以下是:福州市長樂區(qū)發(fā)貨速度快的鋼花管供貨商的產(chǎn)品參數(shù)
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小導(dǎo)管注漿單管漿液擴(kuò)散半徑一般為0.5~1.0m。這與深孔超前圍幕注漿的擴(kuò)散半徑2~4m(管徑Ф75~Ф110mm、注漿壓力為1.5~4Mpa)有明顯區(qū)別,故《隧道施工規(guī)范》中的注漿量計(jì)算公式(如下)不能作為小導(dǎo)管注漿量的估算公式:
V1=π╳R2╳H╳η╳α╳β ┈┈┈┈公式(1)
V1為注漿量(m3);R為擴(kuò)散半徑(m);H為注漿管有效長度(m);η為地層孔隙率;α為注漿系數(shù)0.7~0.9;β為漿液損耗系數(shù)1.1~1.4。
查閱參考資料注2,以下計(jì)算公式相對符合實(shí)際單孔注漿量:
V2=π╳R2╳c╳η=π╳[(0.6~0.7) ╳s]2╳L╳η ┉┉┈┈公式(2)
V2為注漿量(m3) ;S為小導(dǎo)管中心距離(m); L為小導(dǎo)管有效長度(m); R為考慮到注漿范圍相互重疊的原則,擴(kuò)散半徑取(0.6~0.7)╳s(m);η巖體孔隙率%:Ⅱ類3~5%,Ⅲ類硬巖3~5%、軟巖2~3%,Ⅳ類硬巖2~3%,軟巖1~2%。
實(shí)際施工中因鉆孔偏差或鉆眼內(nèi)的地質(zhì)原因,注漿液竄漿或跑漿經(jīng)常出現(xiàn),每個(gè)注漿管內(nèi)的注漿量很不均勻,因此理論單眼注漿量尚不能作為注漿的一個(gè)嚴(yán)格控制指標(biāo),應(yīng)以整排小導(dǎo)管的理論推算總量作為上下范圍的控制指標(biāo)。故按整排小導(dǎo)管上下各0.5~1 m范圍的巖土體內(nèi)均已注漿填充考慮,應(yīng)以下列公式估算注漿總量:(見圖示1)
V3=(π╳θ/360+2T/ R)╳[(R+T) 2 -(R-T) 2]╳η╳L╳β+ Q ┈┈┈公式(3)
V3為注漿量(m3) ;θ為拱部小導(dǎo)管布設(shè)范圍相對于圓心的角度;R為小導(dǎo)管位置相對于圓心的半徑; T為漿液擴(kuò)散半徑0.5~1 m;L為小導(dǎo)管有效長度(m);η巖體孔隙率%:Ⅱ類3~5%,Ⅲ類硬巖3~5%、軟巖2~3%,Ⅳ類硬巖2~3%,軟巖1~2%;β為漿液損耗系數(shù)1.1~1.4;Q為小導(dǎo)管的容積 (m3)。
V3 理論注漿量應(yīng)是一個(gè)注漿量控制范圍值。在R、L、Q固定的條件下,以小的擴(kuò)散半徑0.5 m、該類圍巖小的巖體孔隙率、漿液損耗系數(shù)代入公式得小理論注漿量V3min, 以大的擴(kuò)散半徑1m、該類圍巖大的巖體孔隙率、漿液損耗系數(shù)代入公式得大理論注漿量V3max。 同理可推算同一斷面的上下雙排或多排小導(dǎo)管一次注漿的總量。
漿液的特性
雙液漿的特性主要反映在漿液粘度、顆粒度和凝膠時(shí)間長短。采用的水泥漿的水灰比一般應(yīng)小于等于1:1,水泥漿與水玻璃的體積比一般在1:0.3~1:1,在此范圍內(nèi)隨著水玻璃用量減少,其凝固時(shí)間縮短。如需要縮短時(shí)間,在注漿中加食鹽或三乙醇胺速凝劑。當(dāng)水泥漿與水玻璃的體積比在1:0.4~1:0.6范圍時(shí),漿液使石體抗壓強(qiáng)度高。一般水玻璃濃度在30~50Be(波美度)之間,濃度越高漿液使石體抗壓強(qiáng)度越高。我們實(shí)際在工程中采用雙液漿為1:1的水泥漿(重量比)和35Be的水玻璃,前者與后者的體積比為1:0.5,水玻璃的比重理論推算為145/(145-35Be)=1.318T/m3,1:1泥漿的實(shí)際試驗(yàn)比重為1.512T/ m3,該雙液漿初凝時(shí)間為4分鐘,終凝時(shí)間為70分鐘。
三、超前小導(dǎo)管設(shè)計(jì)參數(shù)
Ф42mm無縫鋼管長4~7m,管壁每隔20cm梅花形交錯(cuò)鉆眼,眼孔直徑6~8mm,風(fēng)鉆鑿巖時(shí)的鉆孔直徑較管徑大2cm。小導(dǎo)管頂端為尖錐型以利導(dǎo)管打入巖壁鉆孔內(nèi),小導(dǎo)管打入巖體后尾端剩5-10cm,加焊已接有止回閥(如自來水開關(guān))的短鋼管。一般布置在隧道拱頂120°范圍內(nèi),環(huán)向間距30~50cm,外插角為10~30°。
四、注漿壓力
