当前,在隧道和地下进行施工的过程中,通常会用到导管注浆技术来进行工程的加固,通过注浆技术来增强岩石结构的稳定性,尤其是针对一些跨度较大、而且岩层结构不够稳定的双连拱隧道,科学的应用导管注浆技术,在增强结构的稳定性方面有着重要的作用。
一、导管注浆技术概述
在进行工程施工的过程中,为了使结构的稳定性增加,或者是为了达到防渗水的目的,需要通过固定的孔洞或者是裂缝向地层内进行灌注水泥浆或者是其他浆液,这种技术称之为注浆技术。一般情况下使用注浆技术,都是为了加强结构稳定性和防渗堵水,也有个别的工程使用注浆技术是为了防止滑坡现象的产生,从而提高地基的承载能力。本文主要探讨的注浆技术,则是针对其加强结构稳定性的方面进行论述。通常情况下,注浆技术的设计应当注重以下几个方面:第一,要对施工现场的岩层结构进行详细的勘察和分析,以此来确定注浆的范围;第二,对于现场岩层结构的渗透性进行了解,以此才能够准确的判断出需要注浆的位置,以及注浆的深度;第三,根据相关的规范要求以及施工现场的实际情况,对于注浆试验的具体要求进行确定,同时要对注浆试验的结果进行现场检测和分析;第四,根据试验结果,对注浆的具体参数进行更改和完善,以此来确定注浆所使用的材料,以及具体的压力数据。
二、双连拱隧道
双连拱隧道一般设置在山势较低的地区,尤其是纵向的长度很宽而且横坡陡度较大的地区,需要设置双连拱隧道。由于这些地区的地质具有一定的特殊性,所以在进行双连拱的设计时需要根据实际情况进行设计,这也就使得双连拱在设计方案方面具有一定的独特性:埋深较浅、长度较短;地势较陡、存在偏压;围岩不稳、雨季难施工;跨度大、结构复杂、施工困难。也正是由于这些因素的影响,使得双连供隧道的施工难度加大,如果对其中任何一项措施处理不当,都可能会引起塌方事故。而针对上述不利因素,需要采用适当的方法才能够消除安全隐患,下面笔者就真对其中的导管注浆技术进行分析。
三、导管注浆技术在双连拱隧道中的应用
下扬坑双连拱隧道是赣粤高速公路赣州至定南段最长的双连拱隧道,位于南岭东段九连山北麓。该地段跨度很大,而且地质脚尖较差,为了保证工程顺利的进行,能够稳定的掘进工作面,我们使用导管注浆技术队围岩进行加固,增强其稳定性。
1.锁口导管
在隧道洞口的两端,设置一个锁口导管,导管可以使用热轧无缝钢管,其尺寸要求应当满足一下条件:直径为108mm、壁厚为6mm、长度为16m。钢管的顶部应当是锥形的,有利于进行注浆。沿着隧道的方向,由外部打入围岩,环向间距保持在400mm左右为宜。
2.注浆浆液
注浆浆液的选择以水玻璃和水泥作为主要的浆液材料。
3.洞口地表加固
在隧道洞口进行地表加固时,与锁口导管使用标准相同的无缝钢管,以梅花的形状进行分布。导管的形状与锁口导管的形状也要保持一致,并且需要采用相同的注浆方法。
4.导管注浆
根据该地段的围岩分布,需要使用小导管注浆,其使用的材料也是无缝钢管,尺寸相比锁口导管要稍小,而且导管的前端也需要呈锥形,当钢管与衬砌中线相互平行时,则通过仰角的形式打入到围岩中,每次完成一排钢管的打入以及注浆时,都要及时对拱部进行开挖,并且使用混凝土和钢筋网进行初步的固定,同时再进行第二次喷压混凝土。当一排钢管注浆完成后,再进行下一排的钢管注浆。
5.导管注浆加固技术
(1)在隧道进行开挖过程中,尤其是浅埋暗挖过程中,需要使用导管注浆技术。在掘进过程中,会遇到软土或者是破碎的地基,进行挖孔后可能会产生塌孔,如果进行超前锚杆的设置比较困难时,就需要使用小导管注浆技术。需要注意的是,使用小导管注浆技术时要配合钢拱架一起使用。在条件允许的情况下,可以采用地面进行注浆的方式,如果遇到有导洞时,则可以通过导洞来完成注浆加固的过程。
(2)导管注浆支护的设计方案,一般需要长度为3-5m的钢管,注浆孔的距离以100-150mm为宜。同时进行的两排导管在纵向上需要留有一定的搭接范围,其搭接的长度应当超过1m。
(3)进行导管注浆加固的过程中,为了确保掘进的顺利进行,需要对导管的安装位置以及其有效的搭接长度进行严格的控制,同时对于导管的钻设角度也要进行科学的选择。另外,用作导管的钢管上,应当留有注浆口,这样才能够对土体进行注浆,也能够使得导管自身的刚度和强度得到保障。
(4)注浆的材料一般选择水泥浆或者是水泥砂浆,需要根据施工现场的条件来选择。同时,对于注浆方式也需要根据不同的施工要求进行选择,比如在砂卵石地区较为常用的注浆法是渗入法,而在砂层中常用的注浆方法则是腭裂法,在淤泥或者是软土层中,则适合使用高压喷射法。
四、双连拱隧道施工中的注意事项
在隧道施工过程中产生塌方的原因往往都比较复杂,既有来自于施工现场地质和气候条件等客观的因素,也有来自于施工方法和施工技术的主观因素。而主观因素是可以通过调整和学习来逐渐消除的,而且是属于可控制的因素。但是客观因素确是客观存在的,而且往往具有不可控的特性,所以在工程施工的过程中尤其要加强注意。在进行双连拱隧道的过程中,在隧道进行开挖前,需要加强对超前导管的注意。因为只有确保导管的搭接长度,才能够充分发挥其作用,所以,要确保导管的搭接长度符合工程实际情况的需要,而且在注浆过程中要保证注浆饱满,等到浆液完全凝结以后,确定前方的围岩强度能够满足隧道掘进的需要时,再进行继续开挖。另外,还需要注意以下几个问题:第一,超前导管的设置是影响注浆技术的主要因素,导管自身的长度以及搭接长度是保证注浆效果的必要条件;第二,在隧道施工过程中,要对超前导管做成自进式,这样则有利于加强导管的深度和强度;第三,对于隧道围岩的开挖路段需要进行全过程的监测,以此来确定导管注浆是否起到了应有的作用,同时也能及时的发现可能引起塌方的危险因素,确保工程安全、顺利的进行。
结束语:
隧道施工是公路工程中常见的施工方式,在隧道施工过程中使用注浆技术,能够使隧道周围的围岩稳定性得到增强,为隧道的掘进提供必要的基础。在双连拱隧道的施工过程中进行导管注浆技术的应用时,应当对导管的材料、注浆的材料、注浆的方式等进行科学的选择,确保根据施工现场的实际情况选择合适的注浆方式,以此发挥注浆技术在隧道工程汇中的作用。
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