1、坍方體處(chù)理施工(gōng)技術方案
1.1 施工方案與治理原則
1.1.1 施工方(fāng)案
根據坍方體(tǐ)的工程地質特點,確定了在拱部1°範圍內施作(zuò)Φ89 長管棚(péng),管棚間距30cm,結合預注漿技術在開(kāi)挖輪廓(kuò)線外形成約4m厚的加固圈,並在開挖時以小導管補強注漿加固技術為輔的綜合技術(shù)方案。開挖采用上下台階(jiē)法,上台階高度約4m,采取(qǔ)預留核心(xīn)土環形開法,上下台(tái)階間距長(zhǎng)度5m,以(yǐ)人(rén)工開挖為主,對局部未坍方部位可采用鬆動爆破。在開挖後立即施作格柵拱架及錨(máo)網噴支護體係,充分調動加固後(hòu)的圍岩的承(chéng)載(zǎi)能(néng)力,使(shǐ)初期支(zhī)護與(yǔ)注(zhù)漿加固的坍方體形成整體支護結構(gòu),並建立科學的監測體係,監測支(zhī)護體係的變形,判斷結構(gòu)的穩定性和安全(quán)性。
1.1.2 技(jì)術難點與關鍵
(1)長管棚與注漿加(jiā)固圈在拱頂形成了穩固可靠的固結殼,作為支承長達18m高約50m的鬆散坍方體支護(hù)體係(保(bǎo)護殼),是保證開挖(wā)安全和防止(zhǐ)坍方的進一步擴大的(de)關鍵技術。
(2)坍方體(tǐ)內(nèi)大部(bù)分呈鬆散碎屑狀,且又混有大小不一的硬質岩塊和前(qián)期坍方處(chù)理時用以支撐的方木等建築材料,施鑽困(kùn)難,成孔性差、容(róng)易卡鑽、下管難度大(dà)。這些問題的解決直(zhí)接關係到26m管棚(péng)的安(ān)裝(zhuāng)成功率和注漿的效果,也是(shì)坍方處理的難點所在。
(3)坍方段地處斷層破碎帶,地層連通性好,坍方體(tǐ)鬆散度大,且坍方(fāng)前施工的小導坑均直接與注漿區相連通。由於注漿區域廣而連通性好,因此必須對注漿順序及注漿工藝進行詳細(xì)計劃,以防(fáng)止漿液向無用的地區擴散,控製注漿量,以小的注漿量獲得適宜的注漿效果。
1.2 治理原則(zé)
施工方案和治理原則:“管,預注漿,多(duō)循環,短開挖(wā),強(qiáng)支護(hù),勤量測,早(zǎo)封閉”。
2、施工(gōng)技術要點
2.1 施工工序與步驟
2.2 工作麵預注漿
在長管棚(péng)施工前,應對工作麵進行前(qián)進式分段預注漿,注漿分段長度(dù)為5m。以水泥單液(yè)漿為(wéi)主,內加(jiā)速凝劑(jì),在必要時采用水泥(ní)-水玻(bō)璃C-S 雙液漿。工作麵預注漿的目的是加固工作麵鬆散(sàn)體,以保證管棚鑽孔方向的精度,同時穩定工作麵,確保開挖(wā)時(shí)工(gōng)作麵的安(ān)全。
2.3 長管棚與(yǔ)預注漿
2.3.1 管棚參數
鑽孔仰角1°~3°,管棚間距30cm,管棚長度26m,采(cǎi)用Φ89(厚5mm)無縫(féng)鋼管,共計52根管棚。
2.3.2鑽孔工藝
預設Φ127 導向管→Φ108 套管鑽進18m →Φ90 鑽孔鑽進(jìn)26m →下管(guǎn)(帶(dài)Φ90 鑽頭) →取出Φ108 套管→封孔注漿。
2.3.3 管棚注漿
注漿分三序(xù)孔注入,注入順序依次為C – S 漿、水泥漿、水(shuǐ)泥砂漿。注漿應在鑽孔下管完(wán)成後(hòu)立即進行,以便在鑽相鄰孔時可做為當前(qián)注漿孔的檢查孔。所有管棚鋼管均以30號水泥砂(shā)漿充填,以加強(qiáng)鋼管的剛度。
2.4 小導(dǎo)管注漿補強
長(zhǎng)管棚注漿加固範圍(wéi)有限,很難(nán)達到4m的加固(gù)圈(quān),為此在開挖過程中,需施作小導管注漿(jiāng)補(bǔ)強。小導管采用Φ32焊縫鋼管,長5.5m,開孔長4m,間距60~75cm,外插角41°。小導管注漿采用C-S 雙液漿,注漿量(liàng)根據現(xiàn)場情況定,以確保開挖為目的(de)。
3、問題與(yǔ)解決措施
3.1問題
(1)主要存在卡鑽、掉鑽頭、坍孔、退鑽與頂管困難等(děng)問題。
