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隧洞临时支护和塌方处理措施

隧洞临时支护和塌方处理措施

因隧洞局部地段经过Anz-Gn+w岩层,其抗风化能力差,对围岩稳定不利,施工过程中可能需要采取锚喷临时支护措施。

  ⑴临时锚喷支护

  临时锚喷支护措施的具体做法是:若洞室稳定性相对较好时,可以仅喷一层5cm厚的砼,作为临时支护措施;若洞室稳定性相对较差时,根据岩石的走向布置一定数量的锚杆,同时喷上砼,作为隧洞的临时支护措施;若洞室稳定性更差时,则采取锚杆支护与钢筋网喷砼支护的支护措施。

  ⑵临时锚杆支护施工方法

  ①砂浆锚杆安装的工艺流程

  砂浆锚杆安装工艺流程详见下图。

  钢筋在使用前需进行矫直和除锈等处理,并按所需长度截断。

  水泥应新鲜无结块,砂子应过筛,粒径小于3mm。

  钻孔要按锚杆的设计要求进行,保证锚杆的方向、深度和间距准确。

  孔眼在注浆前必须清洗干净。

  砂浆锚杆安装工艺流程

  ②砂浆锚杆施工方法

  (1)钻孔

  采用风钻钻孔。孔径要与杆径配合好。孔位偏差控制在15mm~50mm之间。孔深偏差控制在50mm之内。钻孔方向适当调整尽量与岩层主要结构面垂直。锚孔钻好后用高压水将孔眼冲洗干净。

  (2)注浆

  粘结砂浆要拌和均匀,并调整其和易性,随拌随用,一次拌和的砂浆在初凝前用完。

  注浆管插到孔底,开始注浆后,徐徐均匀地将注浆管往外抽出,并始终保持注浆管口埋在砂浆内,以免砂浆中出现空洞。

  注浆体积略多于需要体积,将注浆管全部抽出后,立即迅速插入杆体,可用锤击或通过套筒用风钻冲击,使杆体强行插入钻孔。

  ⑶临时喷砼支护施工方法

  ①临时喷砼支护工艺流程

  本工程临时喷砼工程量较小,喷砼支护措施可采用干喷施工方法。

  干喷工艺如下:

  干喷工艺流程图

  ②临时喷砼施工机械

  (1)干喷砼机:转体式喷射机2台。

  (2)空气压缩机:南京压机厂生产的10m3/分空压机:2台。

  ③临时喷砼施工方法

  (1)喷射角度和距离

  喷枪与受喷面的角度,一般应垂直并稍微向刚喷射的部位倾斜约10度左右,这样砼回弹量最少。

  喷嘴(混合料出口处)与受喷面的最佳距离是按喷砼的最小回弹率和最高的强度来确定的。根据我公司长期喷射砼的施工经验,一般为0.8~1.0m较好。

  (2)喷射区段和次序

  喷射砼时应分段、分部、分块,自下而上地进行。遇岩面有较大的凹坑应先喷射补平。喷射砼时须将喷枪反复缓慢地作螺旋形移动。这样,可防止溅落的灰浆粘附于未喷的岩面上,而不会影响喷射的砼与岩面间的粘结力;使喷射的砼均匀、密实而平整;并可使已喷部分支持上部刚喷砼下垂的重量,增加一次喷射的厚度。

  螺旋形移动的转动直径约30cm左右,并须一圈压半圈地移动;拱顶按纵向喷射,并作蛇行。第小段长度以2~4m为宜。喷射第二行时,要按次序从第一行始点开始,行与行间再搭接2~3cm。分段长度主要是根据速凝剂效果而定,我公司长期使用的红星牌速凝剂,一般可将三个小段作为一个基本段,这样喷第二行时,第一行始点砼已终凝,不会造成冲击破坏。

