CN112814697A - 冰碛层隧道超前预支护工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隧道的预支护工艺方法，尤其是冰碛层隧道超前预支护工艺方法，包括以下步骤：施工准备；测量放样；安装具有导向孔的钢架支撑；搭设工作平台、钻机就位；钻孔；清孔；验孔，若孔不合格则进行补孔，补孔后进行清孔和验孔；顶入管棚、安装止浆塞；喷射混凝土封闭工作面；连接注浆管路、调试；压水试验；注浆作业；注浆效果分析；封孔。本发明提供的冰碛层隧道超前预支护工艺方法简单，能有效实现冰碛层加工，方便后续开挖，提高了安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种隧道的预支护工艺方法，尤其是冰碛层隧道超前预支护工艺方法。
背景技术
冰碛层在结构上呈现非均质性、非均匀性和非连续性，自冰碛层形成之初，再到漫长的地质历史时期环境改造，最后才形成了现今堆积体的结构和形态特征，颗粒细小、含泥量高，且存在高水头承压水的冰碛层地段，是冰碛层施工难度最大的，易发生涌水、突泥，安全风险大；开挖过程中，由于周边围岩存在较大水压，可能造成初支大变形等情况；采用帷幕注浆施工时，不易达到预期效果。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种能对冰碛层加固，使后续开挖达到安全施工的冰碛层隧道超前预支护工艺方法，具体技术方案为：
冰碛层隧道超前预支护工艺方法，包括以下步骤：施工准备；测量放样；安装具有导向孔的钢架支撑；搭设工作平台、钻机就位；钻孔；清孔；验孔，若孔不合格则进行补孔，补孔后进行清孔和验孔；顶入管棚、安装止浆塞；喷射混凝土封闭工作面；连接注浆管路、调试；压水试验；注浆作业；注浆效果分析；封孔。
进一步的，所述施工准备包括管棚加工及依次进行的原料进场检、初选浆液配合比、初配浆液试注、确定浆液配合比和浆液制备。
进一步的，钻孔时，钻孔直径比管孔直径大；若钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进；钻机开钻时，低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压；钻进过程中适时采用测量仪器测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正；作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导管棚范围内洞身开挖。
进一步的，连接注浆管路时，钢花管采用人工配合机械安装，先在φ89mm钢管上打10～16mm的注浆孔，环向间距90～120mm，纵向间距150～200mm，呈梅花形布置，尾部留不小于1.0m的不钻孔止浆段，钢管采用丝扣连接牢固，丝扣长150mm，相邻钢管的搭接需前后错开布置，同一横断面内的接头数量不大于50％，相邻钢管接头至少错开1m。
进一步的，浆液包括M20水泥浆或水泥砂浆，其中，水泥：水＝1:1。
进一步的，注浆压力初压为0.5～1.0MPa，终压为2.0MPa。
进一步的，注浆量为钻孔圆柱体的1.5倍；若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，使钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满；注浆时先灌注单号孔，再灌注双号孔。
进一步的，注浆时从低向高进行；浆液由稀到浓，单管达到设计注浆量则结束注浆或注浆压力达到设计终压10min后，注浆量不小于设计注浆量的80％结束注浆。
进一步的，若发生塌孔及缩孔成孔十分困难，无法一次成孔时采用前进式预注浆成孔，初钻出一段后，通过钻杆进行孔内注浆，待注浆液达到一定强度后，继续钻进，以此循环施作，直到达到设计孔深；钻孔时若发生掉块卡钻则在异径接头处镶焊硬质合金，若发生卡钻，施工以少量循环水，再将以拉拔回归。
进一步的，注浆时若发生串浆现象，则采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆；注浆时若水泥浆压力突然升高时则立即停机检查；若水泥浆单液进浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间；在涌水量大，压力高的地段钻孔时，先设置带闸阀的孔口管，当出现大量涌水时，拔出钻具，关闭孔口管上的闸阀，再进行注浆。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
本发明提供的冰碛层隧道超前预支护工艺方法简单，能有效实现冰碛层加工，方便后续开挖，提高了安全性。
附图说明
图1是冰碛层隧道超前预支护工艺方法的流程图；
图2是管棚的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，冰碛层隧道超前预支护工艺方法，包括以下步骤：施工准备；测量放样；安装具有导向孔的钢架支撑；搭设工作平台、钻机就位；钻孔；清孔；验孔，若孔不合格则进行补孔，补孔后进行清孔和验孔；顶入管棚、安装止浆塞；喷射混凝土封闭工作面；连接注浆管路、调试；压水试验；注浆作业；注浆效果分析；封孔。
施工准备包括管棚加工及依次进行的原料进场检、初选浆液配合比、初配浆液试注、确定浆液配合比和浆液制备。
钻孔时，钻孔直径比管孔直径大；若钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进；钻机开钻时，低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压；钻进过程中适时采用测量仪器测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正；作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导管棚范围内洞身开挖。
为了让管棚顺利顶进，钻孔直径比管孔直径稍大，φ89mm管棚采用φ90mm钻头。岩质较好的可以一次成孔。若钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进。
