第二节 围岩稳定措施
一、超前管棚
管棚钢管沿隧道开挖轮廓线外100~200mm外布设,需有一定外倾角以保证管棚钢管不侵入隧道开挖轮廓线内;钢管环向间距一般为350~500mm,一次支护长度一般为10~45m。管棚与后续超前支护间应有不小于3.0m的水平搭接长度。钢管直径一般为89~110mm,钢筋内需插有钢筋笼或钢筋束,并注满强度等级不小于M20的水泥砂浆。
二、超前小导管
超前小导管是沿隧道开挖轮廓线环向设置,向纵向前方外倾5°~12°角度打设的密排无缝钢管,钢管直径一般为42~50mm、环向间距为300~400mm、钢管长度为3.0~5.0m;小导管纵向水平搭接长度不小于1.0m;小导管杆体钻有孔径为6~8mm的注浆孔,注浆孔梅花形布置,间距为150~250mm,可通过小导管向围岩体注水泥砂浆,强度等级不应小于M10。小导管尾端应支承在钢架上,与钢架组成支护体系。
超前小导管具有管棚的作用,比超前锚杆的支护能力强,比管棚简单易行,灵活经济,但支护能力较管棚弱。
三、超前锚杆
超前锚杆是沿隧道拱部开挖轮廓线布置,向纵向前方外倾5°~20°角度打设的密排砂浆锚杆,锚杆直径一般为22~28mm,环向间距300~400mm,超前锚杆长度宜为3.0~5.0m。超前锚杆纵向两排之间应有1.0m以上的水平搭接段。超前锚杆充填砂浆多为早强砂浆,强度等级不应低于M20。超前锚杆布置与超前小导管相同,作用原理相同,但作用能力较超前小导管弱。
四、超前钻孔预注浆
超前钻孔预注浆是在隧道掌子面采用水平钻机打孔,把具有充填和凝胶性能的浆液材料,通过配套的注浆机具设备压入所需加固的地层中,经过凝胶硬化作用后充填和堵塞地层中缝隙,提高注浆区围岩密实性或减小渗水系数,能固结软弱和松散岩体,使围岩强度和自稳能力得到提高。以达到封堵前方地下水及加固前方隧道周边或未开挖掌子面的目的。
五、超前水平旋喷桩
采用水平定向钻机打设预导孔,然后在回撤钻杆同时,采用高压将配制好的水泥浆液通过钻杆喷射到土体中,使土体颗料与水泥浆搅拌混合,胶结硬化,形成水平圆柱状水泥土固结体。根据不同工艺,旋喷桩直径有所不同:采用单管法施工,直径为0.3~1.0m;采用二重管法施工,直径为0.6~1.4m;采用三重管法施工,直径为0.7~2.0m。
旋喷桩一次施作长度一般为5~20m,每一循环的搭接长度不小于2.0m。
六、超前玻璃纤维锚杆
玻璃纤维锚杆主要用于隧道前方未开挖掌子面的加固,以阻止软弱掌子面土体挤出、坍塌,也可用于对周边围岩进行预加固。玻璃纤维锚杆强度高、重量轻,抗拉强度,由于玻璃纤维锚杆抗剪强度较低,施工机械可直接挖除,玻璃纤维锚杆对掌子面加固后,可实现对隧道全断面机械化开挖。
七、地表砂浆锚杆
从隧道上方地表向下设置的砂浆锚杆,一般垂直向下设置,也可根据地形及主结构面具体情况倾斜设置。
锚杆设置范围:纵向一般不超出不良地质地段5~10m;横向为1~2倍隧道宽度。为保证达到预期加固效果,锚固砂浆在达到设计强度的70%以上时,才能进行下方隧道的开挖。
八、地表注浆
从隧道上方地表向下打设注浆孔,进行围岩预注浆。
九、护拱
护拱是设在明洞段、溶洞空腔段、较大超挖空腔段、塌方空腔段的衬砌外侧拱形结构物,其作用是改善衬砌结构空腔段的受力条件,提高拱背的防护能力,防止上方落石产生的冲击荷载危害。
十、临时支撑
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