摘要:隧道洞身穿越Ⅴ級圍巖,出口中間巖柱最小間距為2.5m,為保證中間巖柱的安全穩(wěn)定,預防坍塌,采用自進式中控錨桿加固中間巖體,同時加強施工期間的監(jiān)控測量,及時反饋,確保小凈距隧道施工安全。
1隧道施工方案
廈門市文興路(縣黃路—雙涵路)道路工程隧道洞身穿越Ⅴ級圍巖,隧道施工重難點為隧道出口段150m小凈距開挖,影響洞口段小凈距施工的原因主要有:第一點由于左、右洞橫向間距較小,最小處不足2.5m,炮眼布置、炮眼深度及裝藥量控制;第二點洞口小凈距段左、右洞橫向自行式中空錨桿定位與注漿。
出口端中間巖柱最小凈距2.5m,為保證中間巖柱的安全穩(wěn)定,采用CD法開挖。采取先護后挖,打設超前小導管預支護,中間巖柱采用Φ25自進式中空注漿錨桿加固,間距為50×70cm。左線隧道開挖施作初期支護,右線隧道開挖滯后左線隧道25m左右,緊跟左右線隧道初期支護采用自進式中空注漿錨桿錨固中間巖柱體。
2自進式中空錨桿施工
2.1優(yōu)點
自進式中空注漿錨桿是一種將鉆進,注漿,錨固功能合而為一的錨桿,能夠保證在復雜地層(軟巖,土層,斷裂帶等)條件下的錨固效果,具有可靠,高效,簡便的特點。
(1)鉆桿及錨桿合而為一,在風化巖,碎巖層,回填區(qū),砂,粘土,圓卵石層等不需套管護壁,即能形成錨孔,保證錨固與注漿效果。操作簡便,快捷省時。
?。?)高效能的注漿,充填裂隙,固結巖體和土層,控制地下水,具有良好的注漿擴散半徑及可靠的錨固質量。一般錨桿為實心鋼筋,而自進式錨桿為中空鋼管,錨桿即注漿管,砂漿從錨桿末端進入,通過空腹及中空鉆頭,從錨桿前端溢出,返回至尾部注漿,可保證完全充填錨桿周轉空隙,固結巖體,充分保證注漿及錨固質量。止?jié){塞可以保證注漿密實,并可達1.5~2.0MPa的壓力。
?。?)連續(xù)的螺紋使自進式中空注漿錨桿可任意切割或連接,適合在狹窄的工作場地施工。同時,連續(xù)的螺紋使自進式中空注漿錨桿比光滑的鋼管具有更強的粘結阻力。據(jù)試驗結果所得,粘結阻力高出光滑鋼管2~3倍。
2.2施工工藝流程
3施工方法
3.1施工準備工作
用人工或機械將要施工的場地平整好,以便潛孔鉆能行駛、進出及操作方便。一般要修一條潛孔鉆機行駛便道,便道要求寬3m左右,坡度控制在30%,而施工場地至少需4m×5m。根據(jù)需要搭設工作平臺或搭設腳手架,以便操作。將各種風管和水管接好,保持各種管路暢通,機械操作人員到位,空壓機、潛孔鉆機、注漿泵、灰漿攪拌機試機無故障,準備好各種材料工具。
3.2、鉆孔
在事先放樣出的錨桿位置,打設錨桿,啟動空壓機,開啟潛孔鉆機,根據(jù)地形及地質情況,調整好潛孔鉆機的鉆進角度。在潛孔鉆在套上專用的纖尾套,將錨桿與纖尾套連接牢固,并在第一節(jié)錨桿的前端套上鉆頭。并根據(jù)地質情況確定錨桿的長度,以現(xiàn)場拼接錨桿。當一節(jié)錨桿鉆進后,在前一節(jié)錨桿的尾部套上帶有人工涂抹潤滑劑的連接套后再連接好后一節(jié)錨桿,直到每根錨桿鉆到設計長度。
在破裂巖中鉆進時,鉆頭的水孔易梗塞,因而在鉆進時,應放慢鉆進速度,多反轉,少沖擊,留意水從鉆孔中流出的情況,如有水孔梗塞的現(xiàn)象,應后撤錨桿500mm左右,并重復掃孔,使水孔疏通,然后漸漸推進,直到設計深度。
3.3、錨桿安裝
1.自進式錨桿安裝前,應檢查錨桿體中孔和鉆頭的水孔能否疏通,如有異物梗塞應實時清除。
2.錨桿體鉆進至設計深度后,使用水和空氣洗孔直至孔口返水或返氣方可將鉆機和銜接套卸下,錨桿按設計要求外露,并實時裝置墊板及螺母暫時固定桿體。
3.用鋼管將止?jié){塞經(jīng)過錨桿外露端打入孔口250mm處作為封孔進行注漿,如注漿壓力較大或圍巖較為破裂,也可采用錨固劑封孔。
4.灌漿料時應由桿體中孔灌入,水泥漿體強度達5.0MPa后可上緊螺母。
3.4、錨桿的注漿
1.檢查注漿泵及其配件能否完備和正常,水泥漿或水泥砂漿的水灰比或粒徑、濕度等能否符合設計要求。
