專利名稱：超前雙排注漿小導管施工工藝的制作方法
技術領域：
本發明是指一種超前雙排注漿小導管施工工藝。它作為施工防塌陷沉 的必要有效手段，適用于大斷面暗挖隧道，以及劣質土層中頂管(人工頂 管)施工需要對土體進行預先加固的工程。尤其是穿越建筑物底部、穿越 沉降要求控制嚴格的構筑物(如在鐵路、橋梁等下方施工)，隧道拱部處于 無粘結、自穩力差的砂層及砂礫(卵)石層及松散地質土層。
背景技術：
超前小導管注漿進行土體預加固在隧道工程領域內是一種現有的施工
工藝。常規做法 一般選用4)32水煤氣管制作注漿小導管，長度控制在2 3m,注漿小導管沿隧道周邊單排布設，環向間距一般不大于400mm，導管插 入角度控制在10 15°以內。其缺點是在大斷面暗挖隧道穿越建(構)筑 物底部及對應隧道拱部處于無粘結、自穩能力差的砂層及砂礫(卵)石層 等地層以及劣質土層中，由于單層加固形成的注漿殼體封閉環較為薄弱， 對地層的加固效果較差，沉降難以控制，如果土壤加固殼體達不到設計效 果可能發生重大事故。
發明內容
本發明的目的是針對單層超前注漿小導管注漿效果不理想的現狀，進 行科學的理論分析、摸索，并且結合工程實體的實踐，提供一種針對大斷 面暗挖隧道，尤其是穿越建筑物底部時，作為加固用的超前雙排注漿小導 管施工工藝。本發明采用雙排加固，可在加固的基礎上減緩地基沉降，上
排受力對下排減緩壓力，從而達到防止坍塌，保證安全的目的。 本發明的目的是由以下技術方案實現的。 一種超前雙排注漿小導管施工工藝，包括以下步驟 U)開挖結構豎井，開挖至隧道口上方時做超前大管棚；
(2) 開挖隧道沿縱向達規范要求進尺后，安放首榀鋼格柵，鋼格柵為
拱形框架結抅，其輪廓線與隧道開挖輪廓線相同；
(3) 沿暗挖斷面鋼格柵中心線為對稱中心150。 180。夾角范圍，打設 第一排小導管，它與鋼格柵輪廓線所構成弧面傾角為7° 10°,小導管之間 環向間距為0. 3m 0. 4m;
(4) 沿暗挖斷面鋼格柵中心線為對稱中心150。 180。夾角范圍，打設 第二排小導管，它與鋼格柵輪廓線所構成弧面傾角為30° 60°，小導管之間 環向間距為0. 3m 0. 4m;
(5) 對上述雙排小導管進行注漿，待注漿土體達到強度后，按鋼格柵 縱向間距設定要求開挖暗挖結構斷面四周土體；
(6) 再安放下一榀鋼格柵拱架，采用鋼筋及鋼筋網片將前后鋼格柵焊 接牢固，按設計給定的暗挖初期支護厚度噴射混凝土至此榀鋼格柵處；
(7) 按鋼格柵縱向間距設定要求開挖暗挖結構斷面核心部分土體；
(8 )在步驟(6 )中的該榀鋼格柵拱架上再按步驟(3 )、步驟(4 )分 別打設第一排、第二排小導管，然后注漿，開挖土體，再安放下一榀鋼格 柵拱架，循環往復，直至安放末榀鋼格柵為止。 鋼格柵榀數的多少視暗挖隧道長度而定。
鋼格柵縱向間距設定要求為0. 5m (兩榀鋼格柵構件中心之間的距離)。每排小導管均由多根大小、形狀相同的小導管呈等間距立體平行排列， 每排小導管的后端部分均與鋼格柵固接。
根據地層土質的不同，小導管采用直徑25 42隱的無縫鋼管、水煤氣 管等，壁厚3. 5 6. 5腿，長度為2. 25 3. 5m,可視地層不同釆用不同尺寸。
小導管前端為200 300mm長的圓錐狀，在距后端IOOO腿不開孔(后 端部分與鋼格柵固接)，剩余部分沿管壁間隔200隨梅花形設置溢漿孔，溢 漿孔直徑為6 8mm。將雙排注漿小導管按規定角度打入地層，往小導管中 注漿時，漿液從溢漿孔中溢出，滲入地層中，達到加固地層的目的。
依據暗挖斷面所處的土層分布情況選擇適合的注漿材料，常用的注漿 材料有改性水坡璃漿液、水泥水玻璃雙液漿、水泥砂漿、水泥漿或超細 水泥漿等。
