不良地质地段施工方法.docx
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1、不良地质地段施工方法一、地下水地段施工方法地下水富水地段主要存在于断层破碎带,为了不使隧道出现涌水现象必须对该地段地层进行加固止水等措施。鉴于地层地下水含量丰富,拟采用深孔预注浆方法,进行止水和加固围岩。采用短台阶法施工按设计要求进行钢支撑、锚喷支护。一、深孔预注浆施工(-)深孔预注浆的基本参数注浆孔的布置正面、平面、纵剖面、孔底浆液扩散范围分别见图8-1.图8-2.图8-3.图8-4。注浆孔沿隧道周边轴向辐射状布孔,开口孔径为102mm,孔深4.5m;下孔口管,管长3.5m,管径中89mm。全断面布置30个注浆孔。(二)作业程序及要点1 .超前地质预报超前地质预报是制定施工方案和设计注浆参数
2、的主要依据,因此对地质情况必须准确地超前预报,使用TSP202地质预报系统探测出断层带的位置,在接近断层带时,采用超前钻孔得到断层的地质资料。通过钻孔进行以下工作:(1)收集分析钻孔的排磴;(2)记录分析钻孔台车的推进压力及钻速;(3)记录分析钻杆不同长度时的涌水量的大小;(4)工作面岩石素描,测定围岩层理、节理的走向。(5)在拱顶、拱脚和隧道中下部分别设超前钻孔,孔深20m,孔径65mm,用液压钻孔台车钻孔。推断工作面前方的地质构造、岩性、水源位置及水量大小。2 .止浆墙的设置由于工作面围岩较软弱,注浆时有一定的压力(68MPa),这样超813或二黑W雷工作面易坍塌,而且会引起漏浆,严重影响
3、注浆效果和施工安全。因此工作面处必须设置止浆墙。先在掌子面钻孔,下注浆用孔口管,钢筋网焊在孔口管上,在喷射1520cm厚混凝土,形成止浆墙。3 .钻孔作业按设计要求准确地测出隧道开挖轮廓线及孔口位置,用红油漆画出,其误差不得大于10cm。为控制钻孔角度、在钻杆尾部安装一定的钻杆(4.5m、5m及5.2m)进行钻孔。钻孔完毕,按钻杆联结的相反程序拆除钻杆,钻机退回原位。液压钻孔台车钻孔时推进压力在24MPa之间。注浆孔用中102mm的钻头开孔,孔内安装89mm的无缝钢管作孔口管,深钻时用65mm的钻头。孔口管安装在注浆孔的口端,梅花形布置,孔口管的作用是注浆时保护附近的岩石不坍塌,并防止浆液外溢
4、。4 .注浆作业(1)注浆材料1)水泥:采用42.5级普通硅酸盐水泥。2)水玻璃:浓度4245Be,密度1.421.45的水玻璃原液。3)水:采用饮用水,PH值在49之间,S04含量不超过1%,水温不低于6。(2)双液浆的配制1)水玻璃稀释。根据施工要求,将出厂高浓度的水玻璃加水稀释到所须的波美度,稀释后的水玻璃溶液要用波美度计来测其波美度,检查是否符合要求。2)水泥浆的配制。根据设计水灰比,先将所需的水倒入拌料容器中,在不停的搅拌下倒入水泥,搅拌均匀后备用。3)缓凝剂的配制。缓凝剂一般配制成10%浓度的溶液。4)水泥浆掺缓凝剂的配制。先加入扣除缓凝剂溶液水量后的水,在搅拌条件下加入缓凝剂溶液
5、,最后加入水泥,在搅拌5min,然后注入贮浆池备用。(3)注浆参数的选定1)注浆压力:最终压力68MPa,持续5min;2)单孔注浆扩散半径:R=23m;3)注浆扩散范围:开挖轮廓线以外3.55.0m;4)注浆速度:6080mmin;5)注浆量:围岩破碎严重,涌水量大时,单孔注浆量815n0(4)注浆孔口管焊接带丝口的接头,以便安装混合器,混合器和注浆管相连接。清洗钻孔,将孔内的磴子冲掉,保证注浆畅通。注水23min,使围岩孔隙畅通。对于弱、富水断层带的围岩体,先注纯水泥浆,注入一定量或达到一定压力后,再注入双液浆,如注纯水泥浆时大量漏浆,可先注双液浆,再注纯水泥浆,最后注双液浆。达到设计压力
6、后,持续5min后结束注浆。拆除注浆部件和设备,清洗保养。在注浆过程中对注浆时间、注浆量、压力变化以及围岩、止浆墙的变化进行详细的记录。当有的部位钻孔过程中涌水量很小,就一次钻到设计深度,然后进行全孔一次注浆;如在钻孔过程中发生大量涌水,就停止钻孔,进行注浆,注完浆后,在向里钻孔再注浆,最后达到设计深度。二、开挖与支护1 .开挖方法在注浆加固后,采用短台阶法施工台阶长度为34m。开挖采用人工风镐配合机械开挖,每循环进尺0.51m,先上半断面,后下半断面,交替进行。2 .支护由于设计采用大管棚双液注浆支护,因此在进行深孔预注浆时,利用大管棚代替周边的注浆孔进行注浆加固。上半断面开挖后,立即按设计
7、要求进行钢支撑、打锚杆、挂网、喷混凝土支护,迅速封闭围岩。接着进行下半断面施工,并且将仰拱部位也开挖好,作好初期支护。二、软岩地质地段施工一、软岩的特性及相对措施本合同段左右线隧道共有2108m的软岩地质地层,软岩的特性是遇水软化,变形快,承载力差,因此施工时针对软岩的特点应采取以下措施:(1)疏通地表排水沟,堵塞地表裂缝,以防止地下水的渗漏。(2)及时排除洞内涌水。(3)超前加固围岩以阻止地下水的渗流。(4)预先加固基础,以防止结构产生较大的变形和沉降。(5)缩小开挖断面,以减少洞室周边收敛,防止土体深部拉裂而产生过大的松散荷载。(6)及时有效地施作支护结构,形成封闭的支护环防止围岩进一步风
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