管棚注浆法在软弱围岩开挖中应用

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1、管棚注浆法在软弱围岩开挖中应用　　摘要：在软弱围岩隧道施工时，为了保证安全及工程质量，节约投资、加快进度和保证运营期间的安全，必须采用一定的技术措施，包括正确的施工方法，合理的支护形式等。管棚注浆法是隧道工程中常见的一种超前支护方式，本文以灰窑子隧道兴城端洞口段工程为例介绍了管棚注浆法在软弱围岩开挖中的应用。关键词：管棚注浆法；软弱围岩；小导管Abstract:inweakrocktunnelconstruction,inordertoensuresafetyandengineeringquality,savinginvestme

2、nt,acceleratetheprogressandensurethesafetyduringtheoperation,mustadoptcertaintechnicalmeasures,includingthecorrectconstructionmethod,therationalsupportform,etc.Piperoofgroutingmethodisoneofthetunnelengineeringofthecommonsupportingmethodinadvance,inthispaper,cementkiln

3、tunnel,weendtheholesectionoftheprojectasanexampleintroducesthepiperoofgroutingmethodintheapplicationofweaksurroundingrockexcavation.Keywords:piperoofgroutingmethod;Weak9surroundingrock;Asmallcatheter中图分类号：TD265.4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)前言在软弱围岩开挖中容易出现拱顶下沉急剧增大、隧道净空收缩

4、、地表开裂等，有时也会出现掌子面失稳。所以，在这种情况下，要采取掌子面稳定措施和控制地表下沉措施。地表下沉与埋深有密切关系。埋深大时，在隧道横断面内形成了承载拱，开挖引起的下沉局限在隧道周边，而埋深浅时，没有形成承载拱，开挖下沉会直接达到地表面。在这种情况下，埋深小的隧道，因不能期待形成承载拱，因此，为防止支护下沉、增强支撑力，必须采取必要的措施，管棚注浆法就是其中一种可取的做法。一、管棚注浆法及其工艺原理（一）管棚注浆法9管棚法是地下结构工程浅埋暗挖时采用的一种超前支护技术,其实质是在拟开挖的地下隧道或结构的衬砌拱圈隐埋弧线上,

5、预先设惯性力矩较大的厚壁钢管,起临时超前支护作用,防止土层坍塌和地表下沉,以保证掘进和后续支护工艺安全运作。当遇到软岩破碎地层时,管棚结合围岩预注浆可成为有效的施工方法(管棚注浆法)。由于该工法具有不需要大型机具设备、工艺简单、见效快等特点,因此在地下工程软弱围岩施工中被广泛采用。（二）管棚注浆法工艺原理注浆管棚通过注浆填充围岩裂隙，提高围岩的强度和刚度，从而提高围岩的整体承载能力。通过向围岩注浆形成的加固圈起到“承载拱”的作用，支承“承载拱”上部的岩层重量，使拱内部的围岩与支护系统处于免压状态，拱内部的围岩与支护系统受到的力仅是

6、由于拱向隧道方向的变形引起的形变压力，当管棚为惯性力矩较大的厚壁钢管，且沿隧道开挖轮廓线周密布置时，加固圈的变形较小，因此，隧道支护结构所承受的上部荷载大大减小。另外，在管棚进口端一般加有套拱基础，另一端深入到隧道围岩较为完整、坚硬处，这样可以对上部的破碎软弱围岩形成一个稳定的“简支梁”支撑结构，此简支梁可承受上部松动压力或者传递上部荷载的作用。（3）施工控制效果1、防塌方由于管棚的作用，减少了工作面上覆的土压力，稳定了围岩，从而避免了土体塌方，即便有一定程度沉降的产生，也不会发生灾难性事故。92、阻断沉降作用研究表明，由于管棚的

7、超前预支护作用，其对地表沉降的控制可达30～35％，对拱顶沉降的控制高达40％。同时，由于支护结构体的形成，改变了地表沉降与拱顶沉降的比例。在浅埋隧道施工中，一般情况下，拱顶沉降要大于地表沉降，而采用管棚进行预支护后，使得拱顶沉降远远小于地表沉降量。3、均匀沉降曲线。由于管棚的承托作用，使得沉降槽沉降集中的程度大幅减少，沉降总量在减小的同时有向两端均匀分布的趋势。4、提高围岩的力学参数，增大地层自稳能力。实际施工中为增大管棚的刚度和管棚与围岩的粘结力，常常在管棚内注入水泥浆、水玻璃或泡沫尿烷等材料，使得管棚与其周围的土体成为一个整

8、体，从而极大地增强了土层的自稳能力。二、工程实例（一）工程概况灰窑子隧道位于建昌县灰窑子村附近，呈北东方向展布，设计两条分离式单行曲线隧道属长隧道，隧道概况见下表：平面线形：隧道左右起点均位于直线上，左右终点均位于半径4000m的右偏圆曲线上，隧道