模块三 隧道工程施工准备-单元2-隧道辅助施工方法讲解

《隧道与地下工程施工》模块三

隧道勘察与施工准备

单元4隧道辅助施工方法

《隧道工程施工》

超前锚杆1管棚2超前小导管注浆3本讲主要内容预注浆加固地层2地表锚喷预加固3隧道辅助施工方法01一、隧道辅助施工方法

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定义：隧道施工过程中，可能会遇到开挖工作面不能自稳或地表沉陷过大的情况，为了确保隧道工程顺利进行和施工安全，采取一定的工程措施对地层进行预支护或预加固，称为辅助施工措施。•

辅助工法的设计及施工应遵循“先支护，后开挖，快封闭，勤量测”的原则，与隧道

主体支护结构设计及施工开挖方法选择密切配合。•预支护：包括预留核心土、混凝土封闭开挖面、超前锚杆、管棚、临时仰拱等•预加固：包括预注浆加固地层、地表锚喷加固•预加固、预支护双重作用措施：超前小导管注浆隧道运营与养护01一、隧道辅助施工方法

1、超前锚杆

工作原理：超前锚杆是沿开挖轮廓线，以较大的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预锚固(预支护)，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌等作业。

性能特点：柔性较大，整体刚度较小。超前锚杆预加固围岩隧道运营与养护01一、隧道辅助施工方法

1、超前锚杆

适用范围：主要适用于围岩应力较小，地下水较少、岩体软弱破碎，如土砂质地层、膨胀性地层、裂隙发育的岩体以及断层破碎带等开挖面有可能坍塌的隧道中，在施工中极易发生坍塌，在这类地层中施工时，除减少对围岩的扰动外，还应加强临时支护，临时支护可采用超前锚杆。超前锚杆施工隧道运营与养护01一、隧道辅助施工方法

2、管棚法

管棚法，是指为防止隧道开挖引起地表下沉或围岩松动，在开挖掘进前沿开挖工作面的上半断面周边按设计打入厚壁钢管。在地层中构筑的临时承载棚防护下，为安全开挖预先提供增强地层承载力的临时支护方法。洞口管棚洞内管棚隧道运营与养护01一、隧道辅助施工方法

2、管棚法

管棚由钢管和钢拱架组成。

管棚中的钢管应按照设计要求进行加工和开孔，管内应灌注水泥浆或水泥砂浆，以便提高钢管自身刚度和强度。

适用于软弱地层和特殊困难地段，如及破碎岩体、塌方体、砂土质地层、强流失性地层、浅埋大偏压等围岩，并对地层变形有严格要求的工程。

管径粗，承载力比超前锚杆大，是预支护措施中支护能力最大的。

施工技术复杂，造价高隧道运营与养护01一、隧道辅助施工方法

2、管棚法

管棚设计原则•管棚形状和导管布置应根据开挖面形状选择•导管环向间距一般为30~50cm，纵向两组管棚间应不小于3.0m的水平搭接长度•导管宜用无缝钢管，外径70~180mm，长度10~45m；分段安装时，分段长度4~6m•导管上注浆孔径10~16mm，间距15~20cm，梅花形布置•需加强管棚刚度时，可在导管内注入水泥砂浆•管棚沿隧道开挖轮廓线纵向钻设的孔不得侵入隧道开挖轮廓线，护拱基础应牢固•管棚应与钢拱架一起使用隧道运营与养护01一、隧道辅助施工方法

3、超前小导管注浆

超前小导管注浆是在开挖前，先向掌子面斜上方或附近的围岩打入小钢管进行注浆，并通过小导管向围岩压注起胶结作用的浆液，待浆液硬化后，坑道周围岩体就形成了有一定厚度的加固圈，以改善围岩状况，保证掌子面稳定的方法。该方法对增加坑道围岩的稳定性是极为重要的，也对以后的结构安全有很大好处。超前小导管超前小导管预加固围岩隧道运营与养护01一、隧道辅助施工方法

3、超前小导管注浆

适用条件：超前小导管注浆适用于中砂、粗砂、砾石层等孔隙率较大的松散地层。由于浆液被压注到岩体裂隙中并硬化后，不仅可将岩块或颗粒胶结为整体起到了加固作用，而且填塞了裂隙，阻隔了地下水向坑道渗流的通道，起到了堵水作用。因此，超前小导管注浆不仅适用于一般软弱破碎围岩，也适用于地下水丰富的软弱破碎围岩。

常与钢拱架一起设置，支护能力低于管棚隧道运营与养护01一、隧道辅助施工方法

3、超前小导管注浆

超前小导管注浆的工艺流程及施工要点：（1）封闭工作面。小导管钻孔或安装前，应对掌子面及附近范围内(有说5m)的坑道喷射5～10cm厚的混凝土封闭。（2）小导管一般采用直径32mm的焊接管或直径40mm无缝钢管制作，长度3~5m，前端做成尖锥形，小导管前段管壁上注浆孔径宜为6~8mm，间隔10~20cm交错布置

小导管环向设置间距20~50cm，外插角度10~30度，一般采用15度。（3）

安设小导管。对Ⅳ级围岩劈裂、压密注浆时可布置单排管；对V级围岩或处理塌方时可布置双排管；在地下水丰富的松软层，可布置双排以上的多排管；渗入性注浆宜采用单排管；大断面或注浆效果差时，可采用双排管。隧道运营与养护01一、隧道辅助施工方法

3、超前小导管注浆

超前小导管注浆的工艺流程及施工要点：

（4）小导管插入后应外露一定长度，以便连接注浆管，并用塑胶泥(40Be水玻璃拌42．5MPa水泥)将导管周围孔隙封堵密实。

（5）注浆。应选用性能良好、工作压力满足注浆要求的注浆设备，并应进行现场试验运转。（6）注浆效果检查。注浆结束后，应做一定数量的钻孔检查或用声波仪探测仪检查注浆效果，如未达到要求，应进行补孔注浆。隧道运营与养护01一、隧道辅助施工方法

4、预注浆加固地层

•开挖之前，先往地层中注浆以加固围岩，使开挖能够安全稳妥进行的预加固措施•两种形式：洞内超前钻孔注浆，地表注浆加固；•注浆管：带孔眼的焊接钢管或无缝钢管；•堵塞方式：堵塞钻孔壁与灌注管间孔隙，木楔，止浆塞。隧道运营与养护01一、隧道辅助施工方法

5、地表锚喷预加固

包括洞口边仰坡、洞门上方陡坎、洞口浅埋段