注漿壓力是促使?jié){液在巖(土)層裂隙中流動擴(kuò)散的一種動力,必須有足夠的注漿壓力來克服巖(土)內(nèi)天然水頭壓力和地層裂隙阻力才能使?jié){液充分?jǐn)U散填充,達(dá)到加固堵水的作用。因此,在漿液的粘稠度固定的情況,注漿壓力直接與巖(土)層的裂隙寬度和粗糙度、裂隙發(fā)育程度、裂隙水頭壓力有關(guān)。壓力過高亦會劈裂巖(土)體,因此注漿壓力一般控制在0.5~1.0Mpa。
但在實(shí)踐施工中普遍存在對小導(dǎo)管注漿的作用認(rèn)識不清、對其工藝流程中的操作把關(guān)不嚴(yán)、對注漿量的控制不當(dāng)?shù)惹闆r,造成實(shí)際注漿止水效果不明顯、圍巖固結(jié)不佳、計(jì)量注漿量遠(yuǎn)大于實(shí)際注漿量等問題。現(xiàn)將本人在工程施工中積累的部分經(jīng)驗(yàn)和推導(dǎo)出來的公式供大家探討。
一小導(dǎo)管注漿的分類
根據(jù)不同的注漿目的注漿材料一般分為二類:類為注水泥砂漿,其主要作用為增強(qiáng)導(dǎo)管的剛度,如浙江17省道十八跳隧道;第二類為注水泥漿或水泥—水玻璃雙液漿等化學(xué)漿液,其主要作用為:
(1)通過漿液的化學(xué)作用,將坑道周圍噴漿區(qū)的松散巖體在短時(shí)間凝固并達(dá)到一定自穩(wěn)力,為掘進(jìn)時(shí)的施工提供保障;
(2)漿液進(jìn)入巖(土)體的空隙凝結(jié)固化后起防水作用。
水泥—水玻璃雙液漿的固結(jié)時(shí)間一般為4小時(shí)左右,單液水泥漿的固結(jié)時(shí)間一般為8小時(shí)左右。在甬金高速公路白峰嶺隧道金華端施工中,右洞為水泥—水玻璃雙液注漿,左洞為水泥漿單液注漿,在地質(zhì)條件、施工操作工藝基本相同的情況下證明:雙液注漿的止水效果明顯優(yōu)于單液注漿。本文就水泥—水玻璃雙液注漿的施工工藝予以重點(diǎn)探討。
超前小導(dǎo)管注漿
超前小導(dǎo)管施工工藝
時(shí)間:2018-05-29
超前小導(dǎo)管注漿技術(shù)是隧道淺埋暗挖的一種支護(hù)措施,在隧道的軟弱破碎地層、穿越淺埋段、沙層段、洞口偏壓段、斷層破碎帶及砂卵石段等不良地段施工中發(fā)揮著重要的作用。本文分析了隧道超前小導(dǎo)管注漿的基本原理與設(shè)計(jì)參數(shù)、小導(dǎo)管注漿具體施工工藝、質(zhì)量要求及注意事項(xiàng)。
超前小導(dǎo)管注漿
1工藝原理
(1)小導(dǎo)管超前注漿的基本原理是:
在工作面周邊按一定角度將小導(dǎo)管打(鉆、壓)入地層中,借助注漿泵的壓力,使?jié){液通過小導(dǎo)管滲透,擴(kuò)散到地層孔隙或裂隙中,以改善土體物理力學(xué)性能,這樣既可止水又可在工作面周圍成一個(gè)承載殼——地層自承拱,同時(shí)管體又可起到超前錨桿的作用,從而達(dá)到增加土體的自穩(wěn)時(shí)間、提高開挖面地層自穩(wěn)能力、限制地層松弛變形的目的。
(2)小導(dǎo)管超前注漿固結(jié)原理可歸納為以下兩種:
①滲入性注漿,對于具有一定孔隙或裂隙受擾動或破壞的圍巖,在注漿壓力作用下,漿液克服流動的各種阻力,滲入圍巖的孔隙或裂隙中,達(dá)到地層加固的目的。
②劈裂、壓密注漿,對于致密的土質(zhì)地層,在較高的漿液壓力作用下,裂隙被擠開,使?jié){液得以滲入,形成脈狀水泥漿脈,漿液在圍巖分布形成以鋼管為主干的樹枝,凝固后的漿液挾持、網(wǎng)罩被壓密的土體,起到固結(jié)作用。
2工藝特點(diǎn)
(1)形成了管棚與固結(jié)聯(lián)合的超前支護(hù)體系,提高巖體自身的穩(wěn)定性,抑制圍巖松弛變形,增強(qiáng)了施工的性。
(2)加固效果穩(wěn)妥可靠,注漿質(zhì)量易于控制。
(3)采用超前支護(hù)手段,通過調(diào)整凝固時(shí)間,可大大縮短暗挖工序時(shí)間。
(4)采用常用小型機(jī)械施作,無需配備專用設(shè)備,工藝操作簡便,一般工地都可掌握。
設(shè)計(jì)參數(shù)
小導(dǎo)管注漿支護(hù)的一般參數(shù)如下:鋼管直徑30 - 50mm鋼管長3 - 5m,鋼管鉆設(shè)注漿孔間距為100 - 150 mm,鋼管沿拱的環(huán)向布置間距為300 - 500 mm.鋼管沿拱的環(huán)向外插角為5°一15°,小導(dǎo)管是受力桿件,因此兩排小導(dǎo)管在縱向應(yīng)有一定搭接長度,鋼管沿隧道縱向的搭接長度一般不小于1m .注漿材料:一般采用水泥砂漿(水灰比0.5~1);當(dāng)圍巖破碎,巖體止?jié){效果不好時(shí),可采用水泥-水玻璃雙液漿。
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