论述软弱围岩隧道超前支护技术

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1、论述软弱围岩隧道超前支护技术　　隧道通过软岩是一个经常遇到的麻烦问题，采用何种掘进方法、何种支护结构一直是一个争论不休的问题。一般软岩特别是在埋深较大时，其侧压力大、本身强度又低，如处理得当，既能减少坍塌，又节省资金，否则变形不断，拖延施工时间。更重要的是：要冒险抢工、危及人身安全；运营后，由于软岩的膨胀力继续释放，可能使隧道底板上鼓、轨道变形，迫使行车中断，造成经济损失。因此，隧道工作人员一定要精心研究，根据已积累的经验，结合具体工程情况及时提出相应的解决措施。　　软岩工程力学特性软岩之所以能产生显著塑

2、性变形的原因，是因为软岩中的泥质成分和结构面控制了软岩的工程力学特性。一般说来，软岩具有可塑性、膨胀性、崩解性、分散性、流变性、触变性和离子交换性。　　1.技术原理。锚杆超前支护主要是通过组合、悬吊、挤压对围岩进行加固它是将围岩若干层组合成厚层，将节理发育的岩体串联在一起阻止岩块沿裂隙面滑移，从而在洞室周边形成一定厚度的承载环，充分发挥围岩自承能力，阻止围岩因过大变形而坍塌。具体是，巷道掘进前，在工作面轮廓线上先沿巷道轴线方向，与该轴线成一定夹角钻孔装锚杆，该夹角也叫外插角，一般为5°～20°。锚杆安装后

3、在工作面钻眼爆破，作业时上部岩体得到超前锚杆加固。通常，普通超前锚杆加固后，开始进行断面开挖施工爆破后立即喷拱，其厚度不小于50mm.在新鲜挖面上喷射混凝土，能及时对围岩提供抗力，并在可喷入裂隙的一定深度内，对岩体进行加固，以抵抗岩石的剪切，提高围岩的承载能力。喷好拱后再出渣，即完成一次超前锚杆加固，一般一次进尺可达～为了不使爆破震坏超前锚杆支护层，喷完后到下次放炮的时间不小于4h，然后进行第二次循环，打眼爆破之后喷拱出渣后，在前一循环的超前锚杆加固处，进行按常规打径向锚杆的喷锚联合永久支护，如此循环下去

4、。　　2.施工工艺。材料加工与锚孔布置：锚杆除锈除油调直；按设计标孔位；钻孔：准确控制外插角，以防增加超欠挖；注浆：先用水和稀浆湿润管路，再开始注浆；插入锚杆：迅速将锚杆插入眼孔，并用锤击方法插至孔底，再用木楔堵塞孔口，防止砂浆流失；清洗整理注浆用具：除掉砂浆，以备下一循环使用。　　2.施工注意事项。砂浆严格按配合比拌合，且随拌随用；注浆作业中停止>30min，应测定砂浆塌落度，其值小于，不可再用；锚杆插入后不得随意敲击；为提高锚杆承载能力可适当加大锚杆孔径，并在锚杆端部加垫板，使在洞室周边形成压密圈，使

5、围岩自身成为较理想的承载结构；掘进速度不能太快，因为锚杆的锚固需一定的时间，若过快地掘进，会使锚杆过早承载，导致支护结构迅速破坏。　　1.受力原理　　超前管棚支护是在拟开挖的隧道、地下洞室等开挖外轮廓周边上，间隔一定的间距，沿洞轴以一定的外插角钻孔，安装惯性矩大的钢管，然后进行注浆固结的一种预支护措施。其工作原理为：通过管棚注浆，使拱顶预先形成加固的保护环。而加固环发挥“承载拱”的作用，承受拱上部的地面荷载和岩层重量，使拱内部围岩仅承受拱部围岩的形变压力，从而创造了理想的开挖条件。当超前管棚沿隧道开挖轮廓

6、周边密布时，加固环的变形变小，传递给隧道支护结构的上部荷载大大减小，同时通过环形固结层与管棚，将拱部围岩的形变应力传递给支撑拱架。由于支撑拱架间的相互连接，形成整体支护，有效地保证了掘进施工和初期支护的安全。　　2.管棚施工　　施工准备。①在熟悉设计图纸的基础上，进一步调查地质情况，按可灌性和空隙比或渗透系数确定注浆类型；②通过试验确定或调整注浆半径、注浆压力和单管注浆量；③加工导管，准备施工机具和器材。　　定向和布孔。布孔参照相关的设计图纸，相邻孔位误差≯5cm.管棚定向可采用以下两种方法：①安装定向套

7、管，套管采用比钻头稍大的钢管，一般取2m即可，套管的方向决定钻孔方向，固定在钢架上；②采用挂线定向，距离以10m为宜，通过前后两点挂线确定管棚的方向，在定向时应考虑线路纵坡对外插角的影响。　　钻孔、安装钢管。钻孔前先喷混凝土封闭掌子面，以防漏浆，而后测量布孔，在设计孔位点上标记。然后用风动凿岩机钻孔，开孔时，先轻压慢速钻进，以保证开孔质量。钻进中用测斜仪量测钻孔方向，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。成孔后，用吹管或掏勺将孔内砂石吹出，以免堵塞。成孔检查合格后，人工推送钢管入孔，管口用麻丝和锚固剂封堵。　　

8、注浆施工。①注浆准备：管棚安装完成后，旋上孔口阀，连接注浆管路。利用注浆泵先压水检查管路是否漏水，设备状态是否正常，而后再做压水试验，以冲洗岩石裂隙，扩大浆液通路，增加浆液充塞的密实性，核实岩石的渗透性。②浆液配制：在注浆前由试验确定浆液配比、注浆压力等注浆参数。浆液配比选择要考虑岩石裂隙情况及浆液扩散半径，现场通过试验确定。配制浆液时，要注意加料顺序和速度，防止浆液结块。③注浆施工：清孔后，按由下至上的顺序施工，浆液先稀后浓