本發明的優點是本發明為超前雙排注漿小導管施工工藝，是針對大 斷面暗挖隧道，尤其是穿越建筑物底部、隧道拱部處于無粘結、自穩能力 差的砂層及砂礫(卵)石層等地層時，對地層打設角度不同的雙排注漿小 導管，可對地層進行全面加固，和傳統注漿小導管相比較，在原有加固殼 體的基礎上形成第二層緩沖殼體Z進一步減緩或避免地層破壞后的沉降及 建(構)筑物的損壞。
圖1為超前雙排注漿小導管縱斷面設置立體結構示意圖。 圖2為超前雙排注漿小導管橫斷面設置結構示意圖。 圖3為圖2的A-A剖面圖。 圖4為小導管結構示意圖。
圖中l.第一排小導管，2.第二排小導管，3.鋼格柵，4.溢漿孔。
具體實施例方式
實施例北京地鐵四號線工程動物園站(土建)的施工中，1#暗挖風 道的施工。其風道為單層暗挖結構，風井四周距現有的建(構)筑物較近。 在暗挖施工過程中，為了保護現有的建(構)筑物結構的安全，釆用了本 發明"超前雙排注漿小導管施工工藝"。
本實施例所述的超前雙排注漿小導管施工工藝用于暗挖隧道施工，它 包括以下步驟
U)開挖結構豎井，開挖至隧道口上方時做超前大管棚；
(2) 開挖隧道沿縱向達規范要求進尺后，安放首榀鋼格柵，鋼格柵為 拱形框架結構，其輪廓線與隧道開挖輪廓線相同；
(3) 沿暗挖斷面鋼格柵中心線為對稱中心150。 180。夾角范圍，打設 第一排小導管，它與鋼格柵輪廓線所構成弧面傾角為7° 10°,小導管之間 環向間距為0. 3m 0. 4m;
(4) 沿暗挖斷面鋼格柵中心線為對稱中心150° 180°夾角范圍，打設 第二排小導管，它與鋼格柵輪廓線所構成弧面傾角為30° 60°，小導管之間 環向間距為0. 3m 0. 4m;
(5) 對超前雙排注漿小導管進行注漿，待注漿土體達到強度后，按鋼 格柵縱向間距設定要求的0. 5m開挖結構斷面周邊土體；
(6) 再安放下一榀鋼格柵拱架，釆用鋼筋和鋼筋網片將前后鋼格柵焊 接牢固；按設計給定的暗挖初期支護厚度噴射混凝土至此榀鋼格柵處；
(7) 按鋼格柵縱向間距設定要求的0. 5m開挖暗挖結構斷面核心部分土體；
(8 )在步驟(6 )中的該榀鋼格柵拱架上再按步驟(3 )、步驟(4 )分
別打設第一排、第二排小導管，然后注漿，開挖土體，再安放下一榀鋼格 柵拱架，循環往復，直至安放末榀鋼格柵為止，隧道工程暗挖結束。
超前雙排注漿小導管管內注漿材料的選擇，主要依據暗挖斷面所處的
土層分布情況選擇適合的注漿材料，常用的注漿材料有改性水玻璃漿液、 水泥水玻璃雙液漿、水泥砂漿、水泥漿、超細水泥漿等。 本實施例中采用了 PH=3 4的改性水玻璃漿液。
如圖l、圖2所示，鋼格柵3上設置雙排小導管，每排小導管均由多根 大小、形狀相同的小導管呈等間距立體平行排列，每排小導管的后端部分 均與鋼格柵3固接；鋼格柵3為拱形框架結構，其輪廓線與隧道開挖輪廓 線相同，第一排小導管1與鋼格柵3輪廓線所構成弧面傾角為7 10°，第 二排小導管2與鋼格柵3輪廓線所構成弧面傾角為30 60°;小導管之間的 環向間距均為0. 3 0. 4m。
雙排小導管在鋼格柵3上的設置范圍以鋼格柵中心線為對稱中心 150 180°夾角。
小導管釆用直徑25 42mm的無縫鋼管，壁厚3. 5 6. 5mm，長度為 2.25 3. 5m,可視地層不同釆用不同尺寸。
如圖4所示，小導管前端為200 300腿長的圓錐狀，在距后端1000mm 不開孔，剩余部分沿管壁間隔200mm梅花形設置溢漿孔4,溢漿孔直徑為6 8mm。
如圖3所示，鋼格柵3的框架結構為現有技術，每排小導管與鋼格柵3固接部分為點焊連接。
開挖隧道時，鋼格柵按隧道開挖輪廓線大小制作，將雙排注漿小導管 的后端部分與鋼格柵焊接，當往小導管中注漿時，漿液從溢漿孔中溢出， 滲入地層中，達到雙層加固地層的目的。通常雙排注漿小導管在施工中需 安裝多榀(一環鋼格柵為一榀)，故應確保前次注漿小導管未開挖部分水平
