教案《隧道施工与维护》4.3隧道预加固

1、教学环节与时间分配教学内容课前组织：查考勤、填写教室日志课前复习：1、隧道开挖方式的对比答：二种方法：（1）全断面开挖法（2）台阶开挖法（3）分部开挖法三者之间的对比：（各个方面）1、适用条件2、沉降、工期3、防水、造价4、示意图引入新课：在我们看单侧壁和双侧壁的分部开挖法的时候发现有很多锚杆是围绕着断面的拱部施作的，那为什么会有这些锚杆的安装，与新奥法的锚杆是不同的布置，但是其作用非常重要，这节课我们就来学习围岩的预加固。讲授新课围岩预支护（预加固）隧道施工中常用的辅助稳定措施分地表处理和洞内处理两方面：地表处理（适用于洞口段、浅埋隧道）教学形式、方法与手段1、井点降水2、注浆加固(渗透注浆

2、)3、锚杆(桩)、钢管桩加固4、高压旋喷桩、搅拌桩加固洞内处理(适用于洞口段、浅埋隧道、深埋隧道)1、稳定开挖工作面(1)超前预支护(超前锚杆、超前小导管、超前管棚)临时仰拱(3) 扩大拱脚及锁脚锚杆(4) 喷射混凝土封闭开挖面(5) 止面锚杆2、地下水处理及围岩加固(1) 洞内井点降水(2) 开挖工作面预注浆(全断面封闭注浆、周边半封闭注浆、小导管注浆、局部注浆、高压旋喷注浆等)(3) 冻结法(4) 钻孔排水(5) 泄水洞一、超前锚杆1.构造组成8超前锚杆是沿开挖轮廓线，以稍大的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预锚固，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖等作业。超前锚杆2.

3、性能特点及适用条件特点：柔性较大，整体刚度较小。适用条件：地下水较少的软弱围岩的隧道工程中，如土砂质地层、弱膨胀性地层、流变性较小的地层、裂隙发育的岩体、断层破碎带等、浅埋无显著偏压隧道。3. 设计、施工要点（1）超前锚杆的超前长度为循环进尺的35倍，宜采用35m长，环向间距采用0.31.0m；外插角宜用10°30°；搭接长度宜为超前长度的40%60%左右，即大致形成双层或双排锚杆。（2）超前锚杆宜用早强砂浆全粘结式锚杆，锚杆材料可用不小于（p22的螺纹钢筋。施工过程如下:二管棚1.构造组成管棚是利用钢拱架沿开挖轮廓线以较小的外插角、向开挖面前方打入钢管或钢插板构成的棚架来

4、形成对开挖面前方围岩的预支护。条例和法律的区别。汨管棚的环向布置b）管棚钢管纵向错接c）钢管端部横向联接2. 性能特点及适用条件特点：整体刚度较大，对围岩变形的限制能力较强，且能提前承受早期围岩压力。适用条件：主要适用于围岩压力来得快来得大、对围岩变形及地表下沉有较严格要求的软弱破碎围岩隧道工程中。3. 管棚钻机的选择应满足的要求应具备可钻孔的大扭矩，又要有破碎地层中坚硬孤石的高冲击力。应能准确定位、可多方位钻孔、深孔钻进精度高。轻便、移动灵活方便。三超前小导管注浆超前小导管注浆是在开挖掘进前，先用喷混凝土将开挖面和隧道一定范围内的地段封闭，然后隧道拱部轮廓线打人带孔的钢管，并向钢管内注浆，浆

5、液即由导管渗透到地层中，在隧道拱部形成固结体并加固围岩。1.构造组成小导管一般采用直径3850mm的无缝钢管制作。在小导管前端做成约10cm长的圆锥状，在尾端焊接直径68mm的钢筋箍。距后端100cm内不开孔，剩余部分按2030cm梅花形布置直径6mm的溢浆孔。2.性能特点及适用条件特点：浆液被压注到岩体裂隙中并硬化后，不仅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。适用条件：适用于自稳时间短的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。3.小导管布置和安装小导管钻孔安装前，应对开挖面及5m范围内的坑道喷射

6、510cm厚的混凝土封闭。小导官一般米用少32mm的焊接官或少40mm的无缝钢管制作，长度宜为36m，前端做成尖锥形，前段管壁上每隔1020cm交错钻眼，眼孔直径宜为68mm。四、超前深孔帷幕注浆1.注浆机理及适用条件(1) 渗透注浆采用中低压力将浆液压注到地层中的空穴、裂缝、孔隙里、凝固后将岩土或土颗粒胶结为整体，以提高地层的稳定性和强度。适用条件：破碎岩层、砂卵石石层、中细、粉砂层等有一定渗透性的地层(2) 劈裂注浆采用高压浆液强行挤压孔周，在注浆压力的作用下，浆液作用的周围土体被劈裂并形成裂缝，通过土体中形成的浆液脉状固结作用对粘土层起到挤压加固和增加高强夹层加固作用，以提高其强度和稳定性。适用条件：颗粒较细的粘土质不透水(浆)地层(3) 压密注浆用浓稠的浆液注入土层中，使土体形成浆泡，向周围土层加压使得到加固。(4) 高压喷灌注浆通过灌浆管在高压作用下，从管底部的特殊