超前小导管、超前锚杆、超前大管棚3种施工方案对比2.pdf

超前小导管、超前锚杆、超前大超前小导管、超前锚杆、超前大管棚管棚 3 3 种施工方案对比种施工方案对比超前小导管、超前锚杆、超前大超前小导管、超前锚杆、超前大管棚管棚 3 3 种施工方案对比种施工方案对比小浪底北岸灌区隧洞工程不良地质超前支护方案小浪底北岸灌区隧洞工程不良地质超前支护方案为了加快隧洞施工进度和提高工效，为了加快隧洞施工进度和提高工效，针对隧洞中出现围岩情况差针对隧洞中出现围岩情况差的不良地质情况，的不良地质情况，在不同情况下采用超前锚杆、在不同情况下采用超前锚杆、超前小导管和超前大超前小导管和超前大管棚三种支护措施。管棚三种支护措施。一、支护方案简介及设计参数一、支护方案简介及设计参数超前锚杆是沿开挖轮廓线，超前锚杆是沿开挖轮廓线，以较大的外插角，以较大的外插角，向开挖面前方安装向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预锚固锚杆，形成对前方围岩的预锚固(预支护预支护)，在提前形成的围岩锚固圈，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌等作业。在本项目中，超前锚的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌等作业。在本项目中，超前锚杆主要用在杆主要用在 V V 级围岩上限（较好）段，施工时间较短；超前锚杆应配级围岩上限（较好）段，施工时间较短；超前锚杆应配合钢拱架或格栅拱架使用，设计参数如下：合钢拱架或格栅拱架使用，设计参数如下：（1 1）采用直径）采用直径25mm25mm 螺纹钢，长度为螺纹钢，长度为 3.5m3.5m；（2 2）锚杆沿拱环向布置间距）锚杆沿拱环向布置间距 30cm30cm；（3 3）倾角：外插角）倾角：外插角 1010-15-15，可根据实际情况调整；，可根据实际情况调整；（4 4）纵向间距）纵向间距 2.5m2.5m 一环，搭接长度不小于一环，搭接长度不小于 1m1m；（5 5）注浆材料：注浆材料：M20M20 水泥浆。水泥浆。超前小导管主要用于自稳时间段的软弱破碎带、超前小导管主要用于自稳时间段的软弱破碎带、浅埋段、浅埋段、洞口偏洞口偏压段、压段、砂层段、砂层段、砂卵石段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。断层破碎带等地段的预支护。在本项目中，在本项目中，超前小导管主要用在超前小导管主要用在 V V 级围岩下限级围岩下限（较差）（较差）段，段，施工时间较超前锚杆施工时间较超前锚杆长；超前小导管应配合钢拱架使用，设计参数如下：长；超前小导管应配合钢拱架使用，设计参数如下：（1 1）采用外径）采用外径42mm42mm 厚厚 3.5mm3.5mm 无缝钢管，长度为无缝钢管，长度为 3.5m3.5m；（2 2）钢管钻设注浆孔间距为）钢管钻设注浆孔间距为 100-150 mm100-150 mm；（3 3）钢管沿拱环向布置间距）钢管沿拱环向布置间距 30cm-50cm30cm-50cm；（4 4）倾角：外插角）倾角：外插角 1010-15-15，可根据实际情况调整；，可根据实际情况调整；（5 5）注浆材料：）注浆材料：M20M20 水泥浆。水泥浆。超前大管棚是由钢管和钢格栅或钢拱架组成。超前大管棚是由钢管和钢格栅或钢拱架组成。管棚利用钢格栅拱管棚利用钢格栅拱架，架，沿着开挖轮廓线，沿着开挖轮廓线，以较小的外插角向开挖面前方打入钢管，以较小的外插角向开挖面前方打入钢管，形成形成对开挖面前方围岩的预支护。对开挖面前方围岩的预支护。管棚适用于特别困难地段管棚适用于特别困难地段（如极破碎岩（如极破碎岩体、塌方体、岩堆地段、砂土质地层、强膨胀性地层、断层破碎带、体、塌方体、岩堆地段、砂土质地层、强膨胀性地层、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩）浅埋大偏压等围岩）的隧洞施工中采用。的隧洞施工中采用。在本项目中，在本项目中，主要用在洞内主要用在洞内大型塌方，大型塌方，常规办法已无法处理的情况下，常规办法已无法处理的情况下，施工时间较长。施工时间较长。具体设计具体设计参数如下：参数如下：（1 1）大管棚钻孔孔口位置沿隧洞拱部开挖轮廓线外）大管棚钻孔孔口位置沿隧洞拱部开挖轮廓线外 10cm10cm 布置，布置，环向中心间距环向中心间距 30cm30cm，外插角约，外插角约7 7（可根据实际情况确定）（可根据实际情况确定），每环，每环1717根；根；（2 2）钢管采用外径钢管采用外径108mm108mm 壁厚壁厚 8mm8mm 无缝钢管，无缝钢管，每根长度为每根长度为 10m10m。钢管分段安装，两端之间用钢管分段安装，两端之间用8989 钢管连接，套管长钢管连接，套管长 50cm50cm。（3 3）钢管上注浆孔孔径钢管上注浆孔孔径 101016mm16mm，梅花型布置，梅花型布置，间距间距 151520cm20cm。钢管尾部钢管尾部 2m2m 长不钻孔作为止浆段。长不钻孔作为止浆段。（4 4）拱架上固定）拱架上固定150150 导向管，导向管环向间距导向管，导向管环向间距 30cm30cm，单根长，单根长度以实际长度为准，用来控制超前大管棚的方向。度以实际长度为准，用来控制超前大管棚的方向。（5 5）注浆浆液采用水泥浆，水灰比为）注浆浆液采用水泥浆，水灰比为 0.5:10.5:1，当地下水较大，当地下水较大，注浆液改为水泥浆和水玻璃双浆液。注浆压力采用注浆液改为水泥浆和水玻璃双浆液。注浆压力采用 0.5-1MPa0.5-1MPa。二、具体施工方法二、具体施工方法具体施工中的施工方法为：具体施工中的施工方法为：以本项目以本项目 10m10m 施工段为例，拱架间距设为施工段为例，拱架间距设为 50cm50cm：（一）超前小导管：（一）超前小导管：采用外径采用外径42mm42mm 厚厚 3.5mm3.5mm 无缝钢管，单根长度为无缝钢管，单根长度为 3.5m3.5m，环向，环向间距间距 30cm30cm。小导管安设一般采用钻孔打入法，钻孔直径比钢管直径。小导管安设一般采用钻孔打入法，钻孔直径比钢管直径大大 3-5mm3-5mm，然后将小导管穿过已立好的钢架腹部，然后将小导管穿过已立好的钢架腹部，用锤击或钻机顶入，用锤击或钻机顶入，顶入长度不小于钢管长度的顶入长度不小于钢管长度的 90%90%（3.15m3.15m），并用高压风把钢管内内份，并用高压风把钢管内内份砂石吹出。砂石吹出。小导管安设后，小导管安设后，用朔泥封堵孔口及周围裂隙，用朔泥封堵孔口及周围裂隙，必要时在小导管必要时在小导管附近及工作面喷射砼，以防工作面坍塌。附近及工作面喷射砼，以防工作面坍塌。隧洞的开挖长度应小于小导管的注浆长度（隧洞的开挖长度应小于小导管的注浆长度（2.5m2.5m），预留部分，预留部分