2.用水或空氣檢查錨孔能否疏通,調整水流量計使砂漿水灰比至設計值為止,從泵出口出來的砂漿,必需要均勻。
3.錨桿灌漿料宜采用純水泥漿或1:1水泥砂漿,水灰比宜為(0.4~0.5):1,采用水泥砂漿時砂子粒徑不得大于1.0mm。
4.將錨桿和注漿管及泵迅速將接頭銜接好,開動泵注漿,整個進程必須連續(xù)灌注,不得停斷,必需一次完成,查看漿液從止?jié){塞邊緣流出或壓力表到達設計值,即可停泵。若注漿進程中,呈現(xiàn)堵管現(xiàn)象,應實時清算錨桿、注漿軟管和泵,此時若泵的壓力表顯示有壓,應回轉電機1~2秒卸壓,方可卸下各接頭,電機回轉時間要短。
5.當完成一根錨桿的注漿后,應快速卸下注漿軟管與錨桿的接頭,清洗并裝置至另一根錨桿,然后注漿,若停泵時間較長,在對下根錨桿注漿前必須先放出上一根注漿是滯留管內的灰漿,以防止堵孔。在整個注漿進程中,確保注漿進程的延續(xù)性。
6.在漿液終凝之前,不得敲擊、碰撞或施加任何其它荷載。
使用自進式中空注漿錨桿對圍巖進行固接灌漿時,注漿在圍巖被噴砼掩蓋之后進行。桿體前端1/3~1/4桿長局限內的管壁上開孔,孔徑6~8mm,孔距沿管軸線100~150mm,環(huán)向90mm,梅花型安插。托板上設計孔徑約12mm的排氣孔。孔口處錨桿與孔壁之間的孔隙應進行封堵。注漿的漿液應采用添加早強劑、減水劑、膨脹劑的水泥漿。注漿壓力經(jīng)過實驗確定,不宜超越1MPa。注漿時,待排氣管出漿后,封堵排氣管,并持續(xù)灌注至預定壓力,中止灌注。
4質量控制
確認各種管路要順直,保證送風的通暢。根據(jù)巖層情況和當?shù)貧鉁卮_定錨桿鉆進的角度和方向及長度,漿液的配合比,如摻水玻璃、速凝劑;鉆頭的形式有十字鉆頭或一字鉆頭,鉆孔時一定要將錨桿外露10cm,便于安裝拱形墊板和球形螺母以增大錨桿抗拔力和粘結力,以使錨桿更好地發(fā)揮錨固作用,外露長度切不可過長或過短。按地質情況選鉆頭,巖石:柱齒鉆頭,十字形鉆頭,松散土及軟土:十字形鉆頭,松散土、粘性土:錐形鉆頭。而鉆頭與錨桿直徑的配套使用關系為,R25IV:X42、R32IV:X51,R38IV:X76,錨固區(qū)直徑為1.5~2.5倍鉆頭直徑。
錨桿間距按設計值,呈梅花形布置或間距增大,注漿程度根據(jù)注漿飽滿且壓力達到設計值,注意注漿質量,漿液擴散半徑為0.6m~0.7m,注漿壓力可控制在10Mpa。場地盡量平整好,施工便道控制好坡度,保證潛孔鉆安全行駛,潛孔鉆倒退著施工,否則將已錨固的錨桿破壞。
5安全及環(huán)保措施
鉆機行駛的道路一定要能保證鉆機的安全。無論是鉆頭,還是連接套、纖尾套、注漿接頭都應使用潤滑劑。自行加工的纖尾套一定要注意其剛度和強度,否則容易發(fā)生脆斷。要經(jīng)常檢查各種風管路是否完好,尤其是高壓軟管,一旦破裂,容易傷害事故。注意各種機械的啟動和開、關風順序,建議專機專人,盡量找操作熟練的人員操作機械設備,以免造成不必要的機械和人身傷害事故。鉆孔和注漿時由于塵土太大,所有施工人員都必須戴專用防塵口罩;鉆孔和注漿時,切不可將剩余水泥漿任意傾倒,污染周圍溪流水溝,造成生態(tài)環(huán)境污染。作業(yè)面要定期進行灑水,降低空氣中粉塵含量,當使用手持氣腿式風鉆施工時,盡量采用濕鉆,而不采用干鉆。
6結束語
自進式中空錨桿主要用于斷層破碎帶開挖支護施工,在復雜地質條件下取代普通砂漿錨桿,克服了普通砂漿錨桿諸如塌孔、無法插桿、注漿不飽滿等難題,發(fā)揮了錨桿支護的作用,提高了圍巖的承載能力,保證了圍巖的整體穩(wěn)定。而作為一種較新的施工方法近年被廣泛的運用于各不同項目施工中,具有較好的應用價值。如何掌握各種項目不同施工方法,還須在實際施工中繼續(xù)學習。
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