(2) 坍方前開挖的下導坑斷麵約有20m2 ,長度約為20m,由於密排(pái)棚架(jià)的作用,坍方體並未將導坑內填滿,約有150m3 空洞,漿液向空洞內充填並(bìng)不能對開挖(wā)穩(wěn)定起到穩定作用(yòng),同時又造成浪費,防止(zhǐ)漿液向空洞內滲流是注漿中的關鍵環節。
3.2措施
3.2.1 帶鑽頭頂管
采用(yòng)套管跟進施鑽隻能(néng)有效地解決前20m坍孔、卡鑽等技術難題,因為(wéi)套管(guǎn)跟進越長孔壁周圍坍碴、碎石與管壁的(de)摩阻力就越大,鑽進(jìn)負荷扭矩也越大,致使鑽進困難,同時易產生管(guǎn)接頭因扭矩大而損耗斷管等嚴重事故,一旦發生斷管現象,則整(zhěng)個孔將被廢棄。
3.2.2 總體(tǐ)施(shī)工工序的調整
進行工作麵預注漿,在此基(jī)礎上進行管棚施工。但由於注漿量大,注漿時間長,造成鑽孔作業空閑時間(jiān)多。為此,對(duì)施工工序進行了調整,即在工作(zuò)麵注漿的同時穿插(chā)進行部分管棚孔的施工(gōng)。但為(wéi)確保周邊管棚孔(kǒng)的注漿加固效果,確定了穿插管棚孔施工的原則是:遵循設計時的工作麵預注漿的原則。總(zǒng)體施工工序的調(diào)整為施工工期(qī)爭取了時間,同時也保證了周邊注漿加固效(xiào)果。
3.2.3注漿施工的技術措施
(1)改(gǎi)變漿液(yè)材料。預注漿時(shí),根據其注漿目的是填充坍方體空(kōng)洞,對固結體強度要求不高,同時由於原開(kāi)挖的小導坑留下的空洞較大,采用較高強度的注(zhù)漿材料不僅造成浪費,也為後來的開挖帶來了困難。為此,據(jù)孔鑽記錄,A、I、H 三個工作麵預注漿孔分別在6m、10m、17m處有50~120cm不等的架空區(qū),對(duì)這三個(gè)孔不同斷位的注漿材料進行了變更,由原設計的水泥漿與水泥砂漿改為粘土(tǔ)水泥砂漿。變更後的漿液含粘土約為25% ,28d固結強(qiáng)度在8~13kgPcm2 ,可滿足工作麵穩定的要求,凝結時間約為3~5d,流動性好,不(bú)僅降低了工程成本,也具有良好的填充效果。三個孔三個段別分別共(gòng)計注入粘(zhān)土水泥砂漿120m3,約占空洞總量的(de)80%。
(2)采用間隔注漿獲得注漿加固(gù)效果。在進行管棚注漿時關鍵是獲得管棚內外形成厚約2m的注漿加固圈,但由(yóu)於坍體內有許多塊石相互棚架,致使(shǐ)坍體內空洞(dòng)大而多,這些(xiē)空洞有的直接與坍空區相連,注漿(jiāng)時漿液在壓力作用下通過這些空洞泄流(liú)至坍空區,而不能在管棚附近均勻擴散,從而使注漿加固圈(quān)無法形成。為此,根(gēn)據經驗采用間歇注漿(jiāng)法,即當長時間注漿壓力上不來時(shí),說明漿液順空隙(xì)泄流至坍空區,這時將漿液凝結時間調整至30~50s,注漿1~5min,停40s,待原(yuán)注入漿液初凝變稠後再注,如此反複,則原先的泄漿通道(dào)逐漸變小並(bìng)終堵塞,漿液即在管棚周圍達到均勻擴散的目的。
4、施工質量與效果評定
(1) 導向管外插角為2°~4°,間(jiān)距28~33cm,滿足設計與規範要求,為保(bǎo)證管棚製安精(jīng)度創造了條件。
(2) 管棚孔鑽進(jìn)過程中(zhōng)一個孔打偏與另一管棚相交,僅占(zhàn)管棚總數的2%。根據下管(guǎn)記錄,因卡鑽、斷管等原因(yīn)52根管棚中有9根共計16m 未頂進,僅占(zhàn)設計管棚總長度的1.1%。根據開挖所揭示的情況,管棚製安基本達到了整齊劃一的要求(qiú),在開挖線外形成了穩固的護拱棚(péng)架作用,總(zǒng)體質量達到了優。
(3) 每二序孔鑽孔時出現了全孔回水,鑽(zuàn)孔、下管容易,鑽孔物中有水泥凝結塊等(děng)現象,與開始鑽孔時卡鑽無回水形成了對比,說明注漿已起到了明顯的效果,並達到了固結充填的(de)好效(xiào)果。
(4) 根(gēn)據注漿記錄,第二序孔注漿時注漿壓力上升明顯快於開(kāi)始注漿時,也說(shuō)明坍方體空洞回填充實。
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