连接注浆管路时，钢花管采用人工配合机械安装，先在φ89mm钢管上打10～16mm的注浆孔，环向间距90～120mm，纵向间距150～200mm，呈梅花形布置，尾部留不小于1.0m的不钻孔止浆段，钢管采用丝扣连接牢固，丝扣长150mm，相邻钢管的搭接需前后错开布置，同一横断面内的接头数量不大于50％，相邻钢管接头至少错开1m。
浆液包括M20水泥浆或水泥砂浆，其中，水泥：水＝1:1。
注浆压力初压为0.5～1.0MPa，终压为2.0MPa。
注浆量为钻孔圆柱体的1.5倍；若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，使钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满；注浆时先灌注单号孔，再灌注双号孔。
注浆时从低向高进行；浆液由稀到浓，单管达到设计注浆量则结束注浆或注浆压力达到设计终压10min后，注浆量不小于设计注浆量的80％结束注浆。
若发生塌孔及缩孔成孔十分困难，无法一次成孔时采用前进式预注浆成孔，初钻出一段后，通过钻杆进行孔内注浆，待注浆液达到一定强度后，继续钻进，以此循环施作，直到达到设计孔深；
钻孔时若发生掉块卡钻则在异径接头处镶焊硬质合金，若发生卡钻，施工以少量循环水，再将以拉拔回归，较好地解决此问题。
注浆时若发生串浆现象，则采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆；
注浆时若水泥浆压力突然升高时则立即停机检查；若水泥浆单液进浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间；
在涌水量大，压力高的地段钻孔时，先设置带闸阀的孔口管，当出现大量涌水时，拔出钻具，关闭孔口管上的闸阀，再进行注浆。
检查验收及封孔
在注浆过程中，现场要有专人留守检查，监控注浆量、注浆压力是否达到要求，保证注浆质量，从而避免重返工序，注浆完成后，采用砂浆及时封闭注浆孔，避免出现空漏现象。
本发明提供的冰碛层隧道超前预支护工艺方法简单，能有效实现冰碛层加工，方便后续开挖，提高了安全性。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.冰碛层隧道超前预支护工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
施工准备；
测量放样；
安装具有导向孔的钢架支撑；
搭设工作平台、钻机就位；
钻孔；
清孔；
验孔，若孔不合格则进行补孔，补孔后进行清孔和验孔；
顶入管棚、安装止浆塞；
喷射混凝土封闭工作面；
连接注浆管路、调试；
压水试验；
注浆作业；
注浆效果分析；
封孔。
2.根据权利要求1所述的冰碛层隧道超前预支护工艺方法，其特征在于，
所述施工准备包括管棚加工及依次进行的原料进场检、初选浆液配合比、初配浆液试注、确定浆液配合比和浆液制备。
3.根据权利要求1所述的冰碛层隧道超前预支护工艺方法，其特征在于，
钻孔时，钻孔直径比管孔直径大；若钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进；钻机开钻时，低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压；钻进过程中适时采用测量仪器测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正；作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导管棚范围内洞身开挖。
4.根据权利要求1所述的冰碛层隧道超前预支护工艺方法，其特征在于，
连接注浆管路时，钢花管采用人工配合机械安装，先在φ89mm钢管上打10～16mm的注浆孔，环向间距90～120mm，纵向间距150～200mm，呈梅花形布置，尾部留不小于1.0m的不钻孔止浆段，钢管采用丝扣连接牢固，丝扣长150mm，相邻钢管的搭接需前后错开布置，同一横断面内的接头数量不大于50％，相邻钢管接头至少错开1m。
5.根据权利要求1所述的冰碛层隧道超前预支护工艺方法，其特征在于，
浆液包括M20水泥浆或水泥砂浆，其中，水泥：水＝1:1。
6.根据权利要求1所述的冰碛层隧道超前预支护工艺方法，其特征在于，
注浆压力初压为0.5～1.0MPa，终压为2.0MPa。
7.根据权利要求1所述的冰碛层隧道超前预支护工艺方法，其特征在于，
注浆量为钻孔圆柱体的1.5倍；若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，使钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满；注浆时先灌注单号孔，再灌注双号孔。
8.根据权利要求1所述的冰碛层隧道超前预支护工艺方法，其特征在于，
注浆时从低向高进行；浆液由稀到浓，单管达到设计注浆量则结束注浆或注浆压力达到设计终压10min后，注浆量不小于设计注浆量的80％结束注浆。
9.根据权利要求1所述的冰碛层隧道超前预支护工艺方法，其特征在于，
若发生塌孔及缩孔成孔十分困难，无法一次成孔时采用前进式预注浆成孔，初钻出一段后，通过钻杆进行孔内注浆，待注浆液达到一定强度后，继续钻进，以此循环施作，直到达到设计孔深；
钻孔时若发生掉块卡钻则在异径接头处镶焊硬质合金，若发生卡钻，施工以少量循环水，再将以拉拔回归。
10.根据权利要求1所述的冰碛层隧道超前预支护工艺方法，其特征在于，
注浆时若发生串浆现象，则采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆；
注浆时若水泥浆压力突然升高时则立即停机检查；若水泥浆单液进浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间；
在涌水量大，压力高的地段钻孔时，先设置带闸阀的孔口管，当出现大量涌水时，拔出钻具，关闭孔口管上的闸阀，再进行注浆。
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