并在一定的壓力作用下注入到鋼管周?chē)缮?、軟弱的地層? 從而形成復(fù)合穩(wěn)定的固結(jié)體, 使周?chē)貙拥牧W(xué)性質(zhì)得

29、到改變, 穩(wěn)定性能得到加強(qiáng), 可以防止土層坍塌和地表下沉。,,,,意大利產(chǎn)管棚鉆機(jī),DDL-300型鉆機(jī),,固體礦床的金剛石鉆進(jìn)，硬質(zhì)合金鉆進(jìn)。同時(shí)也可以用于工程地質(zhì)勘探鉆進(jìn)及基樁孔鉆進(jìn)。廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘查，工程勘查，錨固護(hù) ，旋噴注漿，管棚支護(hù)等工程施工作業(yè)。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,隧道全液壓履帶管棚鉆機(jī)---KR80412-3科萊（德國(guó)）,美國(guó)卡特彼勒3056DI-T水冷發(fā)動(dòng)機(jī)，功率：114kW;工作重量：14.2

30、噸(配200V鉆架和KD1624鑿巖機(jī))，鉆孔深度：水平30m,鉆孔口徑89-250mm,也可用于錨索孔鉆進(jìn)施工。,超前管棚注漿施工案例,本合同段隧道淺埋Ⅱ類(lèi)圍巖段采用超前長(zhǎng)管棚注漿支護(hù)，管棚采用Φ108mm，壁厚4mm的鋼管。管棚與鋼拱架配合使用并從拱架腹部穿過(guò)。在拱架上沿隧道開(kāi)挖輪廓線縱向鉆設(shè)管棚孔，外插角約3°，以不侵入隧道開(kāi)挖線越小越好，孔徑比管棚鋼管直徑大20～30mm，鉆孔順序由高孔位向低孔位進(jìn)行。鋼管前端加工成尖

31、錐形，尾部焊接Φ10加勁筋補(bǔ)強(qiáng)。鋼管上入巖部分梅花形布置Φ12mm注漿孔，注漿孔間距15cm。鋼管方向與路線中線平行，縱向搭接長(zhǎng)度大于1.5m。,隧道施工工藝流程,測(cè)量放樣→鉆眼→裝藥→聯(lián)線→放炮→通風(fēng)→清浮石→仰拱裝載機(jī)裝矸（中心水溝挖掘機(jī)裝矸）→自卸汽車(chē)排矸→施作系統(tǒng)錨桿→噴射砼,1.主要工藝流程,⑴鉆孔、安設(shè)注漿管在隧道開(kāi)挖輪廓線以外現(xiàn)澆C25混凝土護(hù)拱，搭設(shè)鉆機(jī)平臺(tái)，用工程水平鉆機(jī)鉆孔，達(dá)到設(shè)計(jì)深度后掃孔，安裝注漿管，并在孔口1

32、.5m~2.5m處安設(shè)與鉆孔直徑相同的橡膠套，用水泥砂漿封閉孔口，防止?jié){液沿注漿管與鉆孔壁的縫隙擠出。采用鉆－注的順序進(jìn)行施工。,1.主要工藝流程,⑵配漿及注漿用超細(xì)水泥配制注漿液，采用后退式分段注漿，關(guān)閉孔口閥門(mén)，開(kāi)啟注漿泵進(jìn)行管路壓水試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力等于注漿終壓，如有漏水及時(shí)檢修。注漿時(shí)采取低壓力、中流量注入，注漿過(guò)程中壓力逐步上升，流量逐步減小，當(dāng)壓力升至終壓時(shí)，繼續(xù)壓注5min 再結(jié)束注漿。注漿孔在注漿結(jié)束后及時(shí)清除管內(nèi)

33、漿液，并用30號(hào)水泥砂漿填充，以增強(qiáng)管棚的剛度和強(qiáng)度。,1. 主要工藝流程,⑶注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)每段注漿施工正常，注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓，注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量的80%及以上，或雖未達(dá)到設(shè)計(jì)終壓，但注漿量已達(dá)設(shè)計(jì)注漿量，即可結(jié)束單孔注漿，設(shè)計(jì)的所有注漿孔均達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)漏注現(xiàn)象，注水試驗(yàn)地層吸水率0.05L/min，粘土固結(jié)強(qiáng)度大于0.4Mpa時(shí)即可結(jié)束全段注漿。,2、超前小導(dǎo)管注漿施工,超前小導(dǎo)管采用Φ42mm，壁厚3.5mm的無(wú)縫鋼管。鋼管