  (3)一次喷射厚度

  一次喷射砼厚度应根据喷射效率、回弹损失、砼颗粒间的凝聚力和喷层与岩面间的粘结力等因素确定。

  (4)喷射砼的养护

  因喷砼的水泥用量较大,凝结硬化速度快,为使砼强度均匀增长,防止收缩裂缝,必须设专人认真做好养护工作。一般情况下,砼喷完后2~4小时内即开始喷水养护;喷水次数以保持砼具有足够的湿润状态为度;喷水养护时间,一般不少于14昼夜。

  ⑷塌方处理措施

  隧洞工程中的坍方事故是围岩失稳的一种具体表现,是隧洞工程施工中需要处理的重大技术问题。

  从招标文件的地质资料中了解到,本工程部分洞段岩石较破碎,施工过程中有可能会出现掉块和坍塌等岩体失稳现象,需要采取切实可行的处理措施。

  针对本工程中可能出现的情况,我公司将采取以下一些切实可行的技术措施:

  ①预防坍方的施工措施

  (1)预防坍方的方法

  选择安全合理的施工方法和措施至关重要。在掘进到地质不良围岩破碎地段,应采取"先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测"的施工方法,制订出切实可行的施工方案及安全措施。

  (2)加强坍方的预测

  为了保证施工作业安全,及时发现坍方的可能性及征兆,并根据不同情况采用不同的施工方法及控制坍方的措施,需要在施工阶段进行坍方预测。预测常用的几种方法:

  ①观测法

  a、在掘进工作面采用探孔对地质情况或水文情况进行探索,同时对掘进工作面应进行地质素描,分析判断掘进前方有无可能发生坍方的超前预测。

  b、定期和不定期地观察洞内围岩的受力及变形状态;检查支护结构是否发生了较大的变形;观察是否岩层的层理、节理裂隙变大,坑顶或坑壁松动掉块;喷射砼是否发生脱落;以及地表是否下沉等。

  ②一般量测法

  按时量测观测点的位移、应力,测得数据进行分析研究,及时发现不正常的受力、位移状态及有可能导致坍方的情况。

  通过上述预测坍方的方法,发现征兆应高度重视及时分析,采取有力措施处理隐患,防患于未然。

  (3)加强初期支护,控制坍方:当开挖出工作面后,应及时有效地完成喷锚支护或喷锚网联合支护,并应考虑采用早强喷射砼、早强锚杆和钢支撑支护措施等。这对防止局部坍塌,提高隧洞整体稳定性具有重要的作用。

  ②隧洞坍方的处理措施

  (1)隧洞发生坍方,应及时迅速处理

  处理时必须详细观测坍方范围、形状、坍穴的地质构造,查明坍方发生的原因和地下水活动情况,经认真分析,制定处理方案。

  (2)处理坍方的方法

  ①小坍方

  小坍方,纵向延伸不长、坍穴不高,首先加固坍体两端洞身,并抓紧喷射砼或采用锚喷联合支护封
闭坍穴顶部和侧部,再进行清碴。

  ②大坍方

  大坍方,坍穴高、坍碴数量大,坍碴体堵住洞身时,宜采取先护后挖的方法。可采用管棚法或注浆固结法稳固围岩体和碴体,待其基本稳定后,按先上部后下部的顺序清除碴体,采取短进尺、弱爆破、早封闭的原则处理坍方。

  (3)排水措施

  坍方往往与地下水活动有关,治坍应先治水。防止地表水渗入坍体或地下,引截地下水防止渗入坍方地段,以免坍方扩大。

  (4)现代隧洞工程基本上是采用新奥法施工,若有条件,要按照新奥法的要求加设量测点,增加量测频率,根据量测信息及时研究对策。

  ③处理坍塌需要准备的材料

  处理坍塌需要根据围岩稳定情况确定,我公司根据长期的施工经验,准备必要的处理坍塌所需的材料。

  处理坍塌的措施有:坍塌规模较小时,采用锚喷支护措施;坍塌规模较大时,除采用锚喷支护外,再加上超前锚杆;断层处岩石十分破碎时,除采用锚喷支护、超前锚杆外,再增加由"工"字钢弯曲而成的钢拱架支撑。这是我公司在隧洞工程中常用的有效、可靠的处理坍塌措施
 

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