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隧道水泥注浆加固技术

郑州中科支护机械设备有限公司 发布时间:2021-04-05

隧道水泥注浆加固技术具有施工方法简单、方便、快速、有效等特点,同时具有凝胶时间可以调节、能控制浆液的扩散范围、固结强度高、结石率可达100%等优点。因此,在浅埋、软弱围岩隧道施工及隧道坍方处理中被广泛应用。

一、地表注浆

在地表坍方周边插入注浆导管,间距1m,梅花形布置,注浆导管采用φ42无缝钢管制成,长3.5m,管壁每隔20cm交错钻眼,眼孔直径6~8mm,根部留1.5m不钻眼做为止浆段。按预定的水灰比及注浆压力开始注浆,注浆过程中,观察断面是否有浆液渗出,若隧道内坍方处自上往下有浆液渗出,则维持注浆压力30s后停止注浆;若隧道内坍方处没有浆液渗出,注浆压力达到0.8Mpa后停止注浆。注浆固结地表土体,防止地表水流入隧道内加大坍方面积,增加工作面施工难度。

二、隧道内工作面注浆

管棚内注入水泥净浆,净浆水灰比1:1,注浆压力:初压为0.5~1Mpa,终压为2Mpa,注浆压力以控制水泥净浆不冒出地表为原则。注浆结束后用C10水泥砂浆充填管棚钢管,增强钢管的强度和刚度。大管棚注浆时先注无水孔,后注有水孔。在无水地段可从拱脚起顺序注浆。注浆速度根据注浆孔出水量大小而定,一般从快到慢。注浆结束时将闸阀关闭,卸下进浆管,进入下一循环。

三、隧道周边浅孔注浆

注浆钢花管注浆前先喷混凝土封闭掌子面以防渗漏,对强行打入的钢管进行冲清管内积物,然后再进行水泥水玻璃浆液注浆,注浆顺序由下而上,浆液用搅拌桶搅拌。在施工前取现况土样进行水玻璃浆液配比试验,来指导现场注浆施工,要求水玻璃模数范围为:2.8~3.3,浓度要求在40Be‘以上。注浆压力:初压为0.1~0.3Mpa,终压为0.5Mpa.注浆时,要时刻观察压力和流量变化,压力逐渐上升,流量逐渐减少,注浆压力达到0.5Mpa后要稳定3min即可停止注浆用棉纱塞紧孔口转入下孔注浆。
随着注浆的连续进行,注浆压力和进浆量增加,而土层吃浆量和进浆速度逐渐减小,土体内孔隙趋向填满。由于浆液对周围的土层连续扰动、压缩,使土颗粒移动,重新排列,浆液中的水泥颗粒慢慢吸收周边土的水份,有利于土体的脱水排气,利于复合围岩的形成,并通过张性层理劈裂压入浆材并凝固成脉,迫使土体向上地层传递压力并以辐射状局隆起重新分布,经过压缩、脱水,稀泥状粘土已变成土中,抗压强度提高,承受隧道周边部分围岩压力,不仅起到临时防渗加固的作用,而且能作围岩加固。
完成大管棚及注浆钢花管注浆施工后,待注浆达到规定强度时,在管棚及小导管支护环的保护下按短台阶法开挖,上台阶下台阶6~10m,及时支护,衬砌紧跟。其工序为:开挖→初喷→挂网→架立工字钢架→施作外插角45°及边墙注浆钢花管→复喷至设计厚度→进入下一循环开挖→及时施做二衬。

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