齐 涛
郑州市第一建筑工程集团有限公司(450000)
在隧道及地下工程施工中,遇到不良地层时,往往要进行地层预加固。在较小断面洞室开挖(一般跨度在6m以下的洞室)和局部小范围塌方的处理中,超前小导管以其施工工艺简单、施工作业空间要求较小、施工方案可以随时调整和显著的经济效益等特点在地层预加固时成为首选的方案之一。
在隧道开挖以后,隧道围岩将改变原来的初始应力状态,进行应力重分布,形成二次应力状态。小导管注浆在隧道开挖前就改变了围岩的初始应力状态,从而直接影响二次应力状态的结果。在形成二次应力过程中,小导管将起到支撑梁和锚杆的作用,从而改变二次应力分布状态,产生不同于未加固围岩的应力状态;另一方面,注浆改变了岩体的力学参数,主要是 E、μ、C、φ 值的变化,E、C、φ 值提高,μ值减小,这样就提高了围岩本身的自稳能力。通过这两方面的作用,使得地下洞室在开挖时,围岩塑性区出现的时间得到延缓并使围岩的塑性区减小。
本工程中超前小导管采用管径Φ42mm,壁厚3.25 mm的普通焊接钢管,单根长3.5 m,管身钻孔,孔径10mm,成梅花形布设。小导管在隧道中心线上180°范围内布设,环向间距300 mm,外插角呈10°~15°。每榀钢格栅开挖步距500mm,每两榀格栅打设一环,纵向间距1 m,施工时用机械打设,注浆机进行注浆。主要施工工序包括钻孔、布管、封孔、注浆四道工序,工艺流程见图1。
注浆管一端做成尖形,另一端焊上铁箍,在距铁箍端0.5~1.0 m处开始钻孔,钻孔沿管壁间隔100~200mm呈梅花形布设,孔位互成90°,孔径6~8mm,尾部置于格栅钢架上,并与格栅钢架焊接。……