(3)根据导向墙中预埋的导向钢管进行钻孔。掌子面必须按要求先喷一层素混凝土作为止浆墙,以确保掌子面在进行压力注浆时不出现漏浆、坍塌。
(4)钻孔前先检查钻机机械状况是否正常;钻孔时根据情况确定是否加泥浆或水泥浆钻进,当钻至砂层易塌孔时,应加泥浆护壁方可继续钻进; 如不能成孔时,可加套筒或将钻头直接焊接在钢管前端钻进。钻孔速度应保持匀速,特别是钻头遇到夹泥夹沙层时,应控制钻进速度,避免发生夹钻现象。为避免钻杆太长,钻头因自重下垂或遇到孤石钻进方向不易控制等现象,开钻上挑角度控制在1°~ 3°之间, 并随时用测斜仪量测角度和钻进方向。钻孔完结后,先把套管内孔注水清洗洁净,再把钻杆取出。套管仍保留在孔内供护孔作用。
(5)管棚安装完毕后,即可注水泥浆,利用浆液的渗透作用,将周围岩体预先加固及堵住围岩裂隙水,既能起到超前预支护的作用,同时又加强了管棚的强度和刚度。
(6)每根管的注浆结束与否,应以注浆压力来控制,当注浆压力持续升高,接近或达到注浆预定压力时,该管注浆才可结束。
3.5浅埋暗挖隧道开挖技术
浅埋暗挖法的施工方法根据隧道断面设计和地质情况目前有中洞法、侧洞法、柱洞法和PBA 法(洞桩法)等几种施工方法。无论何种方法,其主要原则均为减少一次开挖断面、早期支护、减少变形和方便施工。
软土隧道施工运用“新奥法”基本原理,采用锚喷初期支护,充分利用围岩的自承能力,以保证隧道的施工安全。浅埋暗挖软土隧道施工遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的施工原则。
在浅埋暗挖软土隧道施工中,应注意以下几个个问题:
(1)减小对开挖土体的扰动和对土体的加固是关键,施工中采用管棚结合小导管注浆加固的方法,能很好地解决扰动土体的加固,保证了隧道的洞身稳定和地面沉降。
(2)支护要及时。围岩开挖后,地层松动,其承载能力下降,若支护有及时,则会增加作用在支护结构上的荷载,直至坍塌,早支护不仅能减少支护结构的荷载,还能抑制地层的过大变形。
(3)开挖过程中,锁脚锚杆的施设和初期支护背后注浆,对控制变形有很好的作用,施工中应加强。
(4)作为初期支护中的喷射混凝土厚度要合理,用增加喷射混凝土的方法来加强支护效果不明显,一般应控制在20~30cm。
(5)当隧洞开挖跨度较大、分部较多时,临时钢支撑对洞室的稳定、保证施工安全和控制地表具有重要作用。
(6)对于松散或软弱地质条件下开挖隧道,应对掌子面喷射2~3cm后混凝土,从而保证施工过程中掌子面稳定。
(7)加强监控量测,及时反馈信息,及时调整支护参数。
3.6初衬施工技术
初期支护在每步开挖后及时进行,主要有初喷、安装格栅、焊接钢筋、挂网、喷射混凝土等工序。格栅加工、安装及挂网格栅挂网安装在每步开挖后及时进行。在施工中易忽视是的主要关键技术如下:
(1) 采用小导管加密注浆在,稳定了掌子面土体。
(2) 掌子面应采用超前洞内排水措施使降水曲面始终处于可控状态,为初衬的顺利实施创造了有利条件。
(3) 通过加强初衬强度和刚度,确保拆撑后结构安全,有效地减小了地表沉降。
(4)初喷作为封闭工作面, 一般喷层厚度3~5cm, 在开挖后立即进行。
(5)喷射混凝土由下向上分段、分片、分层级旋式喷射。每段长度按循环进尺。
(6)初支回填注浆
由于喷射混凝土下坠、混凝土收缩等原因, 造成拱顶开挖面与初期支护混凝土之间有一定的空隙为了保证拱顶部位密实, 必需在初期支护后及时进行拱背回填注浆。初期支护在拱背每隔2m安装足够数的注浆管,环向间距1m 。回填注浆为水泥浆, 水灰比宜为0.5~1.0。
3.7工序转换引起结构体系变化
浅埋暗挖隧道施工,由于马头门施工、二衬的施工会导致竖井、初衬和二衬结构体系发生变化,从而影响隧道结构安全。
一、竖井进入横通道(马头门)施工
马头门的破除会导致井壁结构的应力集中。马头门开巷后, 竖井井筒的纵向位移与马头门巷道围岩的位移, 无论从数值上, 还是方向上都是无法一致的, 这是由于它们的变形源自于两个不同的系统。但这种变形的不协调性, 在井筒与马头门连结部位引起严重的压应力和剪应力集中。当连结结构强度较低时, 它就被首先破坏, 当连结结构强度远高于井壁或马头门支护结构的强度时, 就会造成井壁或马头门支护的首先破坏。
二、水平硐室连接处施工应起的结构受力体系变化
水平硐室向与其交叉连接隧道施工首先会导致原有隧道支护结构断面削弱,引起隧道转角处应力集中,同时教原有隧道的近似平面应变受力体系转化为空间受力体系。使新的受力体系与原有计算模型产生较大的误差,从而影响隧道施工安全。
三、另时支撑拆除时应起的初衬受力体系的变化
隧道在施工二次衬砌前由于考虑防水或施工方便问题,一般会拆除部分另时支撑,总所周知结构弯矩或结构内里与构件跨度的平方成正比、与垂直方向宽度也成正比。也就是受结构弯矩或结构内里与长度单位的三次方成正比。如果初衬强度不足,虽然在隧道掘进过程中是安全的;但在另时支撑拆除时,初衬结构内里会成数量级增大,从而导致初衬结构破坏。
第四章 浅埋暗挖隧道施工监测技术
4.1浅埋暗挖隧道监控量测项目分析
表4.1 监控量测项目及方法
序号
项目名称
方法及工具
布置
量测间隔时间
1~15天
16天~1个月
1~3个月
大于3个月
必测项目
1
地质和支护状况观察
岩层、岩性,结构面产状等观察,数码相机、地质罗盘及规尺等
开挖后及初期支护后进行
每次爆破后进行观察
2
周边位移量测
各种类型的收敛计
每5~50m一个断面,每断面2~6对测点
1~2次/天
1次/2天
1~2次/周
1~3次/月
3
拱顶下沉量测
水准仪、水准尺、钢尺或测杆
每5~50m一个断面,每断面2~6对测点
1~2次/天
1次/2天
1~2次/周
1~3次/月
选测项目
4
地表下沉量测
水平仪、塔尺
当每5~50m一个断面,每断面至少7个测点。中线每5~20m一个测点
开挖面距量测断面前后<2B,1~2次/天
开挖面距量测断面前后<5B,1次/2天
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