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注浆量计算
小导管注浆单管浆液扩散半径一般为0.5~1.0m。这与深孔超前围幕注浆的扩散半径2~4m(管径Ф75~Ф110mm、注浆压力为1.5~4Mpa)有明显区别,故《隧道施工规范》中的注浆量计算公式(如下)不能作为小导管注浆量的估算公式:
V1=π╳R2╳H╳η╳α╳β ┈┈┈┈公式(1)
V1为注浆量(m3);R为扩散半径(m);H为注浆管有效长度(m);η为地层孔隙率;α为注浆系数0.7~0.9;β为浆液损耗系数1.1~1.4。
查阅参考资料注2,以下计算公式相对符合实际单孔注浆量:
V2=π╳R2╳c╳η=π╳[(0.6~0.7) ╳s]2╳L╳η ┉┉┈┈公式(2)
V2为注浆量(m3) ;S为小导管中心距离(m); L为小导管有效长度(m); R为考虑到注浆范围相互重叠的原则,扩散半径取(0.6~0.7)╳s(m);η岩体孔隙率%:Ⅱ类3~5%,Ⅲ类硬岩3~5%、软岩2~3%,Ⅳ类硬岩2~3%,软岩1~2%。
实际施工中因钻孔偏差或钻眼内的地质原因,注浆液窜浆或跑浆经常出现,每个注浆管内的注浆量很不均匀,因此理论单眼注浆量尚不能作为注浆的一个严格控制指标,应以整排小导管的理论推算总量作为上下范围的控制指标。故按整排小导管上下各0.5~1 m范围的岩土体内均已注浆填充考虑,应以下列公式估算注浆总量:(见图示1)
V3=(π╳θ/360+2T/ R)╳[(R+T) 2 -(R-T) 2]╳η╳L╳β+ Q ┈┈┈公式(3)
V3为注浆量(m3) ;θ为拱部小导管布设范围相对于圆心的角度;R为小导管位置相对于圆心的半径; T为浆液扩散半径0.5~1 m;L为小导管有效长度(m);η岩体孔隙率%:Ⅱ类3~5%,Ⅲ类硬岩3~5%、软岩2~3%,Ⅳ类硬岩2~3%,软岩1~2%;β为浆液损耗系数1.1~1.4;Q为小导管的容积 (m3)。
V3 理论注浆量应是一个注浆量控制范围值。在R、L、Q固定的条件下,以小的扩散半径0.5 m、该类围岩小的岩体孔隙率、浆液损耗系数代入公式得小理论注浆量V3min, 以大的扩散半径1m、该类围岩大的岩体孔隙率、浆液损耗系数代入公式得大理论注浆量V3max。 同理可推算同一断面的上下双排或多排小导管一次注浆的总量。
超前小导管注浆
超前小导管施工工艺
时间:2018-05-29
超前小导管注浆技术是隧道浅埋暗挖的一种支护措施,在隧道的软弱破碎地层、穿越浅埋段、沙层段、洞口偏压段、断层破碎带及砂卵石段等不良地段施工中发挥着重要的作用。本文分析了隧道超前小导管注浆的基本原理与设计参数、小导管注浆具体施工工艺、质量要求及注意事项。
超前小导管注浆
1工艺原理
(1)小导管超前注浆的基本原理是:
在工作面周边按一定角度将小导管打(钻、压)入地层中,借助注浆泵的压力,使浆液通过小导管渗透,扩散到地层孔隙或裂隙中,以改善土体物理力学性能,这样既可止水又可在工作面周围成一个承载壳——地层自承拱,同时管体又可起到超前锚杆的作用,从而达到增加土体的自稳时间、提高开挖面地层自稳能力、限制地层松弛变形的目的。
(2)小导管超前注浆固结原理可归纳为以下两种:
①渗入性注浆,对于具有一定孔隙或裂隙受扰动或破坏的围岩,在注浆压力作用下,浆液克服流动的各种阻力,渗入围岩的孔隙或裂隙中,达到地层加固的目的。
②劈裂、压密注浆,对于致密的土质地层,在较高的浆液压力作用下,裂隙被挤开,使浆液得以渗入,形成脉状水泥浆脉,浆液在围岩分布形成以钢管为主干的树枝,凝固后的浆液挟持、网罩被压密的土体,起到固结作用。
2工艺特点
(1)形成了管棚与固结联合的超前支护体系,提高岩体自身的稳定性,抑制围岩松弛变形,增强了施工的性。
(2)加固效果稳妥可靠,注浆质量易于控制。
(3)采用超前支护手段,通过调整凝固时间,可大大缩短暗挖工序时间。
(4)采用常用小型机械施作,无需配备专用设备,工艺操作简便,一般工地都可掌握。
设计参数
小导管注浆支护的一般参数如下:钢管直径30 - 50mm钢管长3 - 5m,钢管钻设注浆孔间距为100 - 150 mm,钢管沿拱的环向布置间距为300 - 500 mm.钢管沿拱的环向外插角为5°一15°,小导管是受力杆件,因此两排小导管在纵向应有一定搭接长度,钢管沿隧道纵向的搭接长度一般不小于1m .注浆材料:一般采用水泥砂浆(水灰比0.5~1);当围岩破碎,岩体止浆效果不好时,可采用水泥-水玻璃双液浆。
铜仁江口沧州达讯钢管有限公司是以 钢管制造,施工服务于一体的科技型供应商,是铜仁江口规模较大 钢管生产基地之一。公司位于沧州新华区东方世纪广场,地理位置优越,交通运输十分便捷,公司产业园占地50亩,竭诚为您提供优质的 钢管产品和服务。
质量要求
1主控项目
(1)超前小导管所用的钢管原材料进场检验应符合现行标准的要求;
(2)超前小导管所用钢管的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求;
(3)超前小导管与支撑结构的连接应符合设计要求;
(4)超前小导管的纵向搭接长度应符合设计要求。
2一般项目
(1)超前小导管施工允许误差:外插角2
孔距(mm)±50
孔深(mm)+50,0
(2)注浆浆液强度和配合比应符合设计要求,且浆液应充满钢管及周围的缝隙;
(3)导管采用钻孔施工时,其孔眼深度应大于导管长度;采用捶击或钻机顶入时,其顶入长度不应小于管长的90%;
(4)导管安装前应将工作面封闭严密、牢固、清理干净,并测放出钻设位置后方可施工。
超前小导管注浆加钢支撑是隧道工程辅助开挖的一种施工工艺,简称小管棚施工工艺。该工艺特别适用于自稳时间较短的砂层、砂卵(砾)石层、小断层带、软弱围岩带、浅埋地段、地下水较多的较弱破碎围岩地段。小管棚施工工艺相对于大管棚施工工艺比较,具有相对简单便捷、经济实效。一般隧道进、出口端往往属于地质围岩类别低、自稳性差、开挖面渗水多的情况,因此超前小导管加钢支撑辅助开挖的进洞施工工艺被普遍采用。
但在实践施工中普遍存在对小导管注浆的作用认识不清、对其工艺流程中的操作把关不严、对注浆量的控制不当等情况,造成实际注浆止水效果不明显、围岩固结不佳、计量注浆量远大于实际注浆量等问题。现将本人在工程施工中积累的部分经验和推导出来的公式供大家探讨。
一小导管注浆的分类
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