長度1.0m以上，前后導管搭接1.0m以上。
小導管的打設可釆用引孔頂入法，其步驟為
(1) 用YT-28風鉆引孔，或用吹管將砂石吹出成孔，孔徑50mm，孔深
視導管長度而定；
(2) 插入導管，如插入困難，可用帶沖擊錘的風鉆頂入；
(3) 用吹風管將管內砂石吹出，或用掏勾將砂石掏出；
(4) 導管周圍縫隙用塑膠泥封堵，并用棉紗將孔口堵塞。 在每根小導管內注漿，漿液從溢漿孔中溢出，滲入地層中；注漿材料
可釆用PH=3 4的改性水玻璃漿液，注漿過程中，壓力逐漸上升，流量逐 漸減少，當壓力達到注漿終壓，注漿量達到設計注漿量80%以上，可結束注 漿；注漿終壓為0. 5 0. 8MP,注漿擴散半徑為0. 5m,注漿速度為《30L/min。
權利要求
1、一種超前雙排注漿小導管施工工藝，其特征在于它包括以下步驟①開挖結構豎井，開挖至隧道口上方時做超前大管棚；②開挖隧道沿縱向達規范要求進尺后，安放首榀鋼格柵，鋼格柵為拱形框架結構，其輪廓線與隧道開挖輪廓線相同；③沿暗挖斷面鋼格柵中心線為對稱中心150°～180°夾角范圍，打設第一排小導管，它與鋼格柵輪廓線所構成弧面傾角為7°～10°，小導管之間環向間距為0.3m～0.4m；④沿暗挖斷面鋼格柵中心線為對稱中心150°～180°夾角范圍，打設第二排小導管，它與鋼格柵輪廓線所構成弧面傾角為30°～60°，小導管之間環向間距為0.3m～0.4m；⑤對雙排小導管進行注漿，待注漿土體達到強度后，按鋼格柵縱向間距設定要求開挖暗挖結構斷面四周土體；⑥再安放下一榀鋼格柵拱架，采用鋼筋和鋼筋網片將前后鋼格柵焊接牢固；按設計給定的暗挖初期支護厚度噴射混凝土至此榀鋼格柵處；⑦按鋼格柵縱向間距設定要求開挖暗挖結構斷面核心部分土體；⑧在步驟⑥中的該榀鋼格柵拱架上再按步驟②、步驟③分別打設第一排、第二排小導管，然后注漿，開挖土體，再安放下一榀鋼格柵拱架，循環往復，直至安放末榀鋼格柵為止。
2、 如權利要求l所述的超前雙排注漿小導管施工工藝，其特征在于: 每排小導管均由多根大小、形狀相同的小導管呈等間距立體平行排列，每 排小導管的后端部分均與鋼格柵固接。
3、 如權利要求l所述的超前雙排注漿小導管施工工藝，其特征在于:小導管釆用直徑25 42隱的無縫鋼管或水煤氣管，壁厚3. 5 6. 5mm,長 度為2. 25 3. 5m。
4、 如權利要求l所述的超前雙排注漿小導管施工工藝，其特征在于: 小導管前端為200 300腿長的圓錐狀，在距后端IOOO隱不開孔，剩余部 分沿管壁間隔200隱梅花形設置溢漿孔。
5、 如權利要求l所述的超前雙排注漿小導管施工工藝，其特征在于: 所用的注漿材料為改性水玻璃漿液、水泥水玻璃雙液漿、水泥砂漿、水 泥漿或超細水泥漿。
全文摘要
本發明涉及一種超前雙排注漿小導管施工工藝，其步驟為先開挖結構豎井，安放首榀鋼格柵，在鋼格柵上打設雙排注漿小導管，它與鋼格柵輪廓線所構成弧面傾角分別為7～10°和30～60°，環向間距均為0.3～0.4m，然后向小導管中注漿，待注漿土體達到強度后，按鋼格柵縱向間距要求開挖土體，安放下一榀鋼格柵，再打設雙排注漿小導管，直至安放末榀鋼格柵為止。本發明的優點是針對大斷面暗挖隧道，尤其是穿越建筑物底部、隧道拱部處于無粘結、自穩能力差的砂層及砂礫(卵)石層等地層時，對地層打設雙排注漿小導管，可對地層進行全面加固，在原有加固殼體的基礎上形成第二層緩沖殼體，進一步減緩或避免地層破壞后的沉降及建(構)筑物的損壞。
文檔編號E21D9/04GK101196118SQ20081005570
公開日2008年6月11日 申請日期2008年1月7日 優先權日2008年1月7日
發明者磊 丁, 恒 孔, 波 汪, 祝顯學 申請人:北京市政建設集團有限責任公司