34、上入巖部分梅花形布置Φ6mm注漿孔，注漿孔間距12cm。導(dǎo)管前端加工成尖錐形，尾部焊接Φ6.5加勁筋補(bǔ)強(qiáng)。注漿機(jī)選用液壓注漿機(jī)。施工時(shí)，先用儀器測(cè)量放線，畫(huà)出開(kāi)挖外輪廓線，定出小導(dǎo)管中心線位置。導(dǎo)管采用鉆孔施工時(shí)，孔眼深度應(yīng)大于導(dǎo)管長(zhǎng)度；采用錘擊或鉆機(jī)頂入時(shí)，其頂入長(zhǎng)度不小于管長(zhǎng)的90%。注漿采用液壓注漿機(jī)。注漿前應(yīng)噴射混凝土封閉作業(yè)面，防止漏漿，噴層厚度不小于5cm。導(dǎo)管注漿時(shí)，尾部應(yīng)設(shè)封堵塞，當(dāng)灌注水泥漿時(shí)，應(yīng)在封堵塞上設(shè)注漿孔和排

35、氣孔。注漿時(shí)，排氣孔出漿后應(yīng)立即停止注漿。,3、錨桿施工,1）φ22砂漿超前錨桿錨桿鉆孔前根據(jù)設(shè)計(jì)要求和圍巖情況，定出孔位，作出標(biāo)記。鉆孔做到圓而直，其孔徑和孔深符合設(shè)計(jì)要求，孔內(nèi)積水和巖粉應(yīng)吹洗干凈；錨桿孔口巖面應(yīng)整平，并使巖面與鉆孔方向垂直，如不垂直，安裝錨桿時(shí)可用特制墊板調(diào)整，使托板密貼巖面。錨桿施工預(yù)張拉力時(shí)，預(yù)張拉力值宜為錨固力的50%～80%，安裝后要定時(shí)檢查，發(fā)現(xiàn)松動(dòng)及時(shí)緊固。2）D25中空注漿錨桿各類(lèi)圍巖錨桿采用D25

36、中空注漿系統(tǒng)錨桿，錨桿長(zhǎng)度為3.0～3.5m，梅花型布置。采用風(fēng)鉆鉆孔，鉆至規(guī)定深度后，用高壓風(fēng)吹孔，打入錨桿，然后用注漿泵由錨桿中孔向孔底灌滿(mǎn)砂漿，安裝墊板螺栓。,錨桿施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng),①孔位按設(shè)計(jì)布置，偏差小于10cm，孔深誤差±10cm。鉆孔直徑大于錨桿直徑15mm。錨桿插入長(zhǎng)度不小于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。②鉆孔本身成直線，不彎曲。方向沿隧道周邊徑向，但不平行于巖面。③施作錨桿時(shí)，同時(shí)預(yù)埋格柵鋼架的定位錨桿。錨桿插入后不得隨意

37、敲擊，三天內(nèi)不準(zhǔn)懸掛重物。,錨桿施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng),④灌孔前清孔，順錨桿孔用高壓風(fēng)清除孔內(nèi)積水、巖粉、碎屑等雜物。⑤注漿使用灌漿罐和注漿管，孔口壓力小于0.4MPa。順著錨桿孔注漿，直到孔口有漿液流出為止。砂漿隨備隨用，在砂漿初凝前使用完⑥每100根錨桿隨機(jī)抽樣三根，作拉拔試驗(yàn)，以了解錨桿的錨固質(zhì)量。,4、鋼筋網(wǎng)施工,各類(lèi)圍巖均布置鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)采用φ6圓鋼，間距為5 cm×15cm，鋼筋網(wǎng)在現(xiàn)場(chǎng)單根安裝。鋼筋網(wǎng)與

38、錨桿聯(lián)接牢固，隨著噴面的起伏鋪設(shè)。鋼筋網(wǎng)之間及與已噴砼段的鋼筋網(wǎng)搭接牢固，且搭接長(zhǎng)度不小于200mm。鋼筋網(wǎng)需掛靠牢固，在噴射混凝土?xí)r鋼筋網(wǎng)不得晃動(dòng)。,5、噴射(濕噴)混凝土施工,A、噴射砼配合比設(shè)計(jì)原則選擇噴射砼的配合比，既要考慮砼強(qiáng)度和其它物理力學(xué)性能的要求，又要考慮噴射工藝的要求。水泥、砂、石子及各種外加劑必須符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。設(shè)計(jì)步驟：確定骨料的最大粒徑和砂率→確定水泥用量→確定水灰比及用水量→確定砂、石用量→試噴→調(diào)整、確

39、定施工配合比。,5、噴射(濕噴)混凝土施工,B、噴射工藝流程：①原材料檢查：對(duì)使用的各種原材料進(jìn)行質(zhì)量檢查，合格后方能使用。②機(jī)械設(shè)備檢查：對(duì)機(jī)械進(jìn)行技術(shù)檢查，對(duì)水、風(fēng)、電路進(jìn)行試通檢查，合格后方可運(yùn)轉(zhuǎn)。③施工現(xiàn)場(chǎng)檢查：檢查受?chē)娒?，清除危巖浮土，用高壓風(fēng)吹掃巖面，埋設(shè)厚度標(biāo)志。,5、噴射(濕噴)混凝土施工,C、噴射砼順序 噴射砼順序:垂直方向?yàn)樽韵露?，水平方向從左到右或從右到左，并呈螺旋軌跡運(yùn)動(dòng)，一圈壓半圈